Search

Background. Based on analytical mathematical models, the duration of connectivity of mobile subscribers (nodes) (MS) of a wireless episodic network (WEN, consisting of MS and UAV) was investigated in conditions of direct radio visibility and considering the relaying. Objective. The purpose of the work is to find methodological approaches to ensure the connectivity of WSN nodes, which is a necessary condition for obtaining information from WSN in the absence of communication infrastructure.Methods. Simulation modelling based on MAPLE 14 software package and analytical calculation methods are used. Results. It is shown that the duration of connectivity is directly proportional to the size of the coverage area and inversely proportional to the movement speed of nodes. The mobility nature (scenario) of nodes also affects the duration of connectivity. The simulation of the nodes' movement was carried out under 4 scenarios: "march", "incoherent", "random wandering in the field" and "random wandering in the city". The largest values of the connectivity duration correspond to the third scenario, and the smallest - to the second (with a fixed radius of the coverage area and the movement speed of nodes). Thus, the average connectivity duration of the UAV-pedestrian connection in the event of an "incoherent" will be about 36 minutes, and the UAV-car connection - about 5 minutes. Conclusions.The system and functional parameters of the networks, which were obtained as a result of the research, will form the basis of the initial data and limitations of the mathematical model, and will also make it possible to determine the initial placement of the UAV network at the planning stage., Проблематика. На основі аналітичних математичних моделей було досліджено тривалість зв’язності мобільних абонентів (вузлів) (МА) безпроводової епізодичної мережі (БЕМ, що складається із МА та БПЛА) в умовах прямої радіо видимості та з урахуванням ретрансляції. Мета дослідження. Метою роботи є пошук методологічних підходів до забезпечення зв’язності вузлів БСМ, що є необхідною умовою отримання інформації від БСМ в умовах відсутності комунікаційної інфраструктури. Методика реалізації. Метод оперативного обчислення координат проміжних пунктів маршруту передбачає встановлення квазімобільного режиму руху сенсорів та послідовне використання алгоритмів розв'язання навігаційної задачі, задачі кластеризації та задачі пошуку траєкторії обльоту пунктів збору інформації з кластерів мобільних сенсорів, що сформувалися на момент початку збору інформації. Результати дослідження. Показано, що тривалість зв’язності прямо пропорційна розміру зони покриття та обернено пропорційна швидкості переміщення вузлів. На величину тривалості зв’язності також впливає характер (сценарій) мобільності вузлів. Було виконано моделювання переміщення вузлів за 4-ма сценаріями: «марш», «різнобій», «випадкову блукання в полі» та «випадкове блукання в місті». Найбільші значення тривалості зв’язності відповідають третьому сценарію, а найменші – другому (при фіксованому радіусі зони покриття та швидкості переміщення вузлів). Так середня тривалість зв’язності з’єднання «БПЛА-пішохід» на випадок «різнобою» становитиме порядку 36 хвилин, а з’єднання «БПЛА-автомобіль» порядку 5 хвилин.. Висновки. Отримані в результаті дослідження системні та функціональні параметри мереж ляжуть в основу вихідних даних і обмежень математичної моделі, а також дадуть змогу на етапі планування визначити початкове розміщення мережі БПЛА.

Background. Based on analytical mathematical models, the duration of connectivity of mobile subscribers (nodes) (MS) of a wireless episodic network (WEN, consisting of MS and UAV) was investigated in conditions of direct radio visibility and considering the relaying. Objective. The purpose of the work is to find methodological approaches to ensure the connectivity of WSN nodes, which is a necessary condition for obtaining information from WSN in the absence of communication infrastructure. Methods. Simulation modelling based on MAPLE 14 software package and analytical calculation methods are used. Results. It is shown that the duration of connectivity is directly proportional to the size of the coverage area and inversely proportional to the movement speed of nodes. The mobility nature (scenario) of nodes also affects the duration of connectivity. The simulation of the nodes' movement was carried out under 4 scenarios: "march", "incoherent", "random wandering in the field" and "random wandering in the city". The largest values of the connectivity duration correspond to the third scenario, and the smallest - to the second (with a fixed radius of the coverage area and the movement speed of nodes). Thus, the average connectivity duration of the UAV-pedestrian connection in the event of an "incoherent" will be about 36 minutes, and the UAV-car connection - about 5 minutes. Conclusions. The system and functional parameters of the networks, which were obtained as a result of the research, will form the basis of the initial data and limitations of the mathematical model, and will also make it possible to determine the initial placement of the UAV network at the planning stage. Проблематика. На основі аналітичних математичних моделей було досліджено тривалість зв’язності мобільних абонентів (вузлів) (МА) безпроводової епізодичної мережі (БЕМ, що складається із МА та БПЛА) в умовах прямої радіо видимості та з урахуванням ретрансляції. Мета дослідження. Метою роботи є пошук методологічних підходів до забезпечення зв’язності вузлів БСМ, що є необхідною умовою отримання інформації від БСМ в умовах відсутності комунікаційної інфраструктури. Методика реалізації. Метод оперативного обчислення координат проміжних пунктів маршруту передбачає встановлення квазімобільного режиму руху сенсорів та послідовне використання алгоритмів розв'язання навігаційної задачі, задачі кластеризації та задачі пошуку траєкторії обльоту пунктів збору інформації з кластерів мобільних сенсорів, що сформувалися на момент початку збору інформації. Результати дослідження. Показано, що тривалість зв’язності прямо пропорційна розміру зони покриття та обернено пропорційна швидкості переміщення вузлів. На величину тривалості зв’язності також впливає характер (сценарій) мобільності вузлів. Було виконано моделювання переміщення вузлів за 4-ма сценаріями: «марш», «різнобій», «випадкову блукання в полі» та «випадкове блукання в місті». Найбільші значення тривалості зв’язності відповідають третьому сценарію, а найменші – другому (при фіксованому радіусі зони покриття та швидкості переміщення вузлів). Так середня тривалість зв’язності з’єднання «БПЛА-пішохід» на випадок «різнобою» становитиме порядку 36 хвилин, а з’єднання «БПЛА-автомобіль» порядку 5 хвилин.. Висновки. Отримані в результаті дослідження системні та функціональні параметри мереж ляжуть в основу вихідних даних і обмежень математичної моделі, а також дадуть змогу на етапі планування визначити початкове розміщення мережі БПЛА.