Разработка алгоритмов передачи потоковых данных на прикладном уровне в сетях беспилотных летательных аппаратов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат наук Васильев Данил Сергеевич

• Васильев Данил Сергеевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Васильев Данил Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПЕРЕДАЧИ ПОТОКОВЫХ ДАННЫХ В СЕТЯХ БПЛА

1.1 Особенности самоорганизующихся сетей БПЛА

1.2 Анализ протоколов маршрутизации

1.2.1 Классификация протоколов

1.2.2 Проактивные протоколы

1.2.3 Реактивные протоколы

1.2.4 Гибридные протоколы

1.3 Анализ методов передачи данных и коррекции ошибок передачи

1.3.1 Метод запроса повторной передачи

1.3.2 Метод прямой коррекции ошибок

1.3.3 Метод сетевого кодирования

1.3.4 Метод многопутевой избыточности

1.4 Постановка и анализ задач

1.4.1 Денарии мобильности

1.4.2 Исследуемые протоколы маршрутизации

1.4.3 Алгоритм AL-ARQ в сети БПЛА

1.4.4 Критерий выбора узла-помощника

1.4.5 Протокол Pull-Push

1.5 Выводы по главе

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПЕРЕДАЧИ ПОТОКОВЫХ ДАННЫХ В СЕТИ БПЛА

2.1 Аналитическое описание процесса передачи данных в сети БПЛА

2.2 Метод передачи потоковых данных через узел-помощник в сети БПЛА

2.1.2 Процесс выбора маршрута в наложенной сети

2.2.2 Аналитическое описание критериев выбора маршрута

2.2.5 Сравнение критериев выбора маршрута

2.3 Выводы по главе

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АЛГОРИТМОВ ПЕРЕДАЧИ ПОТОКОВЫХ ДАННЫХ В СЕТИ БПЛА

3.1 Оценка эффективности передачи потоковых данных

3.1.1 Описание системы имитационного моделирования

3.1.2 Сравнение эффективности протоколов маршрутизации

3.2 Разработка алгоритмов передачи потоковых данных в сети БПЛА

3.2.1 Алгоритмы передачи потоковых данных в наложенной сети на основе

выбора узла-помощника

3.2.4 Алгоритм AL-ARQ выборочного запроса повторной передачи на

прикладном уровне

3.3 Оценка эффективности алгоритмов передачи потоковых данных

3.3.1 Критерии оценки эффективности

3.3.2 Сценарий «Альтернативный маршрут»

3.3.3 Сценарий «Рой дронов»

3.4 Выводы по главе

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПЕРЕДАЧИ ПОТОКОВЫХ ДАННЫХ В СЕТИ БПЛА

4.1 Разработка алгоритмического и программного обеспечения

4.2 Цель и задачи экспериментального исследования

4.2 Постановка экспериментального исследования

4.2.1.Использованное оборудование

4.2.2.Траектории движения БПЛА

4.2.3. Сценарии экспериментов

4.3 Результаты эксперимента

4.4 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка алгоритмов передачи потоковых данных на прикладном уровне в сетях беспилотных летательных аппаратов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. В последние годы широкое распространение получили мобильные устройства: мобильные телефоны, ноутбуки, смартфоны и планшеты. Это открыло новые возможности перед разработчиками сетевых решений [151]. Одним из направлений развития сетевых технологий для мобильных устройств является Интернет Вещей. В концепцию Интернета Вещей входят обмен данными между устройствами (англ. M2M), сенсорные сети и самоорганизующиеся сети мобильных устройств (англ. MANET) [21]. Данное диссертационное исследование посвящено самоорганизующимся сетям. Они позволяют расширить сферу применения сетевых технологий на основе /Р-протокола на устройства, не имеющие доступа к сети Интернет.

Одним из особых видов мобильных устройств являются беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Изучение таких устройств не будет полным без рассмотрения вопроса использования самоорганизующихся сетей БПЛА (англ. FANET) [22, 49]. Аппаратные возможности устройств возросли, и они могут быть применены для следующих сценариев:

- обеспечение временной связи в труднодоступной зоне;

- воздушный мониторинг территории при проведении разведывательных и поисково-спасательных миссий;

- передача на наземную станцию видеоданных и изображений в реальном режиме времени.

Для этих целей в настоящее время используется комплекс, состоящий из одного или нескольких БПЛА, которые передают видеоданные с бортовой камеры на наземную станцию по прямому радиоканалу. Такое решение имеет множество недостатков: дорогостоящие БПЛА полагаются на мощное радиооборудование; они ограничены качеством радиоканала и зарядом аккумуляторной батареей, что, в свою очередь, влияет на территорию и максимальное время выполнения миссии;

они уязвимы перед искусственными радиопомехами и могут быть преднамеренно выведены из строя.

В связи с этим с недавнего времени мировым научным сообществом исследуется идея использования для согласованного выполнения миссий группы относительно недорогих БПЛА. Такие узлы могут использовать стандартные технологии передачи данных по радиоканалам (например, WiFi, WiMAX, LTE) и могут быть применены не только в качестве источника видеоданных с камеры на борту БПЛА, но и в качестве ретранслятора, образуя многосвязную (англ. "mesh") топологию сети. При этом выход из строя одного или нескольких узлов, как правило, не влечет за собой полное прекращение миссии. Применение самоорганизующейся сети БПЛА позволяет:

- существенно расширить территорию выполнения миссии за счет передачи данных через промежуточные узлы;

- повысить максимальную длительность ее проведения (вплоть до круглосуточной) путем поэтапной замены узлов с разряженными аккумуляторными батареями;

- в условиях преднамеренного или непреднамеренного вывода из строя одного или нескольких узлов повысить живучесть сети путем автоматической реконфигурации сетевой топологии;

- существенно снизить стоимость технических решений.

Идея использования самоорганизующихся сетей БПЛА для рассматриваемых сценариев открыло перед мировым научным сообществом множество новых проблем, к решению которых в последнее время присоединяется все больше научных коллективов. Одна из главных проблем — низкое качество обслуживания в самоорганизующихся сетях БПЛА Это связано с тем, что узлы такой сети могут иметь высокую скорость движения как относительно земли, так и относительно друг друга. Действующие узлы могут отключаться, а новые узлы — подключаться к сети во время выполнения миссии. Топология сети подвержена быстрым и частым изменениям, и, как следствие, таким же изменениям подвержены маршруты доставки видеоданных и изображений от источника (камеры на борту

БПЛА) до получателя (наземной станции). Это приводит к тому, что применение известных протоколов маршрутизации (AODV, OLSR) в большинстве случаев не только не обеспечивает приемлемое качество передачи данных в самоорганизующихся сетях БПЛА, но и может привести к невозможности выполнения миссии. Кроме того, высокая скорость движения и изменение ориентации узлов в пространстве узлов сети является дополнительным негативным фактором, оказывающим влияние на качество обслуживания. Таким образом, важной научной проблемой является ухудшение качества передачи потоковых видеоданных и изображений с камеры на борту БПЛА к наземной станции при непредсказуемых нарушениях маршрутов передачи, вызванных частыми изменениями местоположения и ориентации мобильных узлов в самоорганизующейся сети БПЛА.

Существуют коммерческие и некоммерческие решения для организации самоорганизующихся сетей, но их использование неэффективно при передаче потоковых данных в самоорганизующихся сетях БПЛА. Следовательно, актуальной задачей является повышение качества передачи потоковых данных в таких сетях путем разработки новых алгоритмов передачи потоковых данных и исследования их эффективности.

Передача данных в самоорганизующихся сетях БПЛА построена на /Р-протоколе, а данные маршрутизируются на сетевом уровне модели OS/ [2]. Такой подход используется как в инфраструктурных, так и в самоорганизующихся сетях, но последние полагаются на особые протоколы маршрутизации (AODV, OLSR, HWMP и другие) и требуют их поддержки на всех узлах [27]. Решение о применении того или иного протокола маршрутизации зависит от условий работы узлов связи для каждой конкретной миссии. Поэтому особое значений имеет повышение качества передачи потоковых данных с учетом особенностей работы протоколов маршрутизации в самоорганизующихся сетях БПЛА.

Для решения задачи повышения качества передачи данных применяется подход на основе наложенных сетей (Р2Р-сетей). Передача потоковых данных с помощью данного подхода называется вещанием (англ. streaming) [67, 78, 65, 119]. Наложенные сети работают на прикладном уровне модели OS/ и имеют ряд

сходств с сетями MANET и FANET. В наложенной сети узлы берут на себя часть функций сервера, а ее структура может быть многосвязной или древовидной (однослойное или многослойное дерево). Эта идея является альтернативой клиент-серверному подходу к вещанию и применяется для снижения нагрузки на сервер: при использовании данного подхода сервер передает данные ограниченному числу узлов, которые, в свою очередь, осуществляют дальнейшую диссеминацию данных по сети. Данные передаются в виде фрагментов информации (англ. chunk), а задачи маршрутизации возлагаются на прикладной уровень. Такой подход позволяет повысить качество передачи потоковых данных в многосвязной структуре [56, 150, 140, 148].

Развитию теоретической и практической базы в области MANET и FANET посвящены работы отечественных ученых А. Е. Кучерявого, А. И. Ляхова, Д. Е. Прозорова, А. М. Сухова, Е. М. Хорова, а также ряда зарубежных ученых — C. Bettstetter, T. Braun, M. Effros, A Eryilmaz, M. Gerla, A. Goldsmith, D. Gunduz, R. Koetter, N. Marchenko, C. Mecklenbräuker, M. Medard, A. Ozdaglar, A. Passarella, B. Rimoldi, V. Shivaldova, M. Zorzi и др. Повышение качества передачи потоковых данных с помощью наложенных сетей было исследовано отечественными учеными Ю. В. Гайдамакой, К. Е. Самуйловым, а также зарубежными учеными G. Dan, V. Fodor и др.

Результаты исследований последних лет показали, что традиционные методы маршрутизации и коррекции потерь данных, на основе которых реализованы алгоритмы и коммуникационные протоколы на нижних уровнях модели взаимодействия открытых систем (модель OSI), не способны обеспечить качественную передачу данных в самоорганизующихся сетях БПЛА. В настоящее время ведутся исследования, направленные на поиск новых методов передачи данных в таких сетях, в том числе на основе наложенной сети прикладного уровня модели OSI.

Отключение узлов и переключение клиента на другой маршрут в наложенной сети приводит к существенному ухудшению качества обслуживания. Разработка новых методов и алгоритмов, а также исследование их эффективности позволят предложить разработчикам протоколов рекомендации для повышения каче-

ства передачи потоковых данных в самоорганизующихся сетях БПЛА. Это должно ускорить развитие и реализацию новых подходов, как для построения сенсорных сетей и самоорганизующихся сетей в целом и сетей БПЛА в частности.

