T E L KO M NIK A , V ol . 1 7 No. 6 Dec em be r   201 9 , p p. 31 75 ~ 31 82   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0 accr ed ited   F irst  Gr ad e b y K em en r istekdikti,  Decr ee  No: 2 1/E/ K P T /20 18   DOI:   10.12928/TE LK OM N IK A .v 1 7 i 6 . 13296      31 75       Rec ei v ed   A pril   11 20 1 9 ; R ev i s ed   J u l y  2 , 2 01 9 ; A c c ep t ed   J ul y   1 8 20 1 9   Int erf ace  pr ot oc ol d esi gn   a com mu nica tio n g ui de  fo r in do or  F A N E       B.O . S adiq * 1 ,   A.   T .   S ala w u d ee n 2 , Y A S h a’ aban 3 E .   A .   A d edo kun 4 ,  M .   B .   M u az u 5   1 - 5 Dep a r m e n o C o m p u te r E n g i n e e r i n g Ah m a d u  Be l l o  Un i v e rs i ty  Z a r i a   Nig e r i a   3 ,4 ,5 Dep a r m e n o f  El e c tri c a l  E n g i n e e r i n g Uni v e rs i ty  o Ha f r Al - Ba ti n S a u d i  Ara b i a   *C o rre s p o n d i n g  a u th o r,   e - m a i l :   b o s a d i q @ a b u . e d u . n g 1 ,   ta s a l a w u d e e n @ab u .e d u .n g 2 ,   y u s u fs h a a b a n @i e e e .o r g 3       Ab strac t   Th e   p re s e n a n d   th e   fu tu re   ro u ti n g   p ro to c o l s   i n   r e l a t i o n   t o   th e   h i g h   th ro u g h p u re q u i r e m e n t,   a d a p t i v i ty   t o   fa s t - c h a n g i n g   l i n k   to p o l o g y   a n d   s p e e d   m a k e s   th e   c h o i c e   o ro u t i n g   p r o to c o l   fo u n m a n n e d   a e ri a l   v e h i c l e   c o m m u n i c a ti o n   i m p o rta n t.   Du e   to   th i s   fa c t,   a n   e ff i c i e n ro u ti n g   p ro t o c o l   i s   h i g h l y   d e p e n d e n t   o n   th e   n a tu re   o th e   c o m m u n i c a ti o n   l i n k f l e x i b l e   s o l u ti o n   t h a p re s e n t s   th e s e   f e a tu r e s   i s   th e   u s e   o l i g h t   fi d e l i ty   a s   a   c o m m u n i c a t i o n   m e d i u m Th e r e fo re th i s   p a p e p re s e n ts   th e   d e s i g n   o a n   i n te rf a c e   p ro to c o l   f o r   i n d o o r   F l y i n g   Ad - h o c   Net wor k   s p e c i f i c   ro u t i n g   p r o to c o l   u s i n g   l i g h t   f i d e l i ty   a s   a   c o m m u n i c a t i o n   l i n k .     Th e   i n t e rfa c e   p ro t o c o l   g o v e rn s   c o m m u n i c a ti o n   whe n   UAV  m o v e   i n   a   s warm Th e   a rc h i t e c tu r e th e   s ta te   m a c h i n e   m o d e l  i s  d i s c u s s e d   i n   th i s  p a p e r.  Res u l t s   o t h e   d e s i g n   a re  v a l i d a t e d  v i a  s i m u l a ti o n   u s i n g   th e   NS3   i n  t e rm s   o p a c k e d e l i v e r y  ra t i o  a n d   th ro u g h p u t.     Key w ords FANET,   i n d o o r s p o rts   c o v e ra g e L i - Fi l i n k  v e l o c i ty  c o n n e c ti v i t y  a l g o r i th m UAV  s warm     Copy righ ©  2 0 1 9  Uni v e rsi t a s   Ahm a D a hl a n.  All  rig ht s  r e s e rve d .       1.  Int r o d u ctio n   T he   ter m   F A NE T   i s   v al i f or  m ul ti - UA V   s y s tem   tha f or m s   an   ad   ho c   ne t wor k   wi th   ea c oth er  [1 ].  It  di f f ers   f r o m   oth er  t y pe s   of   ad   h oc   n et w ork s   du to   i ts   i n he r e nt   c ha r ac ter i s ti c s   s uc as   the   d y n am i c   n a ture  of   no d es top ol og y   c ha ng e an d   s pe e [2 - 4].   S om o   the   a pp l i c at i on s   of   F A N E T   i r ec en ti m es   are,  bu n ot  l i m i ted   to  i nd o or  s po r ts   c ov erag a nd   m ed i r ep orti n g.  T he s ap pl i c ati on s   are  on l y   ac hi e v ab l us i ng   a ef f i c i en r ou ti n protoc o l .     T he   ef f i c i e nc y   of   t he   r ou t i n prot oc ol   i s   ba s e o the   t y p e   of   c om m un i c ati on   m ed i um   us ed   [5 - 9].  T he   m os pro m i ne nt  r ou t i ng   prot oc ol   us e i the   p as f or  F A NE T   i s   the   s tan da r A h oc     On - Dem an Di s tan c V ec tor  ( A O DV ) B u t,  as   the   u s of   F A NE T   i nc r ea s es m od i f i c ati on   to     the   s ta nd ard   A O D V   was   p r es en ted   b y   v ario us   r es ea r c he r s   wi th  v i e w   to   ac h i e v i ng   s ea m l es s   c o m m un i c ati on   f or  i nf orm a ti on   d i s s em i na ti o n.  