I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   11 ,   No .   5 Octo b er   2 0 2 1 ,   p p .   4 4 0 3 ~ 4 4 1 2   I SS N:  2 0 8 8 - 8 7 0 8 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / ijece . v 1 1 i 5 . pp 4 4 0 3 - 4 4 1 2          4403       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   ASR - FANET:  An   a da ptive SDN - ba sed ro uting  frame wo rk f o FANET       Ala a   T a im a   Albu - Sa lih 1 H a y der  Ay a d K hu dh a ir 2   1 M in istr y   o f   Ed u c a ti o n ,   G e n e ra Dire c to ra te fo Ed u c a ti o n   i n   Al - Q a d isiy a h ,   Ira q   2 M in istr y   o f   Ed u c a ti o n ,   G e n e ra Dire c to ra te fo Ed u c a ti o n   i n   Al - N a jaf Al - As h ra f,   Ira q       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   14 ,   2 0 20   R ev is ed   Mar   2 0 ,   2 0 21   Acc ep ted   Ap r   5 ,   2 0 21       F ly i n g   a d   h o c   n e two rk   (F AN ET is  wi d e ly   u se d   i n   m a n y   m il it a ry ,   c o m m e rc ial  a n d   c iv il ian   a p p l ica ti o n s.  Co m p a re d   with   m o b il e   a d h o c   n e two rk   (M AN ET a n d   v e h icu lar  a d   h o c   n e two rk   (VA NET) ,   F AN ET   h o ld u n i q u e   c h a ra c teristics   su c h   a h i g h   m o b i l it y ,   in term it ten li n k s   a n d   fre q u e n to p o l o g y   c h a n g e s,  wh ich   c a u se   a   c h a ll e n g i n g   tas k   i n   th e   d e si g n   o ro u ti n g   p ro to c o ls.  A   n o v e l   a d a p ti v e   so ftwa re   d e fi n e d   n e two rk i n g   (S DN ) - b a se d   r o u t in g   fra m e wo rk   fo F AN ET   c a ll e d   ASR - F AN ET   i p ro p o se d   i n   th is   a rti c le  to   so lv e   th e   a b o v e   c h a ll e n g e s.  T h e   ASR - F AN ET   fra m e wo rk   is  m a in l y   c o m p o se d   o t h re e   imp o rtan t   p a rts,   wh ich   a re   t h e   to p o l o g y   d isc o v e r y   m e c h a n is m ,   sta ti stics   g a th e rin g   m e c h a n ism   a n d   ro u t e   c o m p u tati o n   m e c h a n ism .   In   to p o lo g y   d isc o v e ry   m e c h a n ism ,   t h e   p e rio d ic  i n fo rm a ti o n   a b o u n e two r k   t o p o lo g y   is   c o ll e c ted ,   i n c lu d in g   n o d e a n d   li n k s.   In   sta ti stics   g a th e rin g   m e c h a n ism ,   th e   sta tu o f   th e   wire les n e two r k   c o n n e c ti o n   a n d   fli g h sta ti stics   a re   c o ll e c ted .   In   ro u te  c o m p u tati o n   m e c h a n ism ,   t h e   o p ti m a p a t h   is  c a lcu late d   b a s e d   o n   li n k   c o sts.  Th e   p e rfo rm a n c e   o AS R - F AN ET   fra m e wo rk   is  a lso   h a b e e n   e v a lu a ted   b y   c o m p re h e n siv e   sim u latio n s.  Th e   sim u latio n   re su lt sh o t h a t   p ro p o se d   fra m e wo rk   is  m u c h   b e tt e th a n   o t h e trad it io n a p r o t o c o ls   in   p a c k e d e li v e ry   fra c ti o n ,   a v e ra g e   e n d   t o   e n d   d e la y ,   n o rm a li z e d   r o u ti n g   lo a d ,   p a c k e t   lo ss   a n d   th r o u g h p u t .   K ey w o r d s :   FANE T     I o T     OL SR   SDN    UAV   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Alaa   T aim Alb u - Salih   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   Al  Qu ad is iy Un iv er s ity   5 8 0 0 2   Un iv er s ity   R o ad ,   Ald iwan y ia,   Al  Qu ad is iy a,   I r a q   E m ail: a laa. taim a@ q u . ed u . iq       1.   I NT RO D UCT I O N   Un m an n ed   ae r ial  v eh icles  ( U AVs),   also   k n o wn   as  d r o n es,  p lay ed   s ig n if ican r o le  in   d if f er en civ il   an d   m ilit ar y   ap p licatio n s   s u ch   as  r ec o n n aiss an ce ,   tr af f ic  m o n ito r in g ,   b attlef ield   s u r v eillan ce ,   b o r d e r   s u r v eillan ce ,   f o r estry   f ir m o n ito r in g ,   an im al  tr ac k i n g ,   h u m an itar ian   o b s er v atio n s   [ 1 ] .   