Roji mikrodronovOmrežje MESH je nadaljnja aplikacija mobilnih ad-hoc omrežij na področju dronov. Za razliko od običajnega mobilnega omrežja AD hoc na omrežna vozlišča v mrežastih omrežjih brezpilotnih letal med gibanjem ne vpliva teren in njihova hitrost je na splošno veliko večja kot pri tradicionalnih mobilnih samoorganizirajočih se omrežjih.
Njegova mrežna struktura je večinoma porazdeljena. Prednost je, da izbiro usmerjanja zaključi majhno število vozlišč v omrežju. To ne le zmanjša izmenjavo omrežnih informacij med vozlišči, ampak tudi odpravi pomanjkljivost preveč centraliziranega nadzora usmerjanja.
Mrežna struktura roja UAVMESH omrežjalahko razdelimo na ravninsko strukturo in grozdasto strukturo.
V planarni strukturi ima omrežje visoko robustnost in varnost, vendar slabo razširljivost, kar je primerno za manjša samoorganizirajoča se omrežja.
V gručasti strukturi ima omrežje močno razširljivost in je bolj primerno za obsežno ad hoc mreženje rojev dronov.
Planarna struktura
Planarna struktura se imenuje tudi enakovredna struktura. V tej strukturi je vsako vozlišče enako v smislu distribucije energije, strukture omrežja in izbire usmerjanja.
Zaradi omejenega števila dron vozlišč in preproste distribucije ima omrežje močno robustnost in visoko varnost, motnje med kanali pa so majhne.
Ko pa se število vozlišč poveča, se usmerjevalna tabela in informacije o nalogah, shranjenih v vsakem vozlišču, povečajo, obremenitev omrežja se poveča in obremenitev sistema se močno poveča, zaradi česar je sistem težko nadzorovati in je nagnjen k kolapsu.
Zato planarna struktura ne more imeti velikega števila vozlišč hkrati, kar ima za posledico slabo razširljivost in je primerna samo za omrežja MESH majhnega obsega.
Struktura grozdenja
Struktura grozdenja je razdelitev vozlišč dronov na več različnih podomrežij glede na njihove različne funkcije. V vsakem podomrežju je izbrano ključno vozlišče, katerega funkcija je, da služi kot komandno nadzorni center podomrežja in povezuje druga vozlišča v omrežju.
Ključna vozlišča vsakega podomrežja v strukturi grozdenja so med seboj povezana in komunicirajo. Izmenjava informacij med neključnimi vozlišči se lahko izvaja prek ključnih vozlišč ali neposredno.
Ključna vozlišča in neključna vozlišča celotnega podomrežja skupaj sestavljajo omrežje gručenja. Glede na različne konfiguracije vozlišč ga lahko nadalje razdelimo na enofrekvenčno združevanje in večfrekvenčno združevanje.
(1) Enofrekvenčno združevanje
V enofrekvenčni strukturi grozdenja obstajajo štiri vrste vozlišč v omrežju, in sicer vozlišča glava/neglava gruče, vozlišča prehod/porazdeljena prehoda. Povezava hrbtenice je sestavljena iz glave gruče in vozlišč prehoda. Vsako vozlišče komunicira z enako frekvenco.
Ta struktura je enostavna in hitra za oblikovanje omrežja, višja pa je tudi stopnja izkoriščenosti frekvenčnega pasu. Vendar je ta omrežna struktura nagnjena k omejitvam virov, kot je navzkrižni presluh med kanali, ko se število vozlišč v omrežju poveča.
Da bi se izognili neuspehu pri izvedbi misije, ki bi ga povzročila sofrekvenčna interferenca, se je treba tej strukturi izogibati, ko je polmer vsake gruče podoben v obsežnem omrežju samoorganiziranja dronov.
(2) Večfrekvenčno združevanje
Za razliko od enofrekvenčnega združevanja, ki ima en grozd na plast, večfrekvenčno združevanje vsebuje več plasti, vsaka plast pa vsebuje več grozdov. V omrežju z gručami lahko omrežna vozlišča razdelimo na več gruč. Različna vozlišča v gruči so razdeljena na glavna vozlišča gruče in vozlišča članov gruče glede na njihove ravni, dodeljene pa so tudi različne komunikacijske frekvence.
V gruči imajo vozlišča članov gruče preproste naloge in ne bodo bistveno povečala obremenitev omrežnega usmerjanja, vendar morajo glavna vozlišča gruče upravljati gručo in imeti bolj zapletene informacije o usmerjanju, ki jih je treba vzdrževati, kar porabi veliko energije.
Podobno se tudi zmogljivosti komunikacijske pokritosti razlikujejo glede na različne ravni vozlišč. Višja kot je raven, večja je zmožnost pokritosti. Po drugi strani pa, ko vozlišče pripada dvema nivojema hkrati, to pomeni, da mora vozlišče uporabljati različne frekvence za izvajanje več nalog, zato je število frekvenc enako številu nalog.
V tej strukturi glava gruče komunicira z drugimi člani v gruči in vozlišči v drugih slojih gruč, komunikacije vsake plasti pa ne motijo druga druge. Ta struktura je primerna za samoorganizacijo omrežij med velikimi droni. V primerjavi s strukturo enojne gruče ima boljšo razširljivost, večjo obremenitev in lahko obravnava kompleksnejše podatke.
Ker pa mora glavno vozlišče gruče obdelati veliko količino podatkov, je poraba energije hitrejša kot pri drugih vozliščih gruče, zato je življenjska doba omrežja krajša kot pri enofrekvenčni strukturi gruče. Poleg tega izbira vozlišč glave gruče na vsaki plasti v omrežju gručenja ni določena in vsako vozlišče lahko deluje kot glava gruče. Ali lahko za določeno vozlišče postane glava gruče, je odvisno od strukture omrežja, da se odloči, ali naj zažene mehanizem združevanja v gruče. Zato ima algoritem za združevanje v gruče pomembno vlogo v omrežju za združevanje v gruče.
Čas objave: 21. junija 2024