A ex am pl of   s uc protoc ol   i s   th F A N E T   S pe c i f i c   Ro uti ng   P r oto c o l   ( F S RP )   [6] F S R P   i s   m od i f i c at i on   of   the   s tan d ard   A O DV   r o uti ng   protoc ol   f or  F l y i ng   Ad - hoc   Net w ork   ( F A NE T )   ap pl i c ati on s   on l y T he   no de s   i F A NE T   are  UA V s   an be s s u i te wi th   th F S RP   as   pres en ted   b y   t he   au t ho r s   i n   [6 ],  wh i l the   s tan d ard  A O D V   are  de s i g ne t be   us e w i t t he   Mo bi l A ho c   Net wor k   ( MA NE T ) T he   na ture  of   the   top ol og y   of  no de s   i F A N E T ba nd wi dt r eq u i r em en t,  f as t - c ha ng i n g   na tur of   the   l i nk   a m on gs oth ers   w h i c are  i nh ere nt  c ha r ac teri s ti c s   of   F A NE T   ac c ou nt ed   f or  t he   f ai l ure  of   th A O DV   wh en   a pp l i e to  F A NE T A s   s uc h,  f or  F A NE T   c o m m un i c ati on   t b ef f ec ti v e,  th au t ho r s   i [6]   d es i g ne d     r ou t i ng   prot oc ol   tha t   w i l l   ad dres s   th es F A NE T   i n he r en c ha r ac t eris ti c s   w i th  v i e w   to   ha v i ng   s ea m l es s   an ef f i c i en c o m m un i c ati on   be t wee no d es S i m i l ar  t th s tan da r d   A O DV   [7 10],  F S RP   a l s has   f ou r   t y p es   of   c on tr ol   pa c k ets   w hi c ar the   RR E Q RRE P RR E an H E LL O .   T he s e c on tr ol  p ac k ets  are m od i f i ed  i n t he  F S RP  to   ad dres s  th e req ui r em en t f or F A NE T   O the r   au t ho r s   s uc as   [ 8 10 h av a l s pres e nte wor k s   tha de v el o pe F A NE T   r ou ti n prot oc ol   i ord er  to  ad dres s   the   s h ortc om i ng s   of   the   A O DV   w h en   ap pl i ed   to  F A NE T None t he l es s the   pe c u l i ar i t y   of   the   wor k   of   [6]   as   c o m pa r ed   to  oth ers   i s   th at  t he   de v e l o pe d   protoc ol   i s   F A NE T   s pe c i f i c   an was   de s i gn e to  u s l i gh f i d el i t y   ( Li - F i )   as   t he   m ed i um   o c o m m un i c ati on T hi s   w as   be c au s of   th q ua l i t i es   the   L i - F i   as   c om m un i c ati on   m ed i um   po s s es s es   s uc as   di r e c ti on a l i t y   t ha r e du c es   t he   r ou t i n o v erhe ad hi gh   ba nd wi dt r eq ui r em en t,  s ec ur i t y   am on gs ot he r s   [1 1 - 16 ]   whi c h   m ak es   up   th c h arac teri s t i c s   of   an   ef f i c i en Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   1 7 ,  No 6 D ec em be r   2019 :   31 75 - 31 82   3176   F A NE T T hi s   i s   no t s a y   tha t he   prot oc ol   c an n ot  f un c ti on   w i t an o the r   c o m m un i c ati on     m ed i u m  [1 7 - 22].    F A NE T   i a i n do or   en v i r on m en f or  s po r a nd   m ed i c o v era ge   r eq u i r es   ef f i c i en c oo r di n ati on   an c ol l ab orat i on   d ue   to  i ts   s pe c i f i c   us ag e.  F or  i nd o or  s po r an m ed i c o v erag e,  c o m m un i c ati on   b et w e en   UA V   no de s   i s   ex p ec ted   t be   g ov erned   f or  ef f ec ti v i nf orm ati on   di s s em i na ti o n.  T he   ac tua l   s c en ario   of   F A NE T   i an   i nd oo r   e nv i r on m en t   f or  m e di a nd   s po r ts   c ov erag i s   t ha t   o ne   of   th n od es   on l y   h av the   p erm i s s i on   f or  i nf or m ati on   ac q ui s i t i on   a nd   a l l   oth er  no de s   c on n ec to  ea c oth er  to  s h are  the   c a ptu r ed   i nf orm ati on In  v i e w   of   thi s i nf orm ati on   di s s em i na ti o n,  as   w e l l   as   m ov e m en t,  s ho u l d   be   c oo r di n ate d S i nc t he   F A N E T   s pe c i f i c   r ou t i ng   protoc ol   us es   t he   L i - F i   as   c om m un i c ati on   m ed i um   an Li - F i   i s   a no t he r   f orm   o f   s op hi s ti c ate i nf r ared,  i t   c an   al s o   b em pl o y e f or  U A V   c oo r d i n ati o a nd   c ol l ab orati on   of   no de s Ho w e v er,   i order   to   ac hi ev t hi s t he r i s   a   ne ed   f or  a i nte r f ac protoc o l   d es i g term ed   Li nk   V e l oc i t y   Conn ec ti v i t y   A l go r i t hm   ( LV CA ) It  i s   a l s i m po r tan to  no te  tha t   the   L V CA   de s i gn   i t hi s   p ap er  i s   no de s i g ne d   f or  F A N E T   ap p l i c at i on s   on l y .   