Roje mikrodronovSieť MESH je ďalšou aplikáciou mobilných ad-hoc sietí v oblasti dronov. Na rozdiel od bežnej mobilnej siete AD hoc nie sú sieťové uzly v sieťach dronov počas pohybu ovplyvňované terénom a ich rýchlosť je vo všeobecnosti oveľa vyššia ako rýchlosť tradičných mobilných samoorganizujúcich sa sietí.
Jeho sieťová štruktúra je väčšinou distribuovaná. Výhodou je, že výber smerovania dopĺňa malý počet uzlov v sieti. To nielen znižuje výmenu informácií o sieti medzi uzlami, ale tiež prekonáva nevýhodu príliš centralizovaného riadenia smerovania.
Štruktúra siete roja UAVsiete MESHmožno rozdeliť na rovinnú štruktúru a zhlukovú štruktúru.
V planárnej štruktúre má sieť vysokú robustnosť a bezpečnosť, ale slabú škálovateľnosť, ktorá je vhodná pre malé samoorganizujúce sa siete.
V klastrovanej štruktúre má sieť silnú škálovateľnosť a je vhodnejšia pre ad-hoc sieťovanie roja dronov.
Rovinná štruktúra
Rovinná štruktúra sa tiež nazýva peer-to-peer štruktúra. V tejto štruktúre je každý uzol rovnaký z hľadiska distribúcie energie, štruktúry siete a výberu smerovania.
Vzhľadom na obmedzený počet uzlov dronov a jednoduchú distribúciu má sieť silnú robustnosť a vysokú bezpečnosť a rušenie medzi kanálmi je malé.
So zvyšujúcim sa počtom uzlov sa však zvyšuje smerovacia tabuľka a informácie o úlohách uložené v každom uzle, zvyšuje sa zaťaženie siete a prudko sa zvyšuje réžia riadenia systému, čo sťažuje riadenie a je náchylné na kolaps.
Planárna štruktúra preto nemôže mať súčasne veľký počet uzlov, čo má za následok zlú škálovateľnosť a je vhodná len pre siete MESH malého rozsahu.
Zhluková štruktúra
Zhluková štruktúra má rozdeliť uzly dronov do niekoľkých rôznych podsietí podľa ich rôznych funkcií. V každej podsieti je vybraný kľúčový uzol, ktorého funkciou je slúžiť ako riadiace riadiace centrum podsiete a spájať ďalšie uzly v sieti.
Kľúčové uzly každej podsiete v klastrovej štruktúre sú prepojené a vzájomne komunikované. Výmena informácií medzi nekľúčovými uzlami sa môže uskutočňovať prostredníctvom kľúčových uzlov alebo priamo.
Kľúčové uzly a nekľúčové uzly celej podsiete spolu tvoria klastrovú sieť. Podľa rôznych konfigurácií uzlov ho možno ďalej rozdeliť na jednofrekvenčné zhlukovanie a viacfrekvenčné zhlukovanie.
(1) Jednofrekvenčné klastrovanie
V jednofrekvenčnej štruktúre klastrovania sú v sieti štyri typy uzlov, a to uzly hlavná/neklastrová hlavná, brána/distribuovaná brána uzly. Chrbticová linka sa skladá z uzlov hlavy klastra a brány. Každý uzol komunikuje s rovnakou frekvenciou.
Táto štruktúra je jednoduchá a rýchla na vytvorenie siete a miera využitia frekvenčného pásma je tiež vyššia. Táto sieťová štruktúra je však náchylná na obmedzenia zdrojov, ako sú presluchy medzi kanálmi, keď sa zvyšuje počet uzlov v sieti.
Aby sa predišlo zlyhaniu vykonávania misie spôsobenému kofrekvenčným rušením, malo by sa tejto štruktúre vyhnúť, keď je polomer každého klastra podobný vo veľkej sieti, ktorá sa samoorganizuje dronmi.
(2) Viacfrekvenčné klastrovanie
Na rozdiel od jednofrekvenčného klastrovania, ktoré má jeden klaster na vrstvu, multifrekvenčné klastrovanie obsahuje niekoľko vrstiev a každá vrstva obsahuje niekoľko zhlukov. V klastrovanej sieti môžu byť uzly siete rozdelené do viacerých klastrov. Rôzne uzly v klastri sú rozdelené na uzly hlavy klastra a uzly členov klastra podľa ich úrovní a sú im priradené rôzne komunikačné frekvencie.
V klastri majú členské uzly klastra jednoduché úlohy a výrazne nezvýšia réžiu smerovania siete, ale uzly hlavy klastra potrebujú spravovať klaster a musia udržiavať komplexnejšie informácie o smerovaní, čo spotrebuje veľa energie.
Podobne aj možnosti komunikačného pokrytia sa líšia podľa rôznych úrovní uzlov. Čím vyššia je úroveň, tým väčšia je krycia schopnosť. Na druhej strane, keď uzol patrí do dvoch úrovní súčasne, znamená to, že uzol potrebuje na vykonávanie viacerých úloh použiť rôzne frekvencie, takže počet frekvencií je rovnaký ako počet úloh.
V tejto štruktúre hlava klastra komunikuje s ostatnými členmi v klastri a uzlami v iných vrstvách klastrov a komunikácie každej vrstvy sa navzájom nerušia. Táto štruktúra je vhodná pre samoorganizujúce sa siete medzi veľkými dronmi. V porovnaní so štruktúrou jedného klastra má lepšiu škálovateľnosť, vyššiu záťaž a dokáže spracovať zložitejšie dáta.
Pretože však uzol hlavy klastra potrebuje spracovať veľké množstvo údajov, spotreba energie je rýchlejšia ako v iných uzloch klastra, takže životnosť siete je kratšia ako pri štruktúre klastrovania s jednou frekvenciou. Okrem toho výber uzlov hlavy klastra na každej vrstve v sieti klastrovania nie je pevný a ako hlavička klastra môže fungovať ktorýkoľvek uzol. To, či sa pre určitý uzol môže stať hlavou klastra, závisí od štruktúry siete, aby sa rozhodlo, či spustiť mechanizmus klastrovania. Preto hrá algoritmus klastrovania siete dôležitú úlohu v klastrovacej sieti.
Čas odoslania: 21. júna 2024
