Formation coordination and network management of UAV networks using particle swarm optimization and software-defined networking

• Autor(a) principal: Silva, Tulio Dapper e
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/214998
• topic: Veículo aéreo não tripulado; Otimização; Enxame de partículas; Comunicação de dados; Redes de computadores; UAV network; Formation coordination; Particle swarm optimization; Network management; Software defined networking

Em regiões de confrontos militares, em cenários pós-catástrofes naturais e, inclusive, em grandes áreas de cultivo agrícola, é comum a ausência de uma infra-estrutura préestabelecida de comunicação entre usuários durante a execução de uma ou mais operações eventuais. Nestes casos, Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) podem ser vistos como uma alternativa para o estabelecimento de uma rede temporária durante essas missões. Para algumas aplicações, a alta mobilidade destes usuários podem trazem grandes desafios para o gerenciamento autônomo de uma estrutura de comunicação aérea, como a organização espacial dos nós roteadores e as políticas de encaminhamento de pacotes adotadas durante a operação. Tendo isso em vista, esse trabalho apresenta o estudo de uma solução que visa o estabelecimento e manutenção das conexões entre os usuários - nos quais executam tarefas individuais ou colaborativas -, através do uso de algoritmos de coordenação de formação - no qual inclui o algoritmo evolucionário Otimização por Enxame de Partículas -, e, também, de conceitos relacionados a Rede Definidas por Software para o gerenciamento da rede. Ainda, é proposto um novo critério de seleção das partículas do algoritmo evolucionário, visando garantir gerenciabilidade das topologias formadas e, consequentemente, a persistência do serviço em caso de falha dos nós roteadores, assim como o cumprimento de especificações desejadas para o desempenho da rede. Simulações em OMNeT++ mostraram a eficácia da proposta e sustentam o modelo proposto a fim de atingir seus objetivos.