It  c a b ap pl i ed   to   V eh i c u l ar  Ad - hoc   Ne t wor k   ( V A N E T )  an d Un de r   W ate r   S en s or N et w ork s  ( U W S N)   T he r ef ore,  the   m ai o bj ec ti v of   t hi s   pa pe r   i s   t de s i gn   an   i n terf ac prot oc ol   th at  wi l l   go v ern  c om m un i c ati on   i n   i nd oo r   F A N E T   ( when   U A V   m ov i s w arm )   us i ng   l i gh t   f i de l i t y   as     c om m un i c ati o m ed i um .   In  order   to  ac h i e v th i s   ob j ec ti v e,  i ns i gh i nt the   w or k i ng   prin c i p l es   of   the   F S RP   i s   r eq ui r e a s   pres en ted   i [6]   a nd   [1 8] A s   s uc h,  the   s tat tr a ns i t i on   m od el   an   the   arc hi tec ture  of   the   F S RP   th at  w i l l   be   us e to  d e s i gn   th i n terf ac protoc o l   are  de p i c ted   i F i gu r es  1  an d 2 .   T he   s tat tr an s i t i o m od el   i s   be tte r   w a y   t u nd ers tan prot oc ol   at  l o w   l ev e l   of  ab s tr ac ti o n.  T hi s   i s   pres en t ed   i oth er  to  ai th f utu r i m pl em en tat i on   of   the   de s i gn   on   F i e l d   P r og r am m ab l G at A r r a y   ( F P G A ) T he   r em ai ni n a s pe c of   th p ap er  is   org an i z ed   as   f ol l o w s :   s ec ti on   pres en ts   th de s c r i pti on   of   the   ex i s ti n F S R P T he   de s c r i pti o of   the   i nte r f ac protoc ol   f or  the   F A N E T   an l i g ht  f i d el i t y   as   c om m un i c ati on   m ed i um   i s   pres en ted   i s ec t i on   3.   S ec t i on   pres en ts   th L V C A   A l g orit hm S ec ti on   pres e nts   a   di s c us s i on   of   the   r es ul ob ta i ne d.  T he   c on c l us i o n d r a wn f r om  th e res ul ts  i s  pres e nte d i s ec ti on  6.             F i gu r 1.  S tat e t r an s i ti on  m od e l     of  th e FS R P     F i gu r 2.  A r c hi tec t ure of  th e FS R P       2.  F S R P  D es c r ipt ion   In  F S R P th no d es   are  c ate go r i z e as   th c l i e nt  or  the   s erv er  tha ac ts   as   ei th er     the   s o urc n od e i nte r m ed i at no d or  th d es ti na t i on   no de .   T he   H E LL O   c o ntrol   pa c k et  i s   us ua l l y   f l oo d ed   on   the   n et w ork   w h en   the   s erv er  ne ed s   to  s e nd   c ap tur ed   p ac k et  to    a   d es ti n ati on   [23 - 25 ].   T he   RREQ  i n   th F S RP   i s   m o di f i ed   w i th   the   s en de r s   po s i ti o n,  v e l oc i t y   an c ap t ured  da ta  s i z e.  F o r   ea c of   the   HE L LO   RRE Q   m es s ag r ec ei v e d,  th de s ti n ati on   I P ,   po s i t i on   an v e l oc i t y   are   r ec orded   i t he   r ou t i ng   ta bl e.  B as ed   o t hi s   i n f orm ati on the   s erv er  de term i ne s   the   i nt erm ed i ate   p ee r s It  c om m un i c ate s   an   RR E P   m es s ag b y   c on ne c ti ng     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       Int erfac protoc o l  d es i g n:  a  c om mu ni c at i o n g u i d e f or  i n do or F A NE T   ( B.   O S ad i q )   3177   the   i m m ed i ate   pe ers   us i n the   r ec e i v ed   ne i gh b or  U A V   i nf orm ati on T hi s   prev en ts   l i nk   break ag an r o ute .   Ho wev er,  an   RRER  m es s ag w i l l   be   tr i gg ered  i f   th d es ti n ati on   IP   a dd r es s es     are un r e ac ha b l e.   T he   F S RP   i s   d ata   an t i m ed   c on tr ol l e r o uti ng   prot oc ol   t ha t   de pe n ds   on   th s i z of  the   c ap tur ed   da ta  an th v e l oc i t y   of   the   no de s   t es tab l i s c on ne c ti on   f or  i nf or m ati on   s ha r i ng I us es   t w t y pe s   of   m e m ory   whi c are  t he   c ac he   f or  the   r ou ti ng   u pd at e s   an the   m ai n   m e m o r y   f or  s tori n th c ap tured  da ta   c on te nt  t b ex c ha ng e d.  