| dc.contributor | Alsina, Pablo Javier | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/3653597363789712 | |
| dc.contributor | Venâncio Neto, Augusto José | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/1467664612924239 | |
| dc.contributor | Viegas, Carlos Manuel Dias | |
| dc.contributor | https://orcid.org/0000-0001-5061-7242 | |
| dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/3134700668982522 | |
| dc.contributor | Silva, Helber Wagner da | |
| dc.contributor | Oliveira, Tadeu Ferreira | |
| dc.creator | Pereira, Diego da Silva | |
| dc.date | 2023-08-18T21:22:54Z | |
| dc.date | 2023-08-18T21:22:54Z | |
| dc.date | 2023-04-14 | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-04T12:28:58Z | |
| dc.date.available | 2023-09-04T12:28:58Z | |
| dc.identifier | PEREIRA, Diego da Silva. Rede Multi-VANT softwarizada e resiliente aplicada à varredura de área de impacto de foguetes. Orientador: Pablo Javier Alsina. 2023. 127f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. | |
| dc.identifier | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54547 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8600944 | |
| dc.description | The procedure of scanning the probable impact area is a mandatory step in
the pre-launch phase of any rocket. The objective is to restrict the presence of
unauthorized vessels, avoiding possible accidents and, consequently, preserving human
lives. Considering the high operational cost of this procedure, usually carried out by
a P-95 aircraft, the SpaceVANT II project proposed the execution of area scanning
by a fleet of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) which, acting cooperatively, have the
capacity to execute the mission with lower cost and operational complexity. In this
context, it is essential to create a communication network capable of guaranteeing the
exchange of information between the aircraft that make up the system. One of the
most used alternatives to provide this communication network is mobile ad hoc network
protocols (MANET) adapted for flying ad hoc networks (FANET). However, managing
the dynamic behavior of this type of network in order to minimize disconnections and
enable the necessary conditions for the functioning of onboard applications is not trivial
and has encountered limitations in the adopted solutions. In this perspective, this thesis
proposed a management based on the concept of Software Defined Networking (SDN)
called SD-FANET. Modeled in a distributed and hierarchical architecture, the SD-FANET
control plane allows centralized management and assigns the controller the ability to
program switches, changing data forwarding from a holistic view of the network. The
SDN approach allows the use of different path selection algorithms, which adds more
flexibility and improvement to the forwarding process. To validate the proposed solution,
experiments were carried out in the emulated environment provided by Mininet-Wifi and
a proof of concept based on a prototype using a communication protocol developed
to enable the transmission of images in ZigBee communication links embedded in
DJI Phantom 3 Standard drones. The results showed that the throughput obtained by
SD-FANET was 22.2% superior to the MANET protocols and 5.4% in relation to the
other SDN controller. As the resilience mechanisms, it was observed that the average
recovery time was about 1.5 s. | |
| dc.description | O procedimento de varredura de área da provável região de impacto é uma etapa
obrigatória da fase de pré-lançamento de qualquer foguete. O objetivo é coibir a presença
de embarcações não autorizadas, evitando eventuais acidentes e, consequentemente,
a preservação de vidas humanas. Considerando o alto custo operacional desse
procedimento, normalmente executado por uma aeronave P-95, o projeto SpaceVANT II
propôs a execução da varredura de área a partir de uma frota de Veículos Aéreos
Não Tripulados (VANTs) que, atuando de forma cooperativa, tem a capacidade de
executar a missão com menor custo e complexidade operacional. Nesse contexto, é
fundamental a constituição de uma rede de comunicação apta a assegurar a troca de
informações entre as aeronaves que integram o sistema. Uma das alternativas mais
utilizadas para prover essa rede de comunicação é a utilização de procolos de redes ad
hoc móveis (MANET) adaptados para redes ad hoc aéreas (FANET). Contudo, gerenciar
o comportamento dinâmico desse tipo de rede com o objetivo de minimizar desconexões
e viabilizar as condições necessárias para o funcionamento das aplicações embarcadas
nas aeronaves não é trivial e tem encontrado limitações nas soluções adotadas. Nessa
perspectiva, esta tese propôs um gerenciamento baseado no conceito de Redes Definidas
por Software (Software-Defined Networking - SDN) chamado SD-FANET. Modelado
em uma arquitetura distribuída e hierárquica, o plano de controle SD-FANET permite
um gerenciamento centralizado e atribui ao controlador a capacidade de programar os
comutadores, alterando o encaminhamento dos dados a partir de uma visão holística da
rede softwarizada. A abordagem SDN permite a utilização de diferentes algoritmos de
seleção de caminhos, que agrega mais flexibilidade e aprimoramento ao processo de
encaminhamento. Para validação da solução proposta foram realizados experimentos
no ambiente emulado provido pelo Mininet-Wifi e uma prova de conceito a partir de
uma prototipação utilizando um protocolo de comunicação desenvolvido para viabilizar a
transmissão de imagens em enlaces de comunicação ZigBee embarcados em drones DJI
Phanton 3 Standard. Os resultados mostraram que o throughput obtido pelo SD-FANET
foi 22,2% superior aos protocolos MANET e 5,4% em relação a outra abordagem baseada
em SDN. Quanto ao mecanismo de resiliência, observou-se que o tempo médio de
recuperação foi de, aproximadamente, 1,5 s. | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | pt_BR | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | |
| dc.publisher | Brasil | |
| dc.publisher | UFRN | |
| dc.publisher | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E DE COMPUTAÇÃO | |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.subject | Rede softwarizada | |
| dc.subject | FANET | |
| dc.subject | SD-FANET | |
| dc.subject | Seleção de caminhos | |
| dc.subject | Resiliência | |
| dc.subject | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | |
| dc.title | Rede Multi-VANT softwarizada e resiliente aplicada à varredura de área de impacto de foguetes | |
| dc.type | doctoralThesis | |