Объектом исследования является процесс передачи потоковых данных в самоорганизующихся сетях БПЛА.

Предметом исследования являются алгоритмы передачи потоковых данных в самоорганизующихся сетях БПЛА на основе наложенной сети прикладного уровня модели ОБ1.

Целью диссертационного исследования является разработка алгоритмов передачи потоковых данных, обеспечивающих повышение качества обслуживания в самоорганизующихся сетях БПЛА за счет применения узла-помощника в наложенной сети для повторного запроса потерянных фрагментов информации.

В соответствии с поставленной целью в работе решаются основные задачи исследования:

1. Разработка метода передачи потоковых данных в наложенной сети прикладного уровня модели ОБ1, позволяющего выбирать маршрут в наложенной сети.

2. Разработка алгоритмов передачи потоковых данных в наложенной сети с использованием узла-помощника в самоорганизующейся сети БПЛА, позволяющих повысить качество обслуживания в условиях высокой мобильности узлов.

3. Разработка алгоритма запроса повторной передачи на прикладном уровне модели ОБ1, позволяющего повысить качество обслуживания в самоорганизующейся сети за счет восстановления потерянных фрагментов информации с источника и с узла-помощника.

4. Разработка алгоритмического и программного обеспечения, позволяющего реализовать алгоритмы передачи потоковых данных в сети БПЛА прикладного уровня и экспериментально оценить их эффективность в условиях высокой мобильности узлов.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработан метод передачи потоковых данных в наложенной сети прикладного уровня модели ОБ1, позволяющий выбирать маршрут через узел-помощник в наложенной сети и отличающийся от существующих тем, что учитывает высокую мобильность узлов сети БПЛА.

2. Разработаны алгоритмы передачи потоковых данных в наложенной сети, позволяющие повысить средний коэффициент доставки фрагментов (PDRaVe) и отличающиеся тем, что используют географическую информацию и информацию об относительных скоростях движения узлов в самоорганизующейся сети БПЛА.

3. Разработан алгоритм AL-ARQ выборочного запроса повторной передачи на прикладном уровне модели ОБ1, позволяющий повысить средний коэффициент доставки фрагментов (PDRaVe) и отличающийся тем, что использует узел-помощник в самоорганизующихся сетях БПЛА для буферизации данных.

Теоретическая и практическая значимость полученных результатов заключается в повышении качества передачи потоковых данных в самоорганизующихся сетях БПЛА за счет использования географической информации и информации об относительных скоростях движения узлов для выбора узла-помощника в наложенной сети и восстановления потерянных фрагментов информации. Результаты экспериментальных исследований и имитационного моделирования показали, что разработанные алгоритмы позволяют улучшить средний коэффициент доставки видеоданных в условиях высокой мобильности узлов.

Основные результаты диссертационной работы внедрены при разработке программного обеспечения в АО «ИЭМЗ «Купол» для передачи потоковых данных в самоорганизующейся сети БПЛА, а также в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет имени М. Т. Калашникова», что подтверждается соответствующими актами.

Методы исследования, используемые в работе, включают в себя:

- Математическое моделирование. Для достижения цели исследования проводится математическое моделирование процесса передачи потоковых данных в наложенных сетях, наложенных на самоорганизующиеся сети. Предлагаются

математические модели, описывающие алгоритмы передачи потоковых данных с восстановлением потерянных фрагментов с источника и с узла-помощника. Математические модели базируются на основе известного математического аппарата случайных процессов [14, 114] и включают в себя состояния процесса передачи данных, состояния соединений между узлами наложенной сети и матрицы переходов состояний. Математические модели описывают процесс передачи на основании известных методов передачи данных в наложенных сетях [83] и являются дальнейшим развитием теоретических положений передачи данных в многошаговых сетях [108, 149], передачи данных в наложенных сетях [88], моделей беспроводных каналов связи [91, 155] и случайных моделей мобильности [79]. Новизна предлагаемых математических моделей заключается в описание процесса передачи потоковых данных с помощью предложенных алгоритмов в наложенной сети с узлами высокой мобильности, используя математический аппарат теории вероятности и случайных процессов.

- Имитационное моделирование. Оценка эффективности работы разработанных алгоритмов передачи потоковых данных осуществляется с помощью имитационного моделирования самоорганизующейся сети БПЛА в среде N8-3. Эффективность предложенных алгоритмов оценена при их совместной работе с протоколами маршрутизации для самоорганизующихся сетей таких, как ЛООУ и ОЬ8Я, стандартами беспроводной связи семейства 802.11 и известных моделей мобильности.

- Экспериментальное исследование. Для сравнительной оценки эффективности предложенных алгоритмов проведено экспериментальное исследование. Для достижения поставленной цели было разработано приложение для передачи потоковых данных в самоорганизующейся сети.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Метод передачи потоковых данных в наложенной сети прикладного уровня модели ОБ1, позволяющий выбирать маршрут через узел-помощник в наложенной сети на основе равновесного, пошагового и адаптивного критериев.

2. Алгоритмы передачи потоковых данных в наложенной сети, позволяющие повысить средний коэффициент доставки фрагментов (PDRaVe) за счет выбора узла-помощника на основе соревновательного, «жадного» и предиктивного критериев.

3. Алгоритм AL-ARQ выборочного запроса повторной передачи на прикладном уровне модели ОБ1, позволяющий повысить средний коэффициент доставки фрагментов (PDRave) на основе использования узла-помощника в самоорганизующихся сетях БПЛА для буферизации данных.

4. Алгоритмическое и программное обеспечение передачи потоковых данных в самоорганизующихся сетях БПЛА на основе разработанных алгоритмов, позволяющие путем экспериментальных исследований оценить эффективность передачи видеопотока в условиях высокой мобильности узлов.

Достоверность и обоснованность научных результатов работы базируется на использовании научных положений и методов исследования, апробации созданного алгоритмического и программного обеспечения и подтверждается соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Диссертационное исследование соответствует паспорту специальности 05.12.13 «Системы, сети и устройства телекоммуникаций» в областях: «2. Исследование процессов генерации, представления, передачи, хранения и отображения аналоговой, цифровой, видео-, аудио- и мультимедиа информации; разработка рекомендаций по совершенствованию и созданию новых соответствующих алгоритмов и процедур», «11. Разработка научно-технических основ технологии создания сетей, систем и устройств телекоммуникаций и обеспечения их эффективного функционирования» и «14. Разработка методов исследования, моделирования и проектирования сетей, систем и устройств телекоммуникаций».

Личный вклад автора заключается в том, что все основные научные положения, выводы и рекомендации, составляющие содержание диссертационного исследования, разработаны автором лично.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на II Всероссийской научно-технической конференции аспирантов, магистрантов и молодых ученых «Молодые ученые — ускорению научно-

технического прогресса в XXI веке» (Ижевск, 2013 г.), Четвертом форуме молодых учёных "Education Quality - 2014" (Ижевск, 2014 г.), конференции NEW2AN/ruSMART 2014 (Санкт-Петербург, 2014 г.), конференции IEEE International Siberian Conference on Control and Communications (Омск, 2015 г.), XI Международной научно-технической конференции «Приборостроение в XXI веке. Интеграция науки, образования и производства» (Ижевск, 2015 г.).

Публикации. По основным теоретическим и практическим результатам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 3 статьи в журналах из перечня, рекомендованного ВАК Минобрнауки России для публикации результатов диссертационных исследований.

В первой главе рассматриваются основные понятия, используемые в диссертационном исследовании, вводятся необходимые определения, дан обзор литературных источников и анализ известных работ, результаты которых имеют отношение к теме исследования. Рассмотрены и проанализированы известные протоколы маршрутизации, используемые в самоорганизующихся сетях. Основным недостатком существующих протоколов маршрутизации является то, что они не могут реагировать на резкие изменения топологии сети, что влечет за собой их неэффективность в самоорганизующихся сетях с высокомобильными узлами. При вещании источника одному адресату качество передачи полностью зависит от эффективности работы протокола маршрутизации. В случае потери одного маршрута из-за перемещения одного или нескольких узлов сети или же из-за изменения состояния каналов связи между узлами, протоколы маршрутизации не могут эффективно использовать существующие маршруты в сети для передачи потоковых данных от источника к адресату. Сделан обзор методов коррекции ошибок передачи и описан процесс передачи потоковых данных с использованием метода выборочного запроса повторной передачи. На основе проведенного анализа проанализированы задачи диссертационного исследования, которые необходимо рассмотреть для получения результатов, обладающих научной новизной.

Во второй главе описывается разработанный метод передачи потоковых данных через узел-помощник в наложенной сети. Процесс передачи потоковых

данных описывается дискретно во времени на основе теории случайных процессов, что позволяет оценить нормализированную пропускную способность разработанного метода. Предложены пошаговый, равновесный и адаптивный критерии выбора маршрута в наложенной сети БПЛА, эффективность которых оценена аналитически и посредством имитационного моделирования.

В третьей главе приведено описание разработанных алгоритмов для передачи потоковых данных в наложенной сети. Были предложены новые алгоритмы прикладного уровня:

- алгоритм выбора маршрута в сети БПЛА на основе разработанного метода;

- алгоритм выбора узла-помощника в сети БПЛА;

- алгоритм AL-ARQ на основе метода выборочного запроса повторной передачи.

С помощью имитационного моделирования была оценена эффективность разработанных алгоритмов в сценариях мобильности «Альтернативный маршрут» и «Рой дронов». Для определения эффективности алгоритмов использовалось понятие выигрыша.

Четвертая глава включает в себя экспериментальное исследование работы алгоритма AL-ARQ в сети БПЛА при передаче потоковых данных по каналу с бортовой камеры БПЛА на наземную станцию. В ходе исследования была оценена эффективность разработанного алгоритма для двух сценариев мобильности при топологии сети точка-точка.

В приложении А приведен пример листинга программы имитационного моделирования в среде ЫБ-3.

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПЕРЕДАЧИ ПОТОКОВЫХ

ДАННЫХ В СЕТЯХ БПЛА

1.1 Особенности самоорганизующихся сетей БПЛА

В самоорганизующейся сети БПЛА каждый узел высокомобилен и может быть связан с другими узлами с помощью беспроводной технологии, например, стандарта 802.11 (рис. 1.1).