T he   pro toc ol   de s i gn   i ntrod uc ed   m i ni m u m   s ep arati on   di s t an c d mi n   whi c i s   th i ni ti a l   s ep arati on   di s ta nc b et ween   no d es   an s ho ul be   m ai nta i ne d   thr ou gh ou t   the   op erati on   t i m of   th U A V T hi s   i s   o n of   the   m os t   i m po r tan p aram ete r s   tha t   c on s ti t ute   th f orm ul ati o of   t he   i n terf ac prot oc ol .   T he   L i - F i   tr an s c ei v er  c i r c ui tr y   i s   the   c o m m un i c ati on   m ed i um   f o r   al l   proc es s es   to  oc c ur.  T he   s i m ul ati o pa r am ete r s   us ed   to   s i m ul at th F S R P   i s   pr es e nte i n   T ab l 1 T he s p aram ete r s   wi l l   b us e d   i s i m ul at i ng   the   F S R P   wi th  th de v e l o pe d   L V CA   al go r i thm   wi th  v i e w   to   be nc hm ar k i ng   i ts   i m prov em en ts  ag ai ns the  c on v en t i on al  F S R P .       T ab l e 1 .   F S R P  S i m ul ati o P aram ete r s   S i m u la t ion   P a r a m e t e r   V a lue s   N u m b e r   o f   U A V s   3   S i m u la t ion   f li g h t   a r e a   1 0 0 x 1 0 0   m 2   Total  s i m u lat ion   t i me   3 6 0 s e c s   S p e e d   o f   U A V s   2 0 m/ s   S iz e   o f   d a t a   c a p t u r e   t o   e s t a b l is h   a   c o n n e c t ion   5 M B   Ti m e   in  a n   id le  p o s it ion   6 0 s e c s   Tr a n s p o r t   p r o t o c o l   UDP       3.  Int er f a ce   P r o t o col  Desi g n :  T h e LV C A   T he   LV CA   d ev el o i t hi s   pa pe r   go v erns   th c om m un i c ati on   be t ween   t he   F S RP   protoc ol   a nd   th tr an s c ei v e r   c i r c ui t   as   wel l   as   r e du c i n g   the   i m pa c of   l i nk   f ai l ure   du to   t he   c r as of   r an do m l y   m ov i ng   no d e s   to  the   ba r es m i ni m u m .   T he r eb y f un c ti on i n as   an   i nt erv eh i c l c o m m un i c ati on   s y s tem   as   de p i c ted   i F i gu r 3.  F i gu r s ho w s   t he   b l oc k   di ag r a m   of   the   LV C A .   Due  to   th i s   f ac t,   th LV C A   i s   f un c t i on i ng   as   an   i nte r v eh i c l c om m un i c ati o s y s t em the   L V C A   m a k e s   us of   an   ac c e l erat i on   an d   de c e l era ti o m od el   as s oc i ate d   wi th   a   s p ee c h an g i ng   c y c l es   whi c are:   -   S tart: U A V s  be gi ns   a m ov e m en   -   S top : U A V s  i n a  s t ati c  p os i t i on     -   S l o w do wn:  UA V s  i n  m oti on  de c r ea s e s pe e   -   S pe ed  u p:  U A V s  i n m oti on  i nc r ea s e s pe e d   -   Chan ge  d i r ec ti on : r ota t e c l o c k w i s or ant i c l oc k w i s e           F i gu r 3.  L V C A   b l oc k  di ag r am       In  order   to  ac h i e v th i s t he   i n i ti al   s pe ed s   an f i na l   s pe ed s   du r i ng   ac c el erati o an de c el erati on   are  t he   k e y   i n f or m ati on   r eq ui r ed   b y   the   L V CA T hi s   is   ex pe c ted   to  b s up pl i e b y   the  on bo ard   v e l oc i t y   s en s o r s In  the   LV C A the   ef f ec of   m ov e m en of   the   no de s   i s   de pe n de nt  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   1 7 ,  No 6 D ec em be r   2019 :   31 75 - 31 82   3178   on   th di s t an c b et w e en   the   n ei g hb or   no d ( nj )   an no d ( ni ) T r ea l i z t hi s di s ta nc s en s i ti v i t y   f un c ti on   ( ds f )   i s   i ntrodu c e d.  T he   di s tan c s en s i t i v i t y   f un c t i on   ( β )   c on tr ol s   the   v e l oc i t y   c ha ng b y   n av i ga ti n be t ween   th s pe e c ha ng i n g   c y c l es   ( s top pi n g,  i nc r ea s i ng   or  r ed uc i ng   s pe ed s ) T he r ef ore,  β  i s   th pro du c of   tr i gg er  f un c t i on   de no t ed   as   α   an c h a ng e   i n   t i m as   pres en te d i n t h e f ol l o w i ng   e x pres s i on :     = Δ   ( 1)     where   β  i s  t he   di s ta nc e s en s i ti v i t y  f un c ti on   a nd   α  i s  th tr i gg er f un c t i on .   