I n s tead   o f   u s in g   o n e   lar g UAV,   th u s o f   s war m   o f   s m all  UAVs  r ev ea ls   m an y   ad v a n tag es  in   ter m s   o f   ef f i cien cy ,   ad ap tab ilit y ,   f lex ib ilit y   an d   ea s y   d ep l o y m e n [ 2 ] .   T h u s o f   m u ltip le  U AVs,  h as  h elp ed   to   cr ea te  th f o u n d a tio n   o f   n ew   k in d   o f   n etwo r k   ca lled   f ly i n g   ad   h o n etwo r k   ( FANE T )   [ 3 ] [ 4 ] .   FANE T   ca n   b co n s id er e d   a   s p ec ial  s u b - class   o f   m o b ile  ad h o n etwo r k   ( MA NE T )   in   wh ich   th co n n ec tin g   n o d es  ar UAVs  [ 5 ] .   T h e r ef o r e,   s in g le  UAV  c an n o b e   r eg a r d ed   as  a   FANE T   an d   i s   o n ly   v alid   f o r   m u ltip le  UAVs.  All  m u ltip le  UAV  n etwo r k s   ca n n o b r eg ar d e d   as  FANE T .   T h co m m u n icatio n   b etwe en   UAVs  s h o u ld   b e   in   ad   h o m an n er   to   cr ea te  F ANE T   [ 6 ] .   A d d itio n ally ,   FANE T   ca n   also   b e   class if ied   as  s u b g r o u p   o f   v eh icu lar   ad   h o c   n etwo r k   ( VA NE T ) ,   wh ich   is   also   a   s u b - class   o f   MA NE T .     Fig u r 1   s h o ws th r elatio n s h ip   b etwe en   FANE T ,   VANE T ,   an d   MA NE T   [ 3 ] [ 7 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   11 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 1 :   4 4 0 3   -   4 4 1 2   4404       Fig u r 1 MA NE T ,   VANE T   a n d   FANE T   n etwo r k s       T h m o s ce r tain   d if f er e n ce s   b etwe en   th e   FANE T s   an d   o th er   ad h o n etwo r k s   ( M ANE T   an d   VANE T ) ,   is   th d y n am ic   to p o lo g y   o f   n etwo r k ,   th e   s p ee d   o f   n o d es  a n d   th m o b i lity   o f   th n o d es .   Ad d itio n ally ,   FANE T   d if f er s   f r o m   MA NE T   a n d   VANE T   i n   co n n ec tio n ,   Qo S,  n o d m o v em en f ea tu r es,  a n d   d ata  d eliv er y .   T h c o m p ar is o n   b etwe en   MA NE T ,   VANE T   an d   FANE T   with   d if f er e n cr iter ia  ar g iv en   in   T ab le  1   [ 8 ] [ 9 ] .   FANE T   n o d es  ( UAV)   ar u s ed   to   co llect  d ata  f r o m   th e   in te r n et  o f   th in g s   ( I o T )   as  m o b ile   co llecto r s   [ 1 0 ] .   I n d ee d ,   ea ch   s in g le  UA in   FANE T   ca n   p lay   m ajo r   r o le  o n   t h I o T s ,   wh ich   co n s i s ts   o f   d ev ices  with   s m all  b a tter y   ca p ac ity   s en s o r   [ 1 1 ] .   T h ese  d ev ices  ca n   n o u s u ally   b d is tr ib u ted   o v er   l o n g   d is tan ce s ,   d u to   th en er g y   lim itatio n   o f   I o T   d ev ices.  T h u s ,   UAV  will  tr av el  d y n am ically   to war d s   I o T   d ev ices,  g ath er   d ata   an d   tr an s f er   it  to   o th er   UAVs  in   FANE T   n etwo r k   th a ar o u ts id th co m m u n icatio n   r a n g es  o f   I o T   d ev ices   [ 1 2 ] ,   as seen   in   Fig u r e   2.       T ab le  1 .   Dif f e r en ce s   b etwe en   FANE T ,   VANE T   an d   MA NE T   [ 3 ]   C r i t e r i a   M A N ET   V A N ET   F A N ET   N o d e   m o b i l i t y   Lo w   H i g h   V e r y   H i g h   M o b i l i t y   m o d e l   A r b i t r a r y   S t e a d y   U su a l l y   p r e d e t e r mi n e d ,   b u t   sp e c i a l   m o b i l i t y   mo d e l s   f o r   i n d e p e n d e n t   m u l t i - U A V   s y st e ms   N o d e   d e n si t y   Lo w   M e d i u m   V e r y   L o w   To p o l o g y   c h a n g e   S l o w   A v e r a g e   F a st   R a d i o   p r o p a g a t i o n   mo d e l   V e r y   c l o se  t o   g r o u n d ,   L o S   i s   n o t   a c c e ssi b l e   f o r   a l l   c a s e s   C l o se  t o   g r o u n d ,   L o S   i s   n o t   a c c e ssi b l e   f o r   a l l   c a s e s   H i g h   a b o v e   t h e   g r o u n d   l e v e l ,   Li n e   o f   S i g h t   i s a c c e ssi b l e   f o r   mo s t   o f   t h e   c a ses   P o w e r   c o n su mp t i o n   a n d   n e t w o r k   l i f e t i m e   N e e d   o f   e n e r g y   Ef f i c i e n t   p r o t o c o l s   N o t   n e e d e d   N e e d e d   f o r   m i n i   U A V s,   b u t   n o w   n e e d e d   f o r   smaa l   U A V s   C o m p u t a t i o n a l   p o w e r   Li mi t e d   A v e r a g e   V e r y   B I G   Lo c a l i z a t i o n   G P S   G P S ,   A G P S ,   D G P S   G P S ,   A G P S ,   D G P S ,   I M U           Fig u r 2 .   