Шаги маршрутизации .......... Шаги маршрутизации

(а) (б)

Рисунок 1.1 - Инфраструктурная (а) и многосвязная (б) топологии сети БПЛА

Несмотря на перспективность данного подхода, существует ряд ограничений для успешной передачи данных в самоорганизующихся сетях. Ошибки передачи могут возникнуть вследствие потери маршрута или из-за беспроводной природы среды передачи. Поэтому данный вид сетей требует особого подхода к передаче данных [48, 49, 52, 129]. Повышение качества передачи данных в сети БПЛА может быть достигнуто за счет совершенствования протоколов маршрутизации:

- изменения метрики маршрутизации для достижения большей эффективности работы существующего протокола в условия сети с нестабильной топологией [38, 131, 137];

- использования межуровневого (cross-layer) подхода к маршрутизации, когда узлы имеют доступ к информации нескольких уровней модели взаимодействия открытых систем (OSI) одновременно [89];

- применения географической маршрутизации, полагаясь на информацию о координатах узлов связи, полученных с помощью бортовых GPS-устройств [51, 57, 64, 90, 92, 97, 98, 101, 103, 104, 128];

- использования оппортунистических протоколов маршрутизации [130], обеспечивающих поиск маршрута в сети БПЛА без рассылки маячковых сообщений (биконов).

Особое внимание исследователей в последние годы уделяется исследованию методов повышения качества передачи данных в сети, включающей большое число малых БПЛА, образующих «рой» беспроводных высокомобильных устройств [93, 110, 143, 146].

Задача повышения качества передачи данных в самоорганизующихся сетях мобильных устройств может быть решена разными методами (рис. 1.2): метод запроса повторной передачи (англ. ARQ) [3, 70], метод избыточного кодирования (англ. FEC) [45,53, 60, 87, 111, 147,126], метод сетевого кодирования (англ. Network Coding) [63]. Одним из подходов к передаче данных в самоорганизующихся сетях является использование метода наложенных сетей (англ. P2P) [100, 127]. Р2Р-протокол задает правила передачи потоковых данных между узлами [46, 117, 113, 118, 58]. Потоковые данные передаются между узлами наложенной сети по маршрутам, выбранным нижележащими протоколами [75, 76]. Управление процессом передачи данных позволит избежать перегруженных участков в сети, увеличит пропускную способность и повысит надежность сети в целом [139, 116, 144]. Наложенные сети полагаются на древовидные и многосвязные структуры [59, 67, 152]. Для повышения надежности сети, некоторые исследователи [115] используют разные виды многопутевой избыточности, например,

«косу маршрутизации», которая демонстрирует повышенную надежность и устойчивость в самоорганизующихся сетях.

Рисунок 1.2 - Поток данных в сети БПЛА с узлом-помощником

В настоящее время задачи повышения качества передачи данных в сетях БПЛА решаются лабораториями Lakeside Labs GmbH г. Клагенфурт [108], EPFL г. Лозанна [131], Universität Bern г. Берна [130]. Однако ключевые вопросы, связанные с повышением качества обслуживания в самоорганизующейся сети БПЛА остаются нерешенными.

1.2 Анализ протоколов маршрутизации

1.2.1 Классификация протоколов

Самоорганизующиеся сети представляют собой альтернативу инфраструктурным сетям. В такой сети каждый узел сети может выполнять функции маршрутизатора. Возможность каждого узла покинуть сеть или подключиться к ней по собственному желанию приводит к тому, что важным вопросом при организации работы самоорганизующейся сети является выбор протокола маршрутизации [34]. Разработанные протоколы маршрутизации классифицируются по подходу к обновлению информации о топологии сети на реактивные, проактивные и гибридные [12, 47].На рис. 1.3 показана классификация протоколов маршрутизации.

Реактивный подход к маршрутизации предполагает построение маршрутов по мере их надобности. При попытке соединения с узлом сети происходит полный перебор всех вариантов и поиск лучшего маршрута до него в соответствии с метрикой маршрутизации. Этот маршрут используется до тех пор, пока существует связь с адресатом.

Рисунок 1.3 - Протоколы маршрутизации в самоорганизующихся сетях

При использовании проактивного подхода топология сети должна отслеживаться и обновляться через определённые интервалы времени. Проактивные протоколы обновляют топологию сети с помощью периодических запросов. Протоколы, принадлежащие к этой группе, могут использовать разное количество баз данных с информацией о топологии сети и разные способы поддержания актуальности этой информации. Проактивный подход опирается на отслеживание топологии сети, поэтому узлы постоянно обмениваются сообщениями, что может привести к повышению энергопотребления по сравнению с реактивным подходом. С другой стороны, узел сети, использующий реактивный подход, вынужден ждать, пока будет проведён перебор вариантов маршрута, что может сказаться на скорость передачи в сетях с изменяющейся топологией. Гибридный подход подразумевает под собой совмещение реактивного и проактивного подходов в рамках одной сети.

Выбор лучшего маршрута между узлами сети происходит на основании метрик: количества шагов маршрутизации, ETX, ETT, Air Time Link и других. Метрики могут учитывать информацию физического, канального и сетевого уровней модели OSI.

При вычислении метрики ETX (Expected Transmission Count) применяют коэффициент доставки кадров DR (Delivery Rate) прямого df и обратного dr каналов связи. Для измерения DR используется передача пробных кадров:

о-1)

Метрика ETT (Expected Transmission Time) усовершенствует ETX, дополнительно учитывая размер пробного кадра S и пропускную способность соединения B:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Васильев Данил Сергеевич, 2016 год

- I

-

-

25 75 125 175 225 275 325 375 425 475

—АЬ-АЯ^) - Без А ¿-А <1,м

Рисунок 4.21 - Средний коэффициент доставки фрагментов РРЯауе во втором эксперименте

На основе рассчитанных значений РОЯауе и РОЯ 'ауе был рассчитан выигрыш О^. На рис 4.22 показана зависимость выигрыша GARQ от расстояния й между источником и адресатом.

с1, м ,

а, м

(а) (б)

Рисунок 4.22 - Выигрыш Оляд в первом (а) и втором (б) экспериментах

Эксперименты продемонстрировали эффективность предложенного алгоритма АЬ-АЯд в сети БПЛА при использовании стандарта 802.11 п.

4.4 Выводы по главе

1. Разработанное алгоритмическое и программное обеспечение передачи потоковых данных в самоорганизующихся сетях БПЛА на основе предложенных алгоритмов позволяет путем экспериментальных исследований оценить эффективность передачи видеопотока в условиях высокой мобильности узлов.

2. Результаты экспериментального исследования показали, что разработанный алгоритм запроса повторной передачи на прикладном уровне модели 0Б1 (АЬ-АЯд) обеспечивает повышение показателя РВЯ^ до 1,12-1,13 раз в рассмотренных сценариях мобильности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработан метод передачи потоковых данных в наложенной сети прикладного уровня модели ОБ1, позволяющий выбирать маршрут через узел-помощник в наложенной сети на основе равновесного, пошагового и адаптивного критериев и отличающийся от существующих тем, что учитывает высокую мобильность узлов сети БПЛА.

2. Разработаны алгоритмы передачи потоковых данных в наложенной сети, позволяющие повысить средний коэффициент доставки фрагментов (РОЯате) и отличающиеся тем, что используют географическую информацию и информацию об относительных скоростях движения узлов в самоорганизующейся сети БПЛА и выбирают узел-помощник на основе соревновательного, «жадного» и предиктивно-го критериев. Совместное использование алгоритмов обеспечивает увеличение показателя РОЯате до 2,5 раз в условиях высокой мобильности узлов.

3. Разработан алгоритм AL-AЯQ выборочного запроса повторной передачи на прикладном уровне модели ОБ1, позволяющий восстанавливать потерянные фрагменты при передаче потоковых данных и отличающийся тем, что использует узел-помощник в самоорганизующихся сетях БПЛА для буферизации данных. Алгоритм AL-AЯQ обеспечивает увеличение показателя РОЯате до 1,6 раза при максимальном количестве повторных запросов, равном трем.

4. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение передачи потоковых данных в самоорганизующихся сетях БПЛА, позволяющее путем экспериментальных исследований оценить эффективность передачи видеопотока в условиях высокой мобильности узлов. Разработанный алгоритм AL-AЯQ обеспечивает повышение показателя РОЯате до 1,12-1,13 раз в рассмотренных сценариях мобильности.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БПЛА - беспилотный летательный аппарат;

БЧХ - Коды Боуза—Чоудхури—Хоквингема;

ООП - Объектно-ориентированной программирование;

ОС - Операционная система;

ПК - персональный компьютер;

СК - сетевое кодирование;

СЛСК - случайное линейное сетевое кодирование;

ACK - Acknowledgment - положительное подтверждение о приеме данных; AL-ARQ - Application Layer ARQ - алгоритм выборочного запроса повторной передачи на прикладном уровне модели OSI, разработанный в диссертационном исследовании;

ALM - Airtime Link Metric - метрика выбора маршрута в протоколе HWMP; AODV - Ad hoc On-demand Distance Vector - реактивный протокол маршрутизации;

ARM - британская корпорация, один из крупнейших разработчиков и лицензиаров архитектуры 32-разрядных RISC-процессоров, ориентированных на использование в портативных и мобильных устройствах;

ARQ - Automatic Repeat reQuest - автоматический запрос повторной передачи; B.A.T.M.A.N. - Better Approach To Mobile Ad hoc Networks - проактивный протокол маршрутизации;

BER - Bit Error Rate - количество битовых ошибок в единицу вермени; BL - Burst Length - длина пачки потерянных фрагментов информации; BPSK - binary phase-shift keying - Двоичная фазовая манипуляция; CBR - Constant Bit Rate - постоянный битрейт;

Chunk (рус. фрагмент информации) - полезная нагрузка на прикладном уровне модели OSI;

CPU - Central processing unit - центральный процессор; DR - Delivery Rate - коэффициент доставки в метрике ETX;

DSDV - Destination-Sequenced Distance Vector - проактивный протокол маршрутизации;

DSR -Dynamic Source Routing - реактивный протокол маршрутизации; EIGRP - Enhanced Interior Gateway Protocol - протокол маршрутизации от CISCO; EPFL - École polytechnique fédérale de Lausanne - Федеральная политехническая школа Лозанны;

ETT - Expected Transmission Time - метрика выбора маршрута;

ETX - Expected Transmission Count - метрика выбора маршрута;

FANET - Flying Ad hoc Network - самоорганизующаяся сеть БПЛА;

FEC - Forward Error Correction - прямая коррекция ошибок;

FSR - Fish-eye State Routing Protocol - протокол маршрутизации;

GPS - Global Positioning System - система глобального позиционирования;

HD - High-Definition - Телевиидение высокой чёткости;

HELLO - служебное сообщение в протоколе OLSR;

Hrep - Helper Reply - ответ на запрос узла-помощника в протоколе Pull-Push; Hreq - Helper Request - запрос узла-помощника в протоколе Pull-Push; HSLS - Hazy Sighted Link State Routing Protocol - протокол маршрутизации; HWMP - Hybrid Wireless Mesh Protocol - гибридный протокол маршрутизации; IEEE802.11a (b,n) - стандарт беспроводной связи;

