دانلود ترجمه مقاله پروتکل ارتباطی با پیچیدگی کمتر برای FANET (ساینس دایرکت – الزویر ۲۰۱۷) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

پروتکل ارتباطی با تاخیر محدود و پیچیدگی کمتر برای FANET های چند کاناله

A reliable, delay bounded and less complex communication protocol for multicluster FANETs

چکیده
۱- معرفی
۲- کارهای مرتبط
۲-۱ پروتکل های MAC
۲-۲ پروتکل های مسیریابی
۳- روش پیشنهادی
۳-۱ تشکیل چند خوشه ای
۳-۲ انتخاب سر خوشه
۳-۳ مدل انتشار
۳-۴ مدل تحرک
۳-۵ IEEE 802-15-4 برای FANET های چند خوشه ای
۳-۶ پروتکل های مسیریابی
۳-۷ عملیات پروتکل
۴- تنظیمات شبیه سازی و معیارهای عملکرد
۴-۱ نسبت تحویل بسته (PDR)
۴-۲ میانگین تاخیر انتها به انتها (End-to-End) (E2E)
۵- نتایج و تجزیه و تحلیل
۵-۱ IEEE 802-15-4 در حالت beacon enabled
۵-۲ حالت Beaconless IEEE 802-15-4
۵-۳ Ieee 802-11
۶- نتیجه گیری

چکیده

امروزه شبکه های Ad-hoc هوایی با قابلیت اتصال بین هواپیماهای بدون سرنشین در کاربردهای های نظامی و غیر نظامی اهمیت بالایی دارند. حساسیت برنامه ها نیاز به سازگاری ، کارآمدی، تأخیر محدود و شبکه ارتباطی مقیاس پذیر در میان UAV ها برای نتقال داده را ایجاب می کند . به دلیل پیچیدگی پروتکل ارتباطی، استحکام، هزینه اجزای تجاری آماده، پهنای باند رادیویی محدود، تحرک بالا و منابع محاسباتی، حفظ سطح خدمات مطلوب به کار دشواری تبدیل می شود. در این مقاله برای اولین بار FANET های چند خوشه ای را برای مدیریت کارآمد شبکه ارائه داده ایم. روش ارائه شده هزینه ارتباط را به طور قابل توجهی کاهش می دهد و کارایی شبکه را در حد پروتکل شبکه های کم توان، دارای پیچیدگی کم و کم هزینه IEEE 802.15.4 برای ارتباط درون خوشه ای و بین خوشه ای بهینه می کند. در این تحقیق هر دو حالت beacon-enabled و beaconless به ترتیب با برشهای زمانی تضمین شده و دسترسی چندگانه تقسیم زمانی (TDMA) بررسی شده اند. این روش نقش مهمی برای حفظ پهنای باند در کاربردهای حساس به نهفتگی ایفا کرده و برخوردها و تأخیرهای دسترسی به رسانه را حفظ می کند. هم چنین آنالیز پروتکل های مسیریابی ad-hoc شامل دو پروتکل پیشگرانه (OLSR, DSDV) و یک پروتکل فعال (AODV) ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که طرح پیشنهادی نرخ تحویل بسته بالایی را تضمین می کند در حالی که سطح قابل قبولی از نیازمندیهای نهفتگی را در مقایسه با پروتکل های پیچیده تر و خاص منظوره موجود در ادبیات دارد.

۶- نتیجه گیری

در این مقاله مفهوم FANET های چند قطبی با استفاده از پروتکل لایه MAC IEEE 802.15.4 برای ارتباطات UAV-to-UAV ارائه شده است که به طبق دانش نویسندگان اولین روش پیشنهادی است. طرح پیشنهادی اجازه می دهد تا با استفاده از GTS و رویکردهای TDMA به ترتیب برای حالت های beacon enabled و Beaconless انتقال داده به صورت بدون برخورد، قابل اعتماد انجام شود. در این زمینه، طرح پیشنهادی با استفاده از پروتکل های مسیریابی ad hoc مورد بررسی قرار می گیرد: OLSR, DSDV و AODV. نتایج به وضوح نشان می دهد که این رویکرد جدید دستاوردهای QoS قابل مقایسه با مطالعات موجود دارد که در شبکه های خوشه ای تکاملی مانند پروتکل های مسیریابی پیچیده تر استفاده می شود. ثابت شده است که ۸۰۲٫۱۵٫۴ نامزد بالقوه است با ۸۰-۹۸٪ میزان تحویل بسته و تداخل شبکه قابل مقایسه با IEEE 802.11 که شامل پیچیدگی و استفاده از پهنای باند بالا است. از این رو، IEEE 80.15.4 می تواند انتخاب مناسب برای برنامه های کاربردی که پهنای باند کامل نیستند و نیاز به نرخ ارسال اطلاعات کمتری برای ارتباطات دارند باشد. این کار با فرض داشتن یک شبکه از تعداد ثابت uav ها انجام شده است. برای کار آتی، ما قصد داریم پیشنهاد خود را برای موردی که uav جدیدی در طول مأموریت به خوشه های موجود می پیوندند، اصلاح کنیم.

Abstract

Recently, Flying Ad-hoc Networks (FANETs), enabling ad-hoc networking between Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) is gaining importance in several military and civilian applications. The sensitivity of the applications requires adaptive; efficient; delay bounded and scalable communication network among UAVs for data transmission. Due to communication protocol complexity; rigidity; cost of commercial-off-the-shelf (COT) components; limited radio bandwidth; high mobility and computational resources; maintaining the desired level of Quality of Service (QoS) becomes a daunting task. For the first time in this research we propose multicluster FANETs for efficient network management; the proposed scheme considerably reduces communication cost and optimizes network performance as well as exploit low power; less complex and low cost IEEE 802.15.4 (MAC) protocol for intercluster and intracluster communication. In this research both beacon enabled mode and beaconless modes have been investigated with Guaranteed Time Slots (GTS) and virtual Time Division Multiple Access (TDMA) respectively. The methodology plays a key role towards reserving bandwidth for latency critical applications; eliminate collisions and medium access delays. Moreover analysis ad-hoc routing protocols including two proactive (OLSR, DSDV) and one reactive (AODV) is also presented. The results shows that the proposed scheme guarantees high packet delivery ratios while maintaining acceptable levels of latency requirements comparable with more complex and dedicatedly designed protocols in literature.

۶- Conclusion

In this paper the concept of multicluster FANETs employing IEEE 802.15.4 MAC layer protocol for UAV-to-UAV communication is presented which is to the best of author’s knowledge the first of its type proposal. The proposed scheme allows collision free, reliable and timely data transmission by employing GTS and virtual TDMA approaches in beacon enabled and beaconless modes of 802.15.4, respectively. In this context the proposed scheme is investigated using ad-hoc routing protocols: OLSR, DSDV and AODV. The results clearly reveal that this novel approach meets the QoS gains comparable to existing studies which are performed for single cluster networks as well as employ more complex routing protocols. 802.15.4 has proved to be a potential candidate showing 80–۹۸% packet delivery rates and comparable network delays to IEEE 802.11 which involves complexity and high bandwidth usage. Hence, IEEE 80.15.4 can be a suitable choice for applications that are not bandwidth exhaustive and require lesser data rate for communication. This work has been conducted assuming a network of fixed number of UAVs. For the future work, we aim to refine our proposal for the case when new UAVs join the existing clusters during the mission.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

پروتکل ارتباطی با تاخیر محدود و پیچیدگی کمتر برای FANET های چند کاناله

A reliable, delay bounded and less complex communication protocol for multicluster FANETs