New Geographical Routing Protocol for Three-Dimensional Flying Ad-Hoc Network Based on New Effective Transmission Range

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作者
Yajuan Cui,Hui Tian,Chenju Chen,Wei Ni,Hao Wu,Gaofeng Nie
出处
期刊:IEEE Transactions on Vehicular Technology [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:72 (12): 16135-16147 被引量:1
标识
DOI:10.1109/tvt.2023.3296082
摘要

Flying ad-hoc network (FANET) consisting of multiple unmanned aerial vehicles (UAVs) has the merits of rapid deployment, widespread coverage, and independence of infrastructure. Designing a reliable and robust routing protocol for FANET is essential and challenging. This article proposes a robust and reliable geographical routing protocol, named best-link and three-dimensional (3D) perimeter forwarding routing protocol (BLPR). Different from the existing studies based on a constant transmission range assumption, we propose a more practical metric of time-varying effective transmission range (ER). Considering the wireless channel propagation and the interference from other UAVs, the expression for ER is derived. Then, we propose a new best-link forwarding strategy, which selects the next-hop relay to forward data from a relay selection region specified by the ER being the radius. Furthermore, a routing recovery model, named 3D perimeter forwarding strategy, is designed to avoid local optima. Numerical experiments on the NS-3.29 platform demonstrate that the BLPR achieves significant performance gains over traditional 3D geographical routing algorithms and a state-of-the-art centralized routing protocol in terms of packet delivery ratio and throughput.
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