IEEE802.11s - стандарт беспроводной связи для многосвязных сетей (включает в

себя протокол HWMP);

IP - Internet Protocol - межсетевой протокол;

ITU - International Telecommunication Union - Международный союз электросвязи;

LQSR - Link Quality Source Routing - протокол маршрутизации от Microsoft

LTE - Long-Term Evolution - стандарт беспроводной высокоскоростной передачи

данных;

M2M - Machine-to-Machine - взаимодействие между устройствами без прямого участия человека;

MAC - Media Access Control - подуровень канального уровня модели OSI; MANET - Mobile Ad hoc Network - самоорганизующаяся сеть мобильных устройств;

MCS - Modulation and Coding Scheme - Схема модуляции и кодирования в стандарте 802.11

MIMO - Multiple Input Multiple Output - метод пространственного кодирования сигнала;

MPR - Multipoint Relays - узлы ретранслирующие HELLO-сообщения в протоколе OLSR;

MSDU - MAC service data unit - максимальный размер кадра (определяется стандартом для канального уровня);

NACK - Negative Acknowledgment - отрицательное подтверждение (переданные данные не были приняты);

NetAnim - программа для визуализации статистических данных;

NIST - National Institute of Standards and Technology - Национальный институт

стандартов и технологий США;

NS-3 - Network Simulator 3 - среда имитационного моделирования сетей связи; OFDM - Orthogonal frequency-division multiplexing — мульти плексирование с ортогональным частотным разделением каналов;

OGM - Originator Message - служебное сообщение протокола B.A.T.M.A.N.; OH - Overheads - непроизводительные издержки при передаче данных (суммарный размер всех служебных сообщений в единицу времени); OLSR - Optimized Link State Routing - проактивный протокол маршрутизации; OSI - Open Systems Interconnection basic reference model - эталонная модель взаимодействия открытых систем; P2P - Peer-to-Peer - наложенная сеть;

PDR - Packet Delivery Ratio - коэффициент доставки потоковых данных; PLR - Packet Loss Ratio - коэффициент потери данных;

PREQ - Path Request - запрос маршрута в протоколе HWMP; Pull-Push - протокол, разработанный в диссертационном исследовании, реализующий алгоритм выбора маршрута в наложенной сети, алгоритм выбора узла-помощника и алгоритм AL-ARQ запроса повторной передачи на прикладном уровне модели OSI;

QoS - Quality of Service - качество обслуживания; QPSK - Quadro phase-shift keying - квадратурная фазовая манипуляция; RFC - Request for Comments - документация по протоколами связи от Инженерного совета Интернета (IETF);

RREP - Route Reply - ответ на запрос маршрута в протоколе AODV; RREQ - Route Request - запрос маршрута в протоколе AODV; RTO - Retransmission Timeout - интервал повторной передачи; RTP - Real-time Transport Protocol; RTT - Round-Trip Time - время приема-передачи;

slrc - Station Long Retry Count - максимальное количество запросов повторной передачи кадров с полезной нагрузкой в семействе стандартов 802.11; SN - Sequence Number - порядковый номер;

SR-ARQ - Selective-Repeat ARQ - метод выборочного запроса повторной передачи; SrcRR - протокол маршрутизации, в котором впервые была предложена метрика ETX;

STBC - space-time block coding - техника передачи данных в беспроводной связи с помощью нескольких антенн и использования сразу нескольких копий данных для повышения качества доставки данных;

TCP - Transmission Control Protocol - протокол транспортного уровня модели OSI с повторным запросом потерянных данных и контролем перегрузок; TCP/IP - набор протоколов сети Интернет; TTL - Time-to-Live - поле IP- заголовка;

UDP - User Datagram Protocol - протокол транспортного уровня модели OSI без гарантированной доставки данных;

USB - Universal Serial Bus - последовательный интерфейс передачи данных;

Wi-Fi - торговая марка для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11; WiMAX - Worldwide Interoperability for Microwave Access - технология высокоскоростной беспроводной связи;

WMN - Wireless Mesh Network - беспроводные сети с многосвязной топологией; ZRP - Zone Routing Protocol - протокол маршрутизации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абилов, А. В. Повышение качества передачи потоковых данных в сетях БПЛА с помощью PULL-PUSH подхода / А. В. Абилов, Д. С. Васильев // Инфокоммуникационные технологии. — 2014. - № 4. - С. 97-99.

2. Абилов, А. В. Сети связи и системы коммутации. - Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2002. - 352 с.

3. Абилов, А. В. Эффективность алгоритма ARQ прикладного уровня для передачи потоковых данных в сетях WLAN / А. В. Абилов [и др.] // Интеграция науки, образования и производства - 2010. Приборостроение в XXI веке : сб. материалов VI Всерос. науч.-техн. конф. (Ижевск, 7-9 декабря 2010 г.). - Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2011. - С. 233-238. - ISBN 978-15-75260484-3.

4. Адаму, А. Анализ вероятности непрерывного воспроизведения видеопотока в P2P^ra / А. Адаму, Ю. В. Гайдамака // Вестник Рос. ун-та дружбы народов. -2011. - № 4. - С. 38-46. - Серия «Математика. Физика».

5. Адаму, А. Аппроксимация нормальным законом вероятностных характеристик модели сети P2P TV / А. Адаму, Ю. В. Гайдамака // Вестник Рос. ун-та дружбы народов. - 2011. - № 3. - С. 63-68. - Серия «Математика, информатика, физика».

6. Адаму, А. К анализу состояния буфера пользователя одноранговой сети с потоковым трафиком / А. Адаму, Ю. В. Гайдамака, А. К. Самуйлов // T-Comm

- Телекоммуникации и транспорт. - 2011. - № 7. - С. 8-12.

7. Адаму, А. Построение и анализ модели воспроизведения каналов вещательного телевидения в р2р-сети / А. Адаму, Ю. В. Гайдамака, А. К. Самуйлов // Вестник Рос. ун-та дружбы народов. - 2010. - № 3(1). - С. 47-53.

- Серия «Математика, информатика, физика».

8. Алъмухамедов, Р. Х. Устойчивость Р2Р-систем видеонаблюдения / Р. Х. Альмухамедов, М. А. Поляничко, А. И. Бобков // Программные продукты и

системы. - 2010. - № 1. - С. 514-518.

9. Апарина, Е. Ю. Гарантированная передача потоков информации в реальном времени по IP-сети / Е. Ю. Апарина, А. Н. Бегаев, В. Н. Куделя // Вестник компьютерных и информационных технологий. - 2011. - № 8. - С. 52-56.

10. Брейман, А. Д. Сети ЭВМ и телекоммуникации. Глобальные сети. - М. : МГУПИ, 2006. - 117 с.

11. Васильев, Д. С. Экспериментальное исследование качества передачи видео в древовидной P2P сети с алгоритмом ARQ прикладного уровня / Д. С. Васильев, А. В. Чунаев, А. В. Абилов // T-Comm — Телекоммуникации и транспорт. — 2014. — № 1. — С. 10-15.

12. Васильев, Д. С. Протоколы маршрутизации в MANET / Д. С. Васильев, А. В. Абилов // Электросвязь. — 2014. — № 11. — С. 52-54.

13. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей. - 4-е изд. - М. : Наука, 1969. - 576 с.

14. Вентцель, Е. С. Теория случайных процессов. / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров - 2-е изд., стер. - М.: Высшая школа, 2000. - 383 с.

15. Власов, А. А. Модель децентрализованной структурированной пиринговой сети / А. А. Власов, П. П. Шурховецкий // Вестник Марийского гос. техн. ун -та. - 2010. - № 1. - С. 60-68. - Серия «Радиотехнические и инфокоммуникационные системы».

16. Вознесенский, В. А. Регуляризация потоков данных одноранговых сетей уровня приложений // Системы управления и информационные технологии. -2007. - № 1. - С. 62-65.

17. Емельянов, В. Н. Адаптивные алгоритмы коррекции потерь пакетов в одноранговых сетях передачи потоковых данных / В. Н. Емельянов, М. М. Павлова // Интеграция науки, образования и производства - 2010. Приборостроение в XXI веке : сб. материалов VI Всерос. науч.-техн. конф. (Ижевск, 7-9 декабря 2010 г.). - Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2011. - С. 216-222. -ISBN 978-15-7526-0484-3.

18. Емельянов, В. Н. Алгоритм адаптации интервала управления FEC в Р2Р-сетях передачи потоковых данных // Естественные и технические науки. - М.:

«Издательство «Спутник+». - 2013. - № 3. - С. 204-207. ISSN 1684-2626.

19. Емельянов, В. Н. Применение адаптивных алгоритмов управления с использованием временного окна для передачи потоковых данных / В. Н. Емельянов, А. В. Абилов // T-Comm - Телекоммуникации и транспорт. - 2012. - № 7. - С. 85-90.

20. Крюков, Ю. А. Исследование влияния Р2Р-потоков на производительность магистрального канала сети «ЛАНПОЛИС» / Ю. А. Крюков, Д. В. Чернягин // Системный анализ в науке и образовании. - 2009. - № 4. - С. 29-36.

21. Кучерявый, А. Е. Интернет вещей // Электросвязь. — 2013. — №1 — С. 21-24.

22. Кучерявый, А. Е. Летающие сенсорные сети / А. Е. Кучерявый, А. Г. Владыко, Р. В. Киричек, А. И. Парамонов, А. В. Прокопьев, И. А. Богданов, А. А. Дорт-Гольц // Электросвязь. — 2014. — №. 9. — С. 2-5.

23. Маслобоев, А. В. Одноранговая распределённая мультиагентная система информационно-аналитической поддержки инновационной деятельности / А. В. Маслобоев, М. Г. Шишаев // Науч.-техн. вестник Санкт-Петербургского гос. ун-та информ. технологий, механики и оптики. - 2009. - № 4(62). - С. 108-113.

24. Насибулин, А. Л. Анализ вариантов повышения качества обслуживания в Р2Р-сетях MESH-структуры / А. Л. Насибулин, А. В. Абилов, О. А. Ревило // Интеграция науки, образования и производства - 2010. Приборостроение в XXI веке : сб. материалов VI Всерос. науч.-техн. конф. (Ижевск, 7-9 декабря 2010 г.). - Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2011. - С. 228-233.

25. Насретдинов, P. M. Экспериментальные исследования параметров передачи потокового видео в телекоммуникационной сети // Естественные и технические науки. - 2008. - № 2. - С. 441-445.

26. Насретдинов, Р. М. Необходимость в сопоставлении статической и аналитической оценок качества пакетной передачи видеоданных // Техника и технология. - 2008. - № 1. - С. 60-62.

27. Олифер, В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В. Г., Олифер, Н. А. Олифер. - 4-е изд. - СПб. : Питер, 2010. - 943 с.

