Un esquema de red FANET asistido por predicción de ubicación y velocidad para escenarios altamente móviles
Autores: Zhang, Jiachi; Wang, Xueyun; Liu, Liu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un esquema de red FANET asistido por predicción de ubicación y velocidad para escenarios altamente móviles
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Proliferación
Redes ad hoc voladoras
FANETs
Estructura jerárquica
Algoritmo de agrupación
Filtro de Kalman
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 70
Citaciones: Sin citaciones
La proliferación de redes ad hoc voladoras (FANETs) permite múltiples aplicaciones en diversos escenarios. Con el fin de construir y mantener una estructura jerárquica efectiva en FANETs donde los nodos móviles se desplazan a alta velocidad, proponemos un nuevo algoritmo de agrupamiento de FANET utilizando la información de ubicación y velocidad predicha por el filtro de Kalman. Primero, utilizamos el coeficiente Silhouette para determinar el número de grupos y el método k-means++ se utiliza para agrupar nodos en clusters. En relación con las perturbaciones externas en escenarios altamente móviles, se utiliza un filtro de Kalman para predecir las ubicaciones y velocidades de todos los nodos. Al realizar el agrupamiento, se consideran las velocidades relativas junto con las distancias relativas, y los jefes de cluster (CHs) previamente seleccionados se utilizan para inicializar los centroides actuales. Además, proponemos dos métricas, incluida la estabilidad del cluster y la proporción de bordes cambiados, para evaluar el rendimiento de la red. Los resultados relevantes de la simulación revelan que nuestra propuesta puede generar una función de distribución acumulativa (CDF) de valores de estabilidad de cluster cercanos a los datos basados en mediciones de sensores. Además, puede reducir significativamente las sobrecargas de comunicación.
Descripción
La proliferación de redes ad hoc voladoras (FANETs) permite múltiples aplicaciones en diversos escenarios. Con el fin de construir y mantener una estructura jerárquica efectiva en FANETs donde los nodos móviles se desplazan a alta velocidad, proponemos un nuevo algoritmo de agrupamiento de FANET utilizando la información de ubicación y velocidad predicha por el filtro de Kalman. Primero, utilizamos el coeficiente Silhouette para determinar el número de grupos y el método k-means++ se utiliza para agrupar nodos en clusters. En relación con las perturbaciones externas en escenarios altamente móviles, se utiliza un filtro de Kalman para predecir las ubicaciones y velocidades de todos los nodos. Al realizar el agrupamiento, se consideran las velocidades relativas junto con las distancias relativas, y los jefes de cluster (CHs) previamente seleccionados se utilizan para inicializar los centroides actuales. Además, proponemos dos métricas, incluida la estabilidad del cluster y la proporción de bordes cambiados, para evaluar el rendimiento de la red. Los resultados relevantes de la simulación revelan que nuestra propuesta puede generar una función de distribución acumulativa (CDF) de valores de estabilidad de cluster cercanos a los datos basados en mediciones de sensores. Además, puede reducir significativamente las sobrecargas de comunicación.