T hi s   s pe ed   c h an gi n c y c l e   i s   on l y   ac h i e v a bl e   i f   a nd   on l y   i f       1.  T he   c ha r ac teri s t i c s   o the   LV CA   are  as   de pi c te i F i g ure  4.   T he   ex pres s i o ns   r eq ui r ed   t c al c ul ate   th di s tan c a nd   v e l oc i t y   be t ween   th no d e s   are  pres en te i n   [6 ,   10 ] T he r ef ore,  the   d ec a y   v el oc i t y   c an   be   ge ne r ate d  us i n g:     1 = ( 1 )   ( 2)     where 1   i s  th e d ec a y e v e l o c i t y ; t hi s   i s  s ati s f i ed   i f   < 1       i s  th e  ac tua l   v e l oc i t y   i whi c h t he  U A V s  are m ov i n g     i s  th e  di s t an c e s en s i ti v i t y  f un c ti o n.    Ho w e v er,  i th i s   pa p er,  the   di s tan c s e ns i t i v i t y   f un c t i on   w as   s et  t 0.5   s t ha t he   de c a y   v e l oc i t y   wi l l   b 1 0m /s   an the   ac tua l   v e l oc i t y   of   2 0 m / s .   T he   i ni t i al   s ep ara ti o n   di s ta nc ( d mi n   as   pres en te i [ 1]  c an   b s ati s f i ed   at  t he   i ni ti a l   d ep l o y m en of   the   no de s   o the   n et w ork .     T he   s m al l er  the   di s tan c s en s i t i v i t y   f un c ti on th l o ng er  i wi l l   tak to  att ai v e l oc i t y   c l os to  z ero.  H en c e,  f or  the   c on c e pt  to  be   de v e l op ed   c om pl e tel y i i s   ne c es s ar y   t ha th as s um pti on     of   the   i nf orm ati on   ab o ut  t he   c o nf i ne d   are i n   w h i c h   the   U A V s   are   i n   o pe r at i o are   a l r ea d y   ob ta i ne us i n t he   G P S o nb oa r v e l oc i t y   an d   d i s pl ac em en es ti m ato r s T he r ef or e,  t he   po s i t i o n   of   tw U A V s   i t he   c on f i n ed   area  ar ( x 1, y 1 )   an ( x 2, y 2 ) m ov i ng   a s pe e ds   V 1   an V 2   i 1     and  2   di r ec t i on s .           F i gu r 4.  L V C A  c ha r ac t eris ti c s       3.1.  L V C A  O p e r atio n   S eq u ence   T he   s eq ue nc of  th e L V C A  i s  pres en t ed   as  f ol l o w s :   a.   Inputs :   d i s tan c e,   s pe ed ,   a nd   po s i t i o / t hi s   is   the   r e qu i r e i n pu t   th at  i s   f ed   i nt t he   LV CA .   T he   up da tes   of   th s p ee d   an po s i t i o ar ex p ec ted   t be   r ec ei v ed   b y   th o nb o ard  s en s ors   an d t he   di s ta nc e b e t w e en  t he  U A V s  are  es ti m ate d a s   pres en te d i n (3) :     ( , ) = ( 2 1 ) 2 + ( 2 1 ) 2 + ( 2 1 ) 2   ( 3 )     w he r e   D( x , y )   i s  th e d i s tan c e b et wee n t w o  no de s  a nd  x , y , z  are  the  c o ordi na t es .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       Int erfac protoc o l  d es i g n:  a  c om mu ni c at i o n g u i d e f or  i n do or F A NE T   ( B.   O S ad i q )   3179   b.   Com pu ted   D i s tan c e :   T he   di s t an c be i ng   c om pu ted   i s   us ed   f or  three   s pe c i al   c as es ,     whi c are:   -   UA V  s top s .   -   UA V  m oti on : (a )  i nc r ea s i n  s pe ed   an d  ( b the  de c r ea s e i n  s pe e d.   -   Di r ec ti o n c ha nge .   T he   i nc r ea s a nd   de c r ea s e   i s p ee d   are  us ed   to  en s ur tha th d i s tan c e   be t w ee the   no de s   is   greate r  t ha n   d mi n   as  pres en t ed  i n t h e l og i c  di ag r am  i n Fi gu r e 5 .           F i gu r 5.  L og i c  di ag r am  of  t he  L V C A       3.2.  L V C A   A lgo r it h m   a.   If   c ap tured  da t m atc he s   m ov em en v el oc i t y s t ore   al l   es ti m ate v al ue s   ob t ai n ed   us i n   the   o nb oa r s e ns ors   i the   c ac he E l s e,   ac ti v a te  s p e ed   c ha ng i ng   c y c l e   an r ed uc c urr en t   v e l oc i t y  t o t h e d ec a y e v el oc i t y  c om pu ted  us i ng  ( 2) .   b.   If   ( , ) = m in   war ni ng   m es s ag s ho u l be   i s s ue whi c i s   d i s pl a y e as   m es s ag e,  thu s   c o m pu t i n the   d ec a y e v e l oc i t y   us i ng   ( 2).  