28. Павлова, М. М. Оценка эффективности алгоритма ARQ при передаче потоковых данных в WLAN / М. М. Павлова, А. В. Абилов // Т-Сошш -Телекоммуникации и Транспорт. - 2012. - № 7 [спецвыпуск по итогам 6-й отраслевой науч. конф. «Технологии информационного общества», «Инфокоммуникационно-управленческие сети. Расчет и оптимизация систем связи». - С. 141-146.

29. Павлова, М. М. Эффективность адаптивного алгоритма FEC для передачи потоковых данных // Сб. трудов науч.-техн. конф. «Молодые ученые -ускорению научно-технического прогресса в XXI веке». - Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2011. - С. 52-57.

30. Певнев, В. Я. Экспериментальное исследование моделей групповых ошибок в канале связи / В. Я. Певнев, М. В. Цуранов // Вестник НТУ. - 2011. - № 49. С. 115-122.

31. Ревило, О. А. Алгоритмы оценки потерь пакетов с адаптацией по выборке для сетей передачи потоковых данных / О. А. Ревило, В. Н. Емельянов, А. В. Абилов // Т-Сошш - Телекоммуникации и транспорт. - 2012. - № 7. - С. 161164.

32. Ревило, О. А. Анализ методов потерь пакетов в сетях передачи потоковых данных / О. А. Ревило, А. Л. Насибулин, А. В. Абилов // Интеграция науки, образования и производства - 2010. Приборостроение в XXI веке : сб. материалов VI Всерос. науч.-техн. конф. (Ижевск, 7-9 декабря 2010 г.). -Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2011. - С. 238-244.

33. Ревило, О. А. Влияние нагрузок в сети на характеристики качества передачи потоковых данных / О. А. Ревило, А. В. Абилов, В. Н. Емельянов // Вестник ИжГТУ. - 2011. - № 1(49). - С. 97-99.

34. Романов, С. В. Маршрутизация в беспроводных самоорганизующихся сетях. Иерархические и гибридные протоколы: / Прозоров Д. Е., Трубин И. С., Лесников В. А., Жолобов А. Н., Романов С. В. - Киров: ПРИП ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2013. — 100 с.

35. Романов, С. В. Симуляторы беспроводных МАЫЕТ-сетей / Жолобов А.Н.,

Прозоров Д.Е., Романов С.В. // Инфокоммуникационные технологии, 2012. — №3. — С.28-33.

36. Сорокин, А. С. Исследование характеристик доставки данных по сети MANET в среде ns-3 / А. С. Сорокин, Д. С. Васильев, А. В. Абилов // Интеграция науки, образования и производства - 2013. Приборостроение в XXI веке : сб. материалов IX Всерос. науч.-техн. конф. (Ижевск, 13-15 ноября 2013 г.). -Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2013. - С. 275-282. - ISBN 978-5-7526-0660-1.

37. Спирин, Н. А. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента: конспект лекций (отдельные главы из учебника для вузов) / Н. А. Спирин, В. В. Лавров. - Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. -257 с.

38. Сухов, А.М. Экстремальный принцип и универсальная метрика динамической маршрутизации / А.М. Сухов, Д. Ю. Чемоданов // Телекоммуникации. — №7. — 2013. — с. 29-34.

39. Шмидт, Д. Программирование сетевых приложений на C++. - Т. 1. - М. : Бином, 2003. - 302 с.

40. Этов, В. И. Создание равноправных сетей для служб передачи больших потоков «живого» видео // Автоматика и вычислительная техника. - 2008. - № 1-3. - С. 230-230.

41. Abilov, A. Robustness of single-tree-based P2P streaming networks / A. Abilov, V. Emelyanov // Proceedings of the 2nd Forum of Young Researchers in the Framework of International Forum "Education Quality - 2010". - Izhevsk, Russia, 2010. -P. 316-324.

42. Adamu, A. Analytical Modeling of P2PTV Network / A. Adamu, Yu. Gaidamaka, A. Samuylov // Proc. of the 2d International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems (IEEE ICUMT 2010). - Moscow, Russia, Oct. 18-20, 2010. - P. 1115-1120.

43. Adamu, A. Discreet Markov Chain Model for the Analysis of P2P Streaming Network Probability Measures / A. Adamu, Yu. Gaidamaka, A. Samuylov // Proc. of the IEEE 11th International Conference on Next Generation Wired/Wireless Networking

NEW2AN-2011. - St. Petersburg, Russia, August 23-25, 2011. - P. 428-439.

44. Aguayo, D. SrcRR: A High Throughput Routing Protocol for 802.11 Mesh Networks (DRAFT) / Daniel Aguayo, John Bicket, Robert Morris // MIT, Tech. Rep. -Cambridge, 2005.

45. Baldantoni, L. Adaptive end-to-end FEC for improving TCP performance over wireless links / L. Baldantoni, H. Lundqvist, G. Karlsson // in Proceedings of IEEE International Conference on Communications. - Paris, June 20-24, 2004. - P. 4023-4027.

46. Banerjee, S. Scalable application layer multicast / S. Banerjee, B. Bhattacharjee and C. Kommareddy // in ACM SIGCOMM. - Pittsburgh, PA, USA, 2002. - P. 205217.

47. Baumann, R. et al. A Survey on Routing Metrics / Rainer Baumann et al. // TIK Report 262, Computer Engineering and Networks Laboratory ETH-Zentrum. -Switzerland, 2007. - P. 1-53.

48. Beard, R. Decentralized Cooperative Aerial Surveillance Using Fixed-Wing Miniature UAVs. / R. Beard., T. McLain, D. Nelson, D. Kingston, D. Johanson // In Proceedings of the IEEE, vol. 94, no. 7. - 2006. - P. 1306-1324.

49. Bekmezci, I. Flying Ad-Hoc Networks (FANETs): A survey. / I. Bekmezci, O. K. Sahingoz, S. Temel //Ad Hoc Networks, vol. 11, no. 3. - 2013. - P. 1254-1270.

50. Biernacki, A. Session level analysis of p2p television traces / A. Biernacki, U. R. Krieger // Lecture Notes in Computer Science. - Springer-Verlag GmbH, 2010. - P. 157-166.

51. Blazevic, L. A Location Based Routing Method for Mobile Ad Hoc Networks / L. Blazevic, S. Giordano, J.-Y LeBoudec // IEEE Trans. Mobile Computing, vol. 4, no. 2. - Mar. 2005. - P. 97-110.

52. Bok, P.-B. Context-Aware QoS Control for Wireless Mesh Networks of UAVs. / P.B. Bok, Y. Tuchelmann // In Computer Communications and Networks (ICCCN), 2011 Proceedings of 20th International Conference on. - 2011. - P. 1-6.

53. Bolot, J-C. Adaptive FEC-based error control for Internet Telephony / J-C. Bolot, S. Parisis, D. Towsley // to appear in Proc. IEEE Infocom'99. - NY, March, 1999. - P.

1453-1460.

54. Bradler, D. Optimally efficient multicast in structured peer-to-peer networks / D. Bradler, M., Mühlhäuser, J. Kangasharju // 6th IEEE Consumer Communications and Networking Conference. - CCNC, 2009, 10.01.2009-13.01.2009. - Las Vegas, NV, 2009. - P. 1-5.

55. Broyles, D. Design and Analysis of a 3-D Gauss-Markov Mobility Model for Highly Dynamic Airborne Networks. / D. Broyles, A. Jabbar, J. Sterbenz // Proceedings of the International Telemetering Conference - San Diego, CA, 2010.

56. Bullet: High Bandwidth Data Dissemination Using an Overlay Mesh / D. Kostic, A. Rodriguez, J. Albrecht, A. Vahdat // in ACM SOSP. - October, 2003. - P. 282-297.

57. Camp, T. Performance Comparison of Two Location Based Routing Protocols for Ad Hoc Networks / T. Camp, J. Boleng, B. Williams, L. Wilcox, W. Navidi // Proc. IEEE INFOCOM. - June 2002. - P. 1678-1687.

58. Castro M. SplitStream: High-Bandwidth Multicast in Cooperative Environments / Castro M., Druschel P., Kermarrec A.-M., Nandi A., Rowstron A. and Singh A. // in ACM SOSP. - Bolton Landing, NY, USA, October 19-22, 2003. - P. 298-313.

59. Chakareski, J. Utility-based packet scheduling in P2P mesh-based multicast / J. Chakareski, P. Frossard // Visual Communications and Image Processing. - 2009, 20.01.2009, San Jose, CA, United States. - DOI: 10.1117/12.806783.

60. Chan, S.-H. Video loss recovery with FEC and stream replication / S.-H. Gary Chan et al. // Multimedia, IEEE Transactions on (Volume: 8, Issue: 2). - Los Angeles, 2006. - P. 370-380.

61. Chappell, L. Wireshark Network Analysis The Official Wireshark Certified Network Analyst Study Guide / Laura Chappell // Protocol Analysis Institute, "Chappell University" — 2012. — ISBN 978-1-893939-94-3.

62. Cheikh S.O. New Metric for HWMP Protocol (NMH) / Sidi Ould Cheikh, Malik Mubashir Hassan, Abdelhak Geuroui // International Journal of Computer Networks & Communications (IJCNC) Vol.5, No.2 - March 2013. - P. 49-58.

63. Chen, C. ComboCoding: Combined intra-/inter-flow network coding for TCP over disruptive MANETs. / C. Chen, S. Oh, J. Park, M. Gerla, M.Y. Sanadidi // In

Journal of Advanced Research, Volume 2, Issue 3. - July 2011. - P. 241-252.

64. Chen, Q. Adaptive Position Update in Geographic Routing / Q. Chen, S.S. Kanhere, M. Hassan, K.C. Lan // Proc. Int'l Conf. Comm. (ICC '06). - June 2006. - P. 40464051.

65. Chu Y. Early Experience with an Internet Broadcast System Based on Overlay Multicast / Chu Y., Ganjam A., T. S. E. Ng, S. G. Rao, Sripanidkulchai K., Zhan J. and Zhang H. // Technical Report CMU-CS-03-214. - Carnegie Mellon University, December, 2003. - P. 12.

66. Chu Y. Enabling conferencing applications on the internet using an overlay multicast architecture / Chu Y., Rao S., Seshan S. and Zhang H. // in Proc. of the ACM SIGCOMM, 2001. - P. 55-67.

67. Chu, Y. A case for end system Multicast / Y. Chu, S. Rao, H. Zhang // in Measurement and Modeling of Computer Systems, 2000. - P. 1-12.

68. Chunaev, A.V. Priority Retransmission in AL-ARQ for MPEG Streaming over WLAN / A.V. Chunaev, D. S. Vasiliev, A. V. Abilov // Proceedings of IEEE International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON-2015). May 21-23, Omsk, Russia, 2015. - Omsk, 2015.

