تاثیر پارامتر تنظیم کننده‌ مدل حرکتی سه‌بعدی گاوس- مارکوف بر عملکرد پروتکل‌های مسیریابی در شبکه‌های اقتضایی پروازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 هیات علمی

3 مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر

چکیده

در محیط‌هایی که استفاده از نیروی انسانی یا وسایل نقلیه دشوار است، شبکه‌های مبتنی بر گره‌های پروازی و فاقد زیرساخت، از نظر زمان و هزینه‌ی راه‌اندازی، انتخابی کارآمد هستند. برای رسیدن به نتایج معتبر در بررسی عملکرد شبکه‌های اقتضایی پروازی، به پروتکل‌ها و مدل‌های دقیقی نیاز است. در این مقاله، برای مدل کردن حرکت سه‌بعدی گره‌های پروازی، از مدل حرکتی حافظه‌دار گاوس-مارکوف استفاده می‌شود؛ اثر دو متغیر اصلی این مدل، یکی پارامتر تنظیم‌کننده، آلفا، که بیانگر مقدار حافظه‌ی موجود در هنگام به‌روزرسانی متغیرها بوده و دیگری گام‌های زمانی که بیانگر نرخ به‌روزرسانی متغیرها است، بر روی الگوی حرکتی گره‌ها بررسی و متعاقب آن عملکرد شبکه ارزیابی می‌شود. همچنین دو پروتکل مسیریابی OLSR و AODV که به‌ترتیب از دو رویکرد مبتنی بر جدول و مبتنی بر تقاضا هستند، در نظر گرفته می‌شوند. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش و تصادفی شدن الگوی حرکتی گره‌ها، کیفیت عملکرد هر دو نوع پروتکل از نظر هر دو معیار متوسط تاخیر و نسبت بسته‌های دریافتی افت می‌کند. برای مقادیر کوچک آلفا (α< 0.6) و با به‌روزرسانی متناوب متغیرها، متوسط تاخیر تقریباً ثابت می‌ماند؛ همچنین برای کلیه‌ی مقادیر ، نسبت بسته‌های دریافتی با افزایش سرعت (از 5 به 30 متر بر ثانیه) کاهش می‌یابد. از طرفی با افزایش تعداد گره‌های پروازی، عملکرد پروتکل مبتنی بر تقاضا از نظر این معیار بهبود می‌یابد؛ اما با توجه به افزایش حجم پیام‌های کنترلی در شبکه، این بهبود عملکرد در چگالی بالاتر (15 گره) برای پروتکل OLSR مشاهده نمی‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Impact of Regularization Factor of a 3-D Gaussian-Markov Mobility Model on the Performance of Routing Protocols in FANETs

نویسندگان [English]

  • Ali Javadyfar 1
  • Mohammad Hossein Madani 2
  • Sajad Pursajadi 3
1 Department Of Computer and Electrical Engineering, Malek-e-Ashtar University of Technology
2 member of faculty
3 Malek-e-Ashtar University Of Technology, Department of Computer and Electrical Engineering
چکیده [English]

Accurate mobility models are crucial to suitably model different types of FANETs’ movements, including both rapid and sporadic changes in directions and movement in straight lines. Due to its capability to model the mobility of flying ad-hoc nodes in three dimensions, Gaussian-Markov mobility model has been examined in this work. Our analysis covers two parameters with the greatest impact on the performance of the network; the regularization factor which determines the impact of memory when updating the variables and the time step, which expresses the frequency of updating the parameters. Two commonly known protocols, OLSR and AODV from proactive and reactive types, respectively, have been used to examine the network performance in terms of mean transmission delay and packet delivery ratio (PDR) while the Gaussian-Markov is being applied on the nodes. It is shown that as the regularization factor increases and nodes move more randomly, the performance of both types of protocols degrades in terms of both delay and PDR. For small values of alpha (alpha < 0.6 ), the delay remains almost unchanged in both protocols when the variables are updated frequently, e.g. ts = 0.1 s. The PDR is also shown to decrease as the nodes travel in faster speeds (30 m/s) for all values of . The reactive protocol delivers better network performance when more flying nodes are deployed as relay nodes; however, the proactive protocol fails to achieve the same results due to the redundant control messages passed through the network.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 3-D Gaussian-Markov mobility
  • WLANs
  • FANETs
  • OLSR
  • AODV