T he   UA V   s ho u l r ed uc s pe e or  tur b y   π /2  i ap pro ac hi n a a a ng l of   90 0   w h i l s t   ex c ha n gi n g   i nf orm ati on T hi s   i s   be c au s e     the  L V C A  i s  c o n s i de r i ng  on l y   pe r pe nd i c ul ar i n ters ec ti o ns .   c.   If   ( , ) < m in   be t ween   t wo  or  m ore  UA V s c om pu te  the   de c a y e v e l oc i t y   us i ng   ( 2).    T he  UA V  s h ou l d red uc e s p ee whi l s t i nf or m ati on   i s  ex c ha ng e d.   d.   If   ( , ) m in   ex c ha n ge   i nf orm ati on   w i t ho ut  ac ti v at i ng  th e  s pe e d c ha ng i n g c y c l e.   e.   G oto  ( 1) to  r ep e at  th e c y c l e .   f.   T he   LV C A   w as   s i m ul ate d   wi th   th F S R P   r o uti ng   prot oc ol   i n   th NS as   an   a dd i ti on al   s c r i pt  w r i tte n  f or the  r ou ti ng  pro to c ol .       4.  Re sult  and  Di sc u ss ion s   T he   s i m ul ati on   p aram ete r s   us ed   are   pres en ted   i T a bl 1.  D urin g   the   s i m ul ati o ti m e,     tot a l   of   11 90   pa c k ets   w e r s en an 1 15 p ac k ets   wer r ec ei v ed whi c am ou nts   to  96 . 81 %   pa c k et  de l i v er y   r at i as   d ep i c te i F i g ure  6.  In  t he   s i m ul ati on   of   the   F S R P   a l o n e,  th tot al   pa c k ets   s en o v er   ti m w er 1 19 0   p ac k ets   an 11 4 pa c k ets   w ere   r ec e i v ed .   T hi s   am ou nte to  96 .1 3% p ac k et  de l i v er y  r at i o a s  de pi c te d i n Fi gu r 7.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   1 7 ,  No 6 D ec em be r   2019 :   31 75 - 31 82   3180       F i gu r 6 .   O ut pu r es u l of  s i m ul ati ng   t he  F S RP   w i t h t h e  de v el op e d L V C A           F i gu r 7 .   O ut pu r es u l of  s i m ul ati ng   t he  F S RP   w i t ho u the  d ev el op e d L V C A       Com pa r i ng   th r es ul ts   of   the   F S RP   al on an t ha of   F S R P   wi th  the   LV C A ,     p erc en ta ge   i m prov em en of   0.6 5%  was   r ec ord e d.  F i gu r e   8   d ep i c ts   th c o m pa r i s on   of    the   r es ul ts   ob t ai n ed .   T he   o bta i n ed   thr ou g hp ut   v a l ue s   of   the   LV CA   w i th  the   r ou ti n pro toc ol   are   f ou nd   to  f l uc tu ate   be t wee 74 2   k bp s   an 7 55   k bp s   as   i nf or m ati on   i s   be i ng   ex c ha ng e o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       Int erfac protoc o l  d es i g n:  a  c om mu ni c at i o n g u i d e f or  i n do or F A NE T   ( B.   O S ad i q )   3181   the   n et wor k   as   pres en ted   i F i g ure  9 T hi s   i s   t he   s am as   th at  ob ta i n ed   whi l us i ng   the   F S R P   al o ne T he   c o ordi na t i o a n c ol l a bo r at i on   be t w ee no de s   are   no ti c ed   i t he   ge n e r ate po s i t i o ns   b y  t he   ne t wor k  s i m ul ato r .   T he   s i gn i f i c an c e   of   the   pl ot   of   the   t hrou gh p ut  a ga i ns t i m i s   tha i s h o w s   ho p ac k ets   be ha v e   o th n et wor k It  c an   be   s ee th at  as   no de s   j oi n   or   l ea v e   the   n et w ork the   v ar i at i on   i n   throug hp u i s   f l at l i n ed T hi s   m ea ns   tha t he   d ata   ex c ha ng w i l l   be   s uc c e s s f ul   am on gs c o m m un i c ati ng  UA V s .           F i gu r 8.  P erf or m an c e o f  FSRP  an d FS R P + L V CA           F i gu r 9.  P l o t o f  th r ou gh p ut  ag a i ns t t i m e       4.  Co n clus ion   T he   ai m   of   thi s   pa pe r   whi c w as   to  d ev el op   an   i nt e r f ac protoc ol   r ef err ed   to  the   l i nk   v e l oc i t y   c on ne c ti v i t y   al go r i t hm   ( LV CA )   f or   Li - F i   ba s e i n do or  F A NE T s   ha s   be e l arg el y   m et.     T he   i nte r f ac protoc ol   e ns ured  c oo r d i na t ed   m ov e m en an i nf orm ati on   s ha r i ng   b et ween     no de s   an d   r ec orded   an   i m prov em en of   0.6 5%  as   c o m pa r ed   to  w he us i ng   t he   F S RP   a l on e.     