69. Clausen, T. et al. The Optimized Link State Protocol version 2 // draft-ietf-manet-olsrv2-10, internet draft / — March 2013.

70. Claypool, D.J. Automatic repeat request (ARQ) over TDMA-based mesh network. / D.J. Claypool, K.M. McNeill // In Military Communications Conference, 2008. MILCOM 2008. IEEE. - 2008. - P. 1-7.

71. Clevenot, F. A simple fluid model for the analysis of the squirrel peer-to-peer caching system / F. Clevenot, P Nain // INFOCOM-2004. Twenty-third AnnualJoint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies. - 2004. - Vol. 1.

72. Dan, G. On the asymptotic behavior of the end-point-based multimedia streaming / G. Dan, V. Fodor, G. Karlsson // to appear in Proc. of International Zurich Seminar on Communications. - Feb., 2006. - P. 66-69.

73. Dan, G. On the stability of the end-point-based multimedia streaming / G. Dan, V. Fodor, G. Karlsson // submitted to 5th IFIP/TC6 Networking, 2006.

74. Dan, G. Robust source-channel coding for real-time multimedia / G. Dan, V. Fodor, G. Karlsson // Multimedia Systems. - February 2008. - Volume 13, Issue 5-6. - P. 363-377.

75. Deshpande, H. Streaming live media over a peer-to-peer network / H. Deshpande, M. Bawa and H. Garcia-Molina // in Work at CS-Stanford, Technical Report. -2002.

76. Deshpande, H. Streaming Live Media over Peers / H. Deshpande, M. Bawa and H. Garcia-Molina // in Work at CS-Stanford, Technical Report. - 2002.

77. Di Wu, Yong Liu, Keith W. Ross. Modeling and analysis of multichannel P2P live video systems // IEEE/ACM Transactions on Networking. - Vol. 18. - 2010. -P. 1248-1260.

78. Distributing streaming media content using cooperative networking / V. N. Padmanabhan [at all.] // in ACM/IEEE NOSSDAV, Miami, FL. - USA, May 12-14 2002. - P. 177-186.

79. Doyle, P.G. Random Walks and Electric Networks. / P.G. Doyle, L. Snell // Carus Monographs series. - 1984.

80. Droves, Jr. System and Method for Link Quality Source Routing // U.S. Patent 7 978 672 B2 / — Jul. 12, 2011.

81. Duan Lian. Research on the efficiency of distributed virtual geographic environment in P2P network / Duan Lian, Hu Baoqing // International Conference on Earth Observation Data Processing and Analysis (ICEODPA), 01.01.1900. -Wuhan, China. - DOI: 10.1117/12.815604.

82. Emelyanov, V. Robustness of multiple-tree-based P2P streaming networks / V. Emelyanov, A. Abilov // Proceedings of the 2nd Forum of Young Researchers in the Framework of International Forum "Education Quality - 2010". - Izhevsk, Russia, 2010. - P. 331-339. - ISBN 978-5-7526-0442-3.

83. Fodor V., Dan G.: Resilience in Live Peer-to-Peer Streaming. / V. Fodor., G. Dan // In: Communication Magazine, IEEE (Volume:45, Issue: 6). - June 2007. - P. 116123.

84. Forouzan, B. Data communications and networking 5th ed. / Behrouz A. Forouzan//

The McGraw-Hill Companies - New York, 2013.

85. Forouzan, B. TCP/IP protocol suite - New York, McGraw Hill, 2010.

86. Fragouli, C. Network Coding Applications / Christina Fragouli, Emina Soljanin // Foundations and Trends in Networking Vol. 2, No. 2. - Hanover, 2007. - P. 135269.

87. French, K. Repair of Streaming Multimedia with Adaptive Forward Error Correction / K. French, M. Claypool // In Proceedings of SPIE Multimedia Systems and Applications (part of ITCom). - Denver, Colorado, USA, August 2001.

88. Gaidamaka Y. Mathematical Modeling and Perfomance Analysis P2P Streaming Networks. / Y. Gaidamaka, A. Samuylov, K. Samouylov // In Int. Conf. INTHITEN (INternet of THings and ITs ENablers). - St Petersburg, Russia, June 3-4, 2013. -P. 69-81.

89. Guo, Y. UAV-aided cross-layer routing for MANETs. / Y. Guo, X. Li, H. Yousefi'zadeh, H. Jafarkhani // In Proceedings of Wireless Communications and Networking Conference (WCNC). - 2012. - P. 2928-2933.

90. Haas, Z.J. Ad Hoc Mobility Management with Uniform Quorum Systems / Z.J. Haas, B. Liang // IEEE/ACM Trans. Networking, vol. 7, no. 2. - Apr. 1999. - P. 228-240.

91. Hasslinger, G. The Gilbert-Elliott model for packet loss in real time services on the Internet / G. Hasslinger, O. Hohlfeld // Measuring, Modelling and Evaluation of Computer and Communication Systems (MMB)-2008 : 14th GI/ITG Conference. -2008. - P. 1-15.

92. Heissenbuttel, M. Evaluating of the Limitations and Alternatives in Beaconing / M. Heissenbuttel, T. Braun, M. Walchli, T. Bernoulli // Ad Hoc Networks, vol. 5, no. 5, 2007. - P. 558-578.

93. Ho, D. Optimal Relay Path Selection and Cooperatice Communication Protocol for a Swarm of UAVs. / D. Ho, E.I. Grotli, S. Shimamoto, T.A. Jahansen //In The 3rd International Workshop on Wireless Networking & Control for Unmanned Autonomous Vehicles: Architectures, Protocols and Applications. - 2012. -P. 1585-1590.

94. Jing, C. RA2NC: Redundant and Random Network Coding for H.264/SVC Transmission / Cuiping Jing, Xingjun Zhang, Feilong Tang et al. // Network-Based Information Systems (NBiS), 2011 14th International Conference — Tirana, 2011. — P. 634-639.

95. Kang, S.-R. Impact of FEC Overhead on Scalable Video Streaming / S.-R. Kang, D. Loguinov // ACM NOSSDAV, June 2005. - P. 123-128.

96. Karande, S. Rate-Constrained Adaptive FEC for Video over Erasure Channels with Memory / S. Karande, H. Radha // IEEE International Conference on Image Processing (ICIP), Vol.4, October 2004. - P. 2539 - 2542.

97. Karp, B. GPSR: Greedy Perimeter Stateless Routing for Wireless Networks / B. Karp, H.T. Kung // Proc. ACM MobiCom. - Aug., 2000. - P. 243-254.

98. Ko, Y. Location-Aided Routing (LAR) in Mobile Ad Hoc Networks / Y. Ko, N.H. Vaidya // ACM/Baltzer Wireless Networks, vol. 6, no. 4. - Sept. 2002. -P. 307-321.

99. Kumar, R. Stochastic fluid theory for P2P streaming systems / R. Kumar, Liu Yong, K. Ross // INFOCOM 2007. 26th IEEE International Conference on Computer Communications. - IEEE, 2007. - P. 919-927.

100. Kuo, J. A cross-layer approach for real-time multimedia streaming on wireless peer-to-peer ad hoc network. / J. Kuo, C. Shih, C. Ho, Y. Chen // In Elsevier, Ad Hoc Networks, Volume 11, Issue 1. - January 2013. - P. 339-354.

101. Lee, S. Efficient Geographic Routing in Multihop Wireless Networks / S. Lee, B. Bhattacharjee, S. Banerjee // Proc. ACM MobiHoc. - May 2005. - P. 230-241.

102. Lei Ying. The Asymptotic Behavior of Minimum Buffer Size Requirements in Large P2P Streaming Networks / Lei Ying, R. Srikant, Srinivas Shakkottai. // IEEE Journal on Selected Areas in Communications 29(5), 2011. - P. 928-937.

103. Li, J. A Scalable Location Service for Geographic Ad Hoc Routing / J. Li, J. Jannotti, D.S.J.D. Couto, D.R. Karger, R. Morris // Proc. ACM MobiCom. - Aug. 2000. - P. 120-130.

104. Li, Y. Improving routing in networks of Unmanned Aerial Vehicles. Reactive-Greedy-Reactive. / Y. Li, R. Shirani, M. St-Hilaire, T. Kunz // In: Wireless

Communications and Mobile Computing, Volume 12, Issue 18. - 2012. - P. 16081619.

105. Lin S. Error Control Coding / Shu Lin, D. Costello // 2nd Edition, ISBN: 0130426725, — Prentice-Hall. — 2004.

106. Liu Y. Using Redundancy to Repair Video Damaged by Network Data Loss / Liu Y., Claypool M. // In ACM/SPIE Multimedia Computing and Networking (MMCN). - San Jose, California, USA, January 25-27, 2000. -DOI: 10.1117/12.373536.

107. Mao, S. Reliable Transmission of Video over Ad-hoc Networks using ARQ and Multipath Transport / Shiwen Mao et al. // Vehicular Technology Conference, 2001. VTC 2001 Fall. IEEE VTS 54th (Volume:2). - Atlantic City, NJ, 2001. - P. 615619

108. Marchenko, N. Cooperative ARQ With Relay Selection: An Analytical Framework Using Semi-Markov Processes. / N. Marchenko , C. Bettstetter // In Vehicular Technology, IEEE Transactions on (Volume:63 , Issue: 1 ). - January 2014. - P. 178-190.

109. Masala, E. Application-aware optimization of packet scheduling for video communications over intervehicle ad hoc networks / Enrico Masala // Multimedia and Expo, 2008 IEEE International Conference - Hannover, 2008. - P. 509-512.

110. Meitis, D. Simulation of MANETs routing protocols for UAVs / D. Meitis, D. Vasiliev, A. Abilov // In Proceedings of the 4th Forum of Young Researchers in the Framework of International Forum "Education Quality - 2014". April 23, Izhevsk, Russia. - 2014. - P. 358-363.

111. Nafaa, A. Unequal and interleaved FEC protocol for robust MPEG-4 multicasting over wireless LANs / A. Nafaa, T. Ahmed, A. Mehaoua // Communications, 2004 IEEE International Conference on. - Vol. 3. - 2004. - P. 1431-1435.

112. Neumann, A. et al. Better Approach To Mobile Ad hoc Networking (B.A.T.M.A.N.) // draft-wunderlich-openmesh-manet- routing-00, internet draft / — April 2008.

113. Nicolosi, A. P2PCast: A Peer-to-Peer Multicast Scheme for Streaming Data / A.

Nicolosi, S. Annapureddy // in IRIS Student Workshop, MIT, 2003.

114. Norris, J. R. Markov Chains. - Cambridge University Press. - 1998.

115. Oh, S. Y. Network coding over a MANET proactive link state routing protocol and TDMA scheduling. / S.Y. Oh, Bao-Hong Shen, M. Gerla // In MILITARY COMMUNICATIONS CONFERENCE, MILCOM 2012. - 2012. - P. 1-6.

116. Oh, S.Y. Robust MANET Routing using Adaptive Path Redundancy and Coding. / S.Y. Oh, M. Gerla // In Communication Systems and Networks and Workshops, 2009. COMSNETS 2009. - Bangalore, 2009. - P. 1-10.

117. Overcast: Reliable multicasting with an overlay network / Jannotti J., Gifford D., Johnson K., M. Kaashoek and J. O'Toole // in Proceedings of the Fourth Symposium on Operating Systems Design and Implementation, 2000. - P 197-212.

118. Padmanabhan, V. N. Resilient Peer-to-Peer Streaming / V. N. Padmanabhan, H. J. Wang, P. A. Chou // in IEEE ICNP. - Atlanta, GA, USA, November, 2003. - P. 16-27.

119. Park Koohyun. Multicast routing by multiple tree routes / Park Koohyun, Shin Yong-Sik, Lee Hyun-Chan // Lecture Notes in Computer Science. - Heidelberg: Springer-Verlag GmbH, 2001. - P. 285-298.

120. Park, K. AFEC: An adaptive forward error correction protocol for end-to-end transport of real-time traffic / K. Park, W. Wang // Technical report CSD-TR 97038, 1997. - P. 196-205.

121. Pearlman, M.R. et al. Zone Routing Protocol (ZRP) for Ad Hoc Networks // draft-ietf-manet-zone-zrp-04, internet draft / — July 2002.

122. Pei, G. Fish-eye State Routing in Mobile Ad Hoc Networks / Guangyu Pei et al. // Communications, 2000. ICC 2000 IEEE International Conference - New Orleans, 2000. - P. 70-74

123. Pei, G. Validation of OFDM error rate model in ns-3 / G. Pei and T. R. Henderson // Boeing Research Technology — 2010. — P. 1-15.

124. Perkins, C.E. Highly Dynamic Destination-Sequenced Distance-Vector Routing (DSDV) for Mobile Computers / Charles E. Perkins, Pravin Bhagwat // SIGCOMM '94 Proceedings of the conference on Communications architectures, protocols and

applications / - New York, 1994. - P. 234-244.

125. Pianese, F. P2P Live Media Streaming: Delivering Data Streams to Massive Audiences within Strict Timing Constraints / Fabio Pianese // Master Thesis, Institut Eurecom / — Sophia-Antipolis, 2004.

126. Pleisch, S. MISTRAL: Efficient flooding in mobile ad-hoc networks. / S. Pleisch // In Proceedings of the 7th ACM Int'l Symp. on Mobile Ad Hoc Networking and Computing. - 2006. - P. 1 -12.

127. Qadri, N. N. P2P layered video streaming over wireless ad hoc networks. / N. N. Qadri, M. Fleury, M. Altaf, M. Ghanbari // In Proceeding of Mobimedia '09 Proceedings of the 5th International ICST Mobile Multimedia Communications Conference, Article No. 23.

128. Rao, A. Geographic Routing without Location Information / A.Rao, S. Ratnasamy, C. Papadimitriou, S. Shenker, I. Stoica // Proc. ACM MobiCom. - Sept. 2003. - P. 96-108.

129. Robinson, W. Resilient and efficient MANET aerial communications for search and rescue applications. / W. Robinson, A. Lauf // In Computing, Networking and Communications (ICNC), 2013 International Conference. - 2013. - P. 845-849.

130. Rosario, D. A Comparative Analysis of Beaconless Opportunistic Routing Protocols for Video Dissemination over Flying Ad-Hoc Networks. / D. Rosario, Z. Zhao, T. Braun, E. Cerqueira, A. Santos // Internet of Things, Smart Spaces, and Next Generation Networks and Systems, Lecture Notes in Computer Science Volume 8638. - 2014. - P. 253-265.

131. Rosati, S. Speed-Aware Routing for UAV Ad-Hoc Networks. / S. Rosati, K. Kruzelecki, L.F. Traynard, B. Rimoldi // Report, GLOBECOM 2013, Atlanta, GA, USA. - 2013.

132. Sanchez, I. S. On adaptive forward error correction for real time traffic. -Master's Degree Project, KTH, Stockholm, Sweden, 2004.

133. Santivanez, C.A. Hazy Sighted Link State (HSLS) Routing: A Scalable Link State Algorithm / Cesar A. Santivanez, Ram Ramanathan // Internetwork Research Department, BBN Technologies - August, 2001.

134. Shivaldova V. Vehicular Link Perfomance: From Real-World Experiments to Reliability Models and Perfomance Analysis / V. Shivaldova, A. Winkelbauer, C.F. Mecklenbrauker // IEEE Vehicular Technology Magazine, Vol. 8, Issue 4. -December, 2013. - P. 35-44.

135. Sohn, Y. Adaptive Packet-Level FEC Algorithm for Improving the Video Quality over IEEE 802.11 Networks / Yejin Sohn, Jun Hwang, Seung-Seok Kang // International Journal of Software Engineering and Its Applications Vol.6. No. 3. -July, 2012. - P. 27-34.

136. Sorokin A. A study of packet delivery performance in MANETs with OLSR protocol using NS-3 / A. Sorokin, D. S. Vasiliev, A. V. Abilov // Proceedings of the 4th Forum of Young Researchers in the Framework of International Forum "Education Quality - 2014". - Izhevsk, Russia, 2014. -P. 399-404 / - ISBN 978-57526-0649-6.

137. Sukhov, A. M. A metric for dynamic routing based on variational principles / A. M. Sukhov, D. Y. Chemodanov // Journal of High Speed Networks. - 2013. - T. 19. - №. 2. - P. 155-163.

138. Tamma, B.R. K-Tree: A multiple tree video multicast protocol for Ad hoc wireless networks / Bheemajuna Reddy Tamma, Anirudh Badam, C. Siva Ram Murthy, Ramesh R. Rao // Computer Networks: The International Journal of Computer and Telecommunications Networking, Volume 54, Issue 11.— New York, 2010. — P. 1864-1884.

139. Tang Yun How scalable is cache-and-relay scheme in p2p on-demand streaming? / Tang Yun, Sun Lifeng, Luo Jianguang, Yang Shiqiang, Zhong Yuzhuo // IEICE Transactions on Communications. - Oxford University Press, 2007. - P. 987-989.

140. Tran, D. A. A Peer-to-Peer Architecture for Media Streaming / Tran, D. A., Hua K. A., Do T. T. // in IEEE Journal on Selected Areas in Communications. - 2004. -Vol. 22. - No. 1. - P. 121-133.

141. Vasiliev, D. S. A survey on routing protocols and error correction methods for data delivery in MANETs / D. S. Vasiliev // Proceedings of the 4th Forum of Young Researchers in the Framework of International Forum "Education Quality - 2014". -

Izhevsk, Russia, 2014. - P. 375-384 - ISBN 978-5-7526-0649-6.

142. Vasiliev, D. S. Relaying Algorithms with ARQ in Flying Ad hoc Networks / D. S. Vasiliev, A. V. Abilov // Proceedings of IEEE International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON-2015). May 21-23, Omsk, Russia, 2015. -Omsk, 2015.

143. Vasiliev, D. Simulation-based Comparison of AODV, OLSR and HWMP Protocols for Flying Ad Hoc Networks. / D. Vasiliev, D. Meitis, A. Abilov // In Proceedings of NEW2AN/ruSMART 2014. LNCS 8638, Springer International Publishing Switzerland. - 2014. - P. 245-252.

144. Vassilakis, C. The impact of playout policy on the performance of p2p live streaming: or how not to kill your p2p advantage / C. Vassilakis, N. Laoutaris, I. Stavrakakis // Multimedia Computing and Networking-2008. - 30.01.2008, San Jose, CA, USA. - The International Society for Optical Engineering, 2008. -DOI: 10.1117/12.775147.

145. Wang, A. Research of Teaching on Network Course Based on NS-3 / A. Wang and W. Jiang // First International Workshop on Education Technology and Computer Science, 2009. ETCS '09. — 2009.

146. Wei, Y. An Operation-time Simulation Framework for UAV Swarm Configuration and Mission Planning. / Y. Wei, M.B. Blake, G.R. Madey // In Computational Science (ICCS), 2013 International Conference. - 2013. - P. 19491959.

147. Wu H. Adjusting Forward Error Correction with Quality Scaling for Streaming MPEG / Wu H., Claypool M., R. Kinicki // In Proceedings of the 15th ACM International Workshop on Network and Operating Systems Support for Digital Audio and Video (NOSSDAV). - Stevenson, Washington, USA, June 2005. P. -111-116.

148. Yang Kai-Hsiang. Antsearch: an ant search algorithm in unstructured peer-to-peer networks / Yang Kai-Hsiang, Wu Chi-Jen, Ho Jan-Ming // IEICE Transactions on Communications. - Oxford University Press. - 2006. - № 9. - P. 429-434.

149. Yang, S. Toward Reliable Data Delivery for Highly Dynamic Mobile Ad Hoc

Networks. / S. Yang, C.K. Yeo, B.S. Lee // In IEEE Transactions on Mobile Computing, Vol. 11, No. 1. - 2012. - P. 111-124.

150. Yoshida Kenichi Stream mining for network management / Yoshida Kenichi, Katsuno Satoshi, Ano Shigehiro, Yamazaki Katsuyuki, Tsuru Masat // IEICE Transactions on Communications. - Oxford University Press. - 2006. - № 6.

- P. 1774-1780.

151. Zambonelli, F. Signs of a revolution in computer science and software engineering / F. Zambonelli , H. Parunak , Van Dyke // Lecture Notes in Computer Science. - Heidelberg: Springer-Verlag GmbH, 2003. - P. 13-28.

152. Zappala, D. An evaluation of shared multicast trees with multiple active cores / D. Zappala, A. Fabbri // Lecture Notes in Computer Science. - Heidelberg: Springer-Verlag GmbH, 2001. - P. 620-629.

153. Zhi Wang. Strategies of buffering schedule in P2P VoD streaming / Zhi Wang, Lifeng Sun, Shiqiang Yang // IEEE International Workshop on Multimedia Signal Processing (MMSP) - 4-6 Oct. 2010. - P. 412-416.

154. Zhou Yipeng. A Simple Model for Analyzing P2P Streaming Protocols / Zhou Yipeng, Chiu Dah Ming, Lui John Chi-Shing // IEEE International Conference on Network Protocols, 2007. ICNP 2007. - P. 226-235.