A s   s uc h,  f urther  w ork s   w i l l   c on s i de r   i m pl em en ti ng   th F S RP   wi th  th LV C A   on   an   F P G A   f or  r ea l - l i f e a pp l i c ati on s       A c kno w ledg men t     T hi s   r es ea r c w ork   wa s   s po ns ore b y   th T erti ar y   E du c at i o T r us f un d   ( T E T F UND)   Ins ti tu ti o B as ed   Res ea r c ( IB R)   20 19 un d er  grant   no D A P M/T E T F UND/01/ 12   of   A hm ad B el l Un i v ers i t y  Z aria .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   1 7 ,  No 6 D ec em be r   2019 :   31 75 - 31 82   3182   Ref er en ce s   [1   Be k m e z c i   I,   S a h i n g o z   O K,   T e m e l   Ş Fl y i n g   a d - h o c   n e tw o rk s   (FANET s ):   s u rv e y Ad - Ho c   Net wor k s   El s e v i e r .  2 0 1 3 11 (3 ) 1254 - 1 2 7 0 .   [2   G ö k to ǧ a n   A H S u k k a ri e h   S.   Dis tri b u te d   s i m u l a t i o n   a n d   m i d d l e w a re   fo r   n e tw o rk e d   UAS   Unm a n n e d   Ai rc ra ft  Sy s te m s .   S p ri n g e r 2 0 0 8 :   3 3 1 - 3 5 7 .   [3   G u p ta   L J a i n   R,  Va s z k u n   G Su rv e y   o Im p o rt  Is s u e s   i n   UAV  Com m u n i c a ti o n   Net w o rk s IEEE   Com m u n i c a ti o n s  Su rv e y s  &  T u to ri a l s .  2 0 1 6 18 (2 ) :   1123 - 1 1 5 2 .   [4   J a i n   A Bu k s h   B.  S o l u t i o n s   f o Se c u r e   Rou t i n g   i n   M o b i l e   Ad - Hoc   Net w o rk   (M ANE T ):  Su rv e y Im p e ri a l   J o u r n a l  o I n te rd i s c i p l i n a ry  Re s e a r c h .  2 0 1 6 2 ( 4 ) :   1 - 8.   [5   Ka u S.   M o d i fi e d   Ap p ro a c h   o f   DSD Pro t o c o l   f o F l y i n g   Ad - Ho c   Net w o rk s J o u r n a l   o Net wor k   Com m u n i c a ti o n s  a n d  Em e rg i n g  T e c h n o l o g i e s  ( J NC ET) .   2 0 1 7 ;   6 (5 ) :  1 0 3 - 106 .   [6   Sa d i q   BO Ad e d o k u n   AE ,   M u a z u   MB ,   Sh a a b a n   YA Sp e c i f i c   Rou ti n g   Pr o to c o l   fo r   Fl y i n g   A d h o c   Net w o rk .   TEL KO M NIKA Te l e c o m m u n i c a t i o n  Co m p u ti n g  El e c tro n i c s   a n d  Co n tro l .   2 0 1 8 ;   1 6 ( 2 ) :   606 - 617 .   [7   Pe rk i n s   C Be l d i n g   Roy e r   E Das   S Net w o rk   w o rk i n g   g ro u p   " Ad   h o c   O n - Dem a n d   Di s ta n c e   Ve c to r   (AO DV) Rou ti n g RFC  3 5 6 1 .   J u l y  2 0 0 3 .   [8   Sh a rm a   P,  Y a rd a v   I.   I m p ro v i n g   Rea c ti v e   G re e d y   Rea c ti v e   Rou ti n g   i n   Fl y i n g   a d   Hoc   Net w o rk s .   In te rn a ti o n a l   J o u rn a l   o f   Sc i e n c e En g i n e e ri n g   a n d   T e c h n o l o g y   R e s e a rc h   (IJ SE TR ) .   2 0 1 6 ;     1 (5 ) :   2 2 7 6 - 2 2 8 1 .   [9   Zh e n g   Z,   Sa n g a i a h   A W a n g   T Ad a p ti v e   Co m m u n i c a ti o n   P ro to c o l s   i n   Fl y i n g   a d   H o c   Ne t w o rk s IEEE   Com m u n i c a ti o n  M a g a z i n e .   2 0 1 8 ;   5 6 ( 1 ):   1 3 6 - 1 4 2 .   [1 0   G a n k h u y a g   G Sh r e s t h a   AP,  Y o o   SJ Rob u s a n d   Re l i a b l e   Pre d i c ti v e   Rou t i n g   Str a te g y   fo Fl y i n g   Ad - Hoc  Ne tw o rk s IEEE  Ac c e s s 2 0 1 7 5 (1 ) :   643 - 654 .   [1 1   J a d h a v   P,  Kh a ti b   S,  M a n e K Dat a   T ra n s m i s s i o n   T h ro u g h   LI - FI I n te rn a ti o n a l   R e s e a rc h   J o u rn a l   o f   En g i n e e ri n g  a n d  T e c h n o l o g y  (I RJ ET ) 2 0 1 7 4 (2 ):   1751 - 1 7 5 4 .   [1 2   Ka ru n a t i l a k a   D,  Z a fa F,   K a l a v a l l y   V,  Pa rth i b a n   R.  L ED - B a s e d   I n d o o V i s i b l e   L i g h Co m m u n i c a t i o n s :   Sta te  o f  t h e  Art IEEE  Com m u n i c a ti o n   Su rv e y s  &  Tu to ri a l s 2 0 1 5 17 (0 3 ) :   1 6 4 9 - 1 6 7 7 .   [1 3   Kh a n d a l   D J a i n   S.  L i - F i   (L i g h F i d e l i ty ):  “T h e   Fu tu re   T e c h n o l o g y   i n   W i re l e s s   Co m m u n i c a t i o n In te rn a ti o n a l   J o u r n a l   o I n fo rm a ti o n  &  Com p u ta t i o n   Te c h n o l o g y 2 0 1 4 ;   4 (1 6 ) 1 - 7.   [1 4   Pa th a k   PH,   Fe n g   X Hu   P,  M o h a p a tra   P.   Vi s i b l e   L i g h C o m m u n i c a t i o n ,   Net w o rk i n g a n d   Se n s i n g :     Su rv e y .   Po te n t i a l   a n d   Ch a l l e n g e s IEEE  C o m m u n i c a t i o n s   S u rv e y s   Tu to ri a l s .   2 0 1 5 17 (4 ) :     2047 - 2 0 7 7 .   [1 5   Ras h m i   T Raj a l a x m i   R,  Ba l a j i   VR Pro to ty p e   M o d e l   o Li - Fi   T e c h n o l o g y   u s i n g   Vi s i b l e   L i g h t   Com m u n i c a ti o n In te r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   El e c tri c a l Com p u ti n g   En g i n e e ri n g a n d   C o m m u n i c a t i o n 2 0 1 5 1 (4 ) :   1 - 5.   [1 6   Sa ro h a   V,  M e h ta   R.   Net w o rk   Se c u ri ty “L i - Fi :   Dat a   O n   l i g h I n s te a d   o O n l i n e I n te rn a ti o n a l   J o u rn a l   o f   En g i n e e ri n g  a n d  Co m p u te r Sc i e n c e 2 0 1 4 3 ( 1 ) :   3 6 8 1 - 3 6 8 8 .   [1 7   Ze n g   Y Zh a n g   R,  L i m   T J W i r e l e s s   c o m m u n i c a ti o n s   w i th   u n m a n n e d   a e ri a l   v e h i c l e s :   o p p o r tu n i t i e s   a n d   c h a l l e n g e s IEEE  Com m u n i c a t i o n s  M a g a z i n e 2 0 1 6 54 (5 ) :   36 - 42.   [1 8   Sa d i q   BO Ad e d o k u n   EA,  M u ' a z u   M B,  Sh a ' a b a n   Y A.  O n   t h e   Is s u e s   o Com m u n i c a ti o n   i n   FANET   L i g h F i d e l i ty   Ba s e d   Ap p ro a c h .   i - m a n a g e r' s   J o u rn a l   o n   Wi re l e s s   Com m u n i c a t i o n   Net work s 2 018 ;   7 (3 ) 10 - 18.   [1 9   T ro p e a   M Sa n ta m a ri a   A F,   D e   Ran g o   F,   Po tri n o   G .   R e a c ti v e   F l o o d i n g   v e rs u s   L i n k   Sta te   Rou ti n g   f o r   FANET  i n   Pre c i s i o n   Ag r i c u l tu re 16 th   IEEE   An n u a l   Co n s u m e C o m m u n i c a t i o n s   &   Net w o rk i n g   Con fe re n c e  (CCN C) 2 0 1 9 :   1 - 6.   [2 0   De  Ran g o   F,   P o tri n o   G ,   T ro p e a   F,   Sa n ta m a r i a   AF,   Fa z i o   P Sc a l a b l e   a n d   l i g t h w a y   b i o - i n s p i re d   c o o rd i n a t i o n   p ro t o c o l   fo r   F ANET   i n   p re c i s i o n   a g ri c u l t u re   a p p l i c a ti o n s .   Com p u t e El e c tr i c a l   En g i n e e ri n g .   2 0 1 9 ;   74 :   305 - 3 1 8 .   [2 1   Ze n g   B ,   So n g   T An   L D u a l - An t e n n a   Col l a b o ra ti v e   Co m m u n i c a ti o n   Str a te g y   f o F l y i n g   Ad   Hoc   Net w o rk s IEEE  Com m u n i c a ti o n s   L e tt e r s 2 0 1 9 2 3 ( 5 ) :   9 1 3 - 917 .   [2 2   Ulk u   EE,  Dog a n   B,  Dem i O ,   Be k m e z c i   I Sh a r i n g   L o c a t i o n   In fo r m a ti o n   i n   M u l ti - UAV  Sy s te m s   b y   Com m o n   Cha n n e l   M u l ti - T o k e n   Cir c u l a t i o n   M e th o d   i n   FANET s El e c tr o n i k a   IR   El e k tro t e c n i k a .   2019 ;   2 5 (1 ) :   66 - 7 1 .   [2 3   M a h m u d   I Cho   Y Z .   Ad a p ti v e   Hel l o   In t e rv a l   i n   FANET   Rou ti n g   Pro to c o l s   f o G re e n   U AVs IEEE   Ac c e s s .  2 0 1 9 7 :   6 3 0 0 4 - 6 3 0 1 5 .   [2 4   Q i  X G u   X Zh a n g  Q, Y a n g  Z .   A L i n k - Pre d i c ti o n  Ba s e d  M u l ti - CD Ss  Sc h e d u l i n g  M e c h a n i s m   fo r F ANET   To p o l o g y   M a i n te n a n c e .   I n te r n a ti o n a l   Con f e re n c e   o n   W i r e l e s s   a n d   Sa te l l i te   Sy s te m s   Sp ri n g e r .     2019 :   587 - 601.   [2 5   Creț u   A,  Av ra m   C,   Rad u   D,   Pa rre i n   B,   ti l e a n   A,   Dom u ța   C H e a l t h   I n fo rm a ti o n   E x c h a n g e   f o r   M a n a g e m e n o Di s a s te Vi c t i m s   Us i n g   FANET 6 th   I n te rn a ti o n a l   Co n fe re n c e   o n   A d v a n c e m e n t s   o f   M e d i c i n e  a n d  He a l th  Ca r e  t h r o u g h  T e c h n o l o g y Sp ri n g e r .   2 0 1 8 :   2 0 1 - 2 0 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.