155. Zhou, Y. A Markov-Based Packet Dropout Model for UAV Wireless Communications. / Y. Zhou, J. Li, L. Lamont, C. Rabbath // In International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC). - 2012. -P. 677-682.

156. Zorzi, M. Performance of FEC and ARQ Error Control in Bursty Channels under Delay Constraints / Michele Zorzi // Vehicular Technology Conference, 1998. VTC 98. 48th IEEE (Volume:2 ) / - Ottawa, Ont., 1998. - P.1390-1394

157. Zorzi, M. On the use of renewal theory in the analysis of ARQ protocols / M. Zorzi, R.R. Rao // IEEE Transactions on Communications (Volume 44, Issue 9) /

- September 1996. - P.1077-1081.

158. IEEE Standard for Information technology - Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks -

Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications - 2011. - P. 3000.

159. Gumstix Web Page: Overo Tide COM Product overview. - Режим доступа: https://www.gumstix.com/store/app.php/products/257 (дата обращения:

7.10.2013).

160. Microhard Systems Inc. Spread Spectrum Wireless Modem. - Режим доступа: http://www.microhardcorp.com/n2420.php (дата обращения: 7.10.2013).

161. Sensefly eBee. - Режим доступа: http://www.sensefly.com/drones/ebee.htm (дата обращения: 7.10.2013).

162. RFC 768. User Datagram Protocol. - Режим доступа: http://www.ietf.org/rfc/rfc768.txt (дата обращения: 25.01.2013).

163. RFC 3550. RTP. - Режим доступа: http://www.ietf.org/rfc/rfc3550.txt (дата обращения: 20.10.2015).

164. RFC 3561. Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing. - Режим доступа: http://www.ietf.org/rfc/rfc3561.txt (дата обращения: 1.10.2014).

165. RFC 3626. Optimized Link State Routing Protocol (OLSR). - Режим доступа: http://www.ietf.org/rfc/rfc3626.txt (дата обращения: 1.10.2014).

166. RFC 4728. The Dynamic Source Protocol (DSR) for Mobile Ad Hoc Networks for IPv4. - Режим доступа: http://www.ietf.org/rfc/rfc4728.txt (дата обращения:

1.10.2014).

167. RFC 6126. The Babel Routing Protocol. - Режим доступа: https://tools.ietf.org/ html/rfc6126 (дата обращения: 1.10.2014).

168. ITU-T Rec. Y.1541. Network performance objectives for IP-based services. 12/2011. - Режим доступа: https://www.itu.int/rec/T-REC-Y.1541-201112-I (дата обращения: 18.11.2015).

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(Обязательное)

Пример листинга программы для имитационного моделирования

В программе моделируется передача потоковых данных с помощью разработанных алгоритмов в самоорганизующейся сети БПЛА в сценариях «Рой дро-нов», «Рой дронов с источником в центре», «Альтернативный маршрут». При моделировании учитываются особенности маршрутизации протоколов (AODV, OLSR) и стандартов связи 802.11 п. В результате получены значения среднего коэффициента доставки фрагментов информации для каждого сценария.

Имитационное моделирование выполнено в виде файла на языке C++ в среде имитационного моделирования Ш-3. После знаков "/*" и "//" следуют комментарии, которые не воспринимаются компилятором. Приведен файл test.h, содержащий настройки имитационной модели.

Сначала задаются исходные данные для имитационного моделирования /* -*- Mode:C++; c-file-style:"gnu"; indent-tabs-mode:nil; -*- */

/*

* This program is free software; you can redistribute it and/or modify

* it under the terms of the GNU General Public License version 2 as

* published by the Free Software Foundation;

*

* This program is distributed in the hope that it will be useful,

* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of

* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the

* GNU General Public License for more details.

*

* You should have received a copy of the GNU General Public License

* along with this program; if not, write to the Free Software

* Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA

*/

#ifndef PULLPUSH_TEST_H #define PULLPUSH_TEST_H

namespace PullPush {

/**

* \ingroup PullPush

* \brief The class that stores simulation parameters.

*/

class Test

{

public: Test () :

m_scen (SD_SCENARIO), m_title ("pull-push-test"), m_time ("120s"), m_nodeNumber (2),

m_wifiMode ("Ofdm Rate 13Mbps BW 20MHz"), m_slrc (7),

m_minRcvPwr (-100.0), m_proto (STATIC), m_dataRate ("1Mbps"), m_chunkNumber (10000), m_bfrsize (100), m_x (530), m_y (0), m_minVel (40), m_maxVel (50), m_nrc (3), m_nri (0.3), m_sci (1.0), m_thr (0.9), m_smode (0),

m_runNumber (0)

{

}; /**

* \param argc argument count

* \param argv the string of the application arguments

*

* This method MUST be called to set custom simulation parameters.

*/

void ParseCmdLine (int argc, char *argv[]);

* This method runs the simulation scenario.

*/

void Run (); private:

uint16_t m_scen; std: :string m_title; Time m_time; uint16_t m_nodeNumber; std: :string m_wifiMode;

uint16_t m_slrc; double m_minRcvPwr; uint16_t m_proto; DataRate m_dataRate; uint32_t m_chunkNumber; uint16_t m_bfrsize; double m_x; double m_y; double m_minVel; double m_maxVel; int m_nrc; double m_nri; double m_sci; double m_thr; int m_smode; uint32_t m_runNumber;

void CircleNode (Ptr<Node> node, double a, double v, double r);

void SetNodePosition (Ptr<Node> node, Vector pos);

};

void

Test::ParseCmdLine (int argc, char *argv[]) {

CommandLine cmd;

cmd.AddValue ("scen", "Scenario Id (0 - SRD)", m_scen);

cmd.AddValue ("title", "Simulation Title", m_title);

cmd.AddValue ("time", "Simulation Time", m_time);

cmd.AddValue ("nn", "Node Number", m_nodeNumber);

cmd.AddValue ("wifi", "Wifi Modulation and Coding Scheme", m_wifiMode);

// NqosWifiMacHelper and QosWifiMacHelper: DsssRate1Mbps, DsssRate2Mbps,

DsssRate5_5Mbps, DsssRate11Mbps, ErpOfdmRate6Mbps, ErpOfdmRate12Mbps,

ErpOfdmRate24Mbps

// HtWifiMacHelper: OfdmRate6_5MbpsBW20MHz,

Ofdm Rate 13Mbps BW 20MHz,OfdmRate19_5MbpsBW20MHz, Ofdm Rate 26Mbps BW 20MHz, Ofdm Rate 39Mbps BW 20MHz, Ofdm Rate 52Mbps BW 20MHz, OfdmRate58_5MbpsBW20MHz, Ofdm Rate 65Mbps BW 20MHz

cmd.AddValue ("slrc", "Data Link ARQ Repeat Count", m_slrc); cmd.AddValue ("mrp", "Min Receive Power (dBm)", m_minRcvPwr); cmd.AddValue ("proto", "Routing Protocol (1 - AODV, 2 - OLSR)", m_proto); cmd.AddValue ("rate", "Data Rate", m_dataRate);

cmd.AddValue ("cn", "Number of chunks in the flow", m_chunkNumber); cmd.AddValue ("bs", "Buffer Size", m_bfrsize);

cmd.AddValue ("x", "Coordinate X (SrcNode coordinate in Scenarios 0 and 1)", m_x); cmd.AddValue ("y", "Coordinate Y (RelayNode coordinate in Scenario 1)", m_y); cmd.AddValue ("minv", "The minimal velocity (of the node in the swarm in Scenario 3)", m_minVel);

cmd.AddValue ("maxv", "The maximal velocity (of the node in the swarm in Scenario 3)", m_maxVel);

cmd.AddValue ("nrc", "Nack Repeat Count", m_nrc); cmd.AddValue ("nri", "Nack Repeat Interval", m_nri); cmd.AddValue ("sci", "Stream Control Interval", m_sci);

cmd.AddValue ("thr", "Chunk Delivery Ratio Threshold", m_thr); cmd.AddValue ("smode", "Switch Stream Mode", m_smode); cmd.AddValue ("run", "Randomness (Random Seed = 0)", m_runNumber); cmd.Parse (argc, argv);

std::cout << "Scenario = " << m_scen << std::endl << "Sim Title = " << m_title << std::endl << "Sim Time = " << m_time << std::endl << "Node Number = " << m_nodeNumber << std::endl << "WiFi Mode = " << m_wifiMode << std::endl << "slrc = " << m_slrc << std::endl

<< "Min Receive Power = " << m_minRcvPwr << "dBm" << std::endl

<< "Routing Protocol = " << m_proto << std::endl

<< "Data Rate = " << m_dataRate << std::endl

<< "Chunk Number = " << m_chunkNumber << std::endl

<< "Buffer size = " << m_bfrsize << std::endl

<< "x = " << m_x << std::endl

<< "y = " << m_y << std::endl

<< "Minimal velocity = " << m_minVel << std::endl

<< "Maximal velocity = " << m_maxVel << std::endl

<< "NACK Repeat Count = " << m_nrc << std::endl

<< "NACK Repeat Interval = " << m_nri << "s" << std::endl

<< "Stream Control Interval = " << m_sci << "s" << std::endl

<< "CDR Threshold = " << m_thr << std::endl

<< "Switch Stream Mode = " << m_smode << std::endl

<< "Run Number = " << m_runNumber << std::endl;

}

void

Test: :Run ()

{

RngSeedManager::SetRun (m_runNumber);

std::stringstream strs;

strs << m_title << "_" << m_wifiMode;

switch (m_scen) {

case SD_SCENARIO: strs << "_SD"; break;

case SRD_SCENARIO: strs << "_SRD"; break;

case SRDM_S CENARIO: strs << "_SRDM"; break;

case SWARM_SCENARIO:

strs << "_SWARM" << (m_nodeNumber - 2);

break;

default:

strs << "_InvalidScenario";

}

switch (m_proto) {

case STATIC: strs << "_static"; break;

case AODV:

strs << "_aodv";

break;

case OLSR:

strs << "_olsr";

break;

default:

strs << "_InvalidProto";

}

if (m_scen == SRD_SCENARIO || m_scen == SRDM_SCENARIO || m_scen ==

SWARM_SCENARIO)

{

switch (m_smode) {

case 0:

strs << "_ExtraStream"; break;

case SS_THRESHOLD:

strs << "_ThresholdStreaming" << m_thr << "-" << m_sci; break;

case SS_FIFTYFIFTY:

strs << "_Fifty Fifty Streaming";

break;

case SS_COMPARISON:

strs << "_Comparison Streaming" << m_sci;

break;

default:

strs << "_InvalidStreaming";

}

}

std::string shortTitle = strs.str(); strs << "_" << m_runNumber; std::string longTitle = strs.str();

NodeContainer nodes; nodes.Create (m_nodeNumber);