UAV - I o T   n etwo r k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8 7 0 8       A S R - F A N E T:  A n   a d a p tive  S DN - b a s ed   r o u tin g   fr a mewo r fo r   F A N E ( A la a   Ta ima   A lb u - S a lih )   4405   R o u tin g   is   o n o f   th m o s t c h allen g in g   is s u es f o r   FANE T   b ec au s o f   th s p ec if ic  f ea tu r es o f   FANE T   s u ch   as  f ast  n etwo r k   to p o lo g y   v ar ian ce ,   h ig h   m o b ilit y   an d   in ter m itten lin k s   b etwe en   UAV  n o d es  [ 1 3 ] .   C u r r en MA NE T   an d   VANE T   r o u tin g   p r o to co ls   ca n n o t   m ee all  o f   th FANE T   r e q u ir em en ts   n etwo r k   b ec au s FANE T   to p o lo g y   wil ch an g e   m o r e   o f ten   th an   s tan d ar d   MA NE T   a n d   VANE T   to p o lo g y   [ 1 4 ] .   As  a   r esu lt,  th o s p r o to c o ls   f ail  to   f o llo th e v o lu tio n   o f   th e   to p o lo g y   o f   th e   FANE T   n etwo r k .   So ,   t h er is   a   b i g   ch allen g in   f r o n o f   r esear ch er s   to   p r o v id a n   ef f icien a n d   r eliab le  r o u tin g   s tr ateg y .   T h er ef o r e ,   th er e   is   n ee d   o f   d ev elo p in g   n ew  r o u tin g   s tr ateg y   f o r   to   p r o v i d in g   r e liab le  co m m u n icatio n   b etwe en   FANE T   n o d es .   p r o m is in g   alter n ativ to   co n v en tio n al   in ter n et  p r o t o co l   ( IP )   n etwo r k s   is   th s o f twa r e - d ef in e d   n etwo r k s   ( SDN) .   SDN  im p le m en ts   n etwo r k   p r o g r am m a b ilit y   b y   s ep ar atin g   n etwo r k   co n tr o an d   d ata  p lan e   [ 1 5 ] .   T h co n tr o p la n lo g i ca lly   ce n tr alize d   n etwo r k   co n t r o ller   d ictates  o v er all  n etwo r k   ac tiv ities ,   wh ile  in   th d ata  p lan is   r es p o n s ib le  f o r   tr an s m itti n g   d ata  f lo ws.  T h SDN  ar ch itectu r en h an ce s   t h r o u tin g   s tr ateg y   ' s   ef f icien cy   b ased   o n   th i n f o r m atio n   g ath er e d   b y   th SDN  c o n tr o ller   [ 1 6 ] .   T h FANE T   n etwo r k   is   ch a r ac ter ized   f o r   its   q u ic k   ch a n g in g   n etwo r k   to p o l o g y ,   h ig h   m o b ilit y ,   in ter m itten lin k s ,   en e r g y   co n s tr ain ts ,   an d   lin k   q u ality   c h an g es.  T r ad itio n al  r o u tin g   s tr ate g ies  ar n o t   ab le  to   m ee th ab o v FANE T   r eq u i r em en ts .   So ,   we  p r o p o s n o v el  a d ap tiv SDN  r o u tin g   f r a m ewo r k   f o r   FANE T   ( n am ely ,   ASR - FANE T )   co n s id er in g   th d y n am ic   to p o lo g y   o f   FANE T .   T o   o p tim ize  th e   r o u tin g   a n d   q u ality   o f   s er v ice  ( Qo S )   r eq u ir e m en ts ,   FANE T   to p o l o g y   ca n   b e   d y n am ically   m o d i f ied   u s in g   an   ASR - FANE T   f r am ewo r k .   T h e   g o al   o f   t h is   f r am ewo r k   is   to   e n h an ce   th p er f o r m an ce   o f   its   n etwo r k   wh ile  tak in g   in to   ac co u n t   all  th r o u tin g   co n s tr ain ts ,   s u ch   as  f a s ch an g in g   n etwo r k   to p o lo g y ,   h ig h   m o b ilit y ,   in ter m itten lin k s   an d   lin k   q u ality   ch an g es.   T h ar ticle  p r o v id es  th e   co n tr i b u tio n s :   B y   d ef in i n g   k ey   r o u ti n g   p r o b lem s   in   th e   FANE T ,   we  p er f o r m   a n   ex ten s iv FANE T   r o u tin g   i n v esti g a tio n   wh ich   is   th m ain   f ea tu r e s   o f   th is   ar ticle.   T h e   co n tr ib u tio n s   o f   th is   p a p er   ca n   b d ef in e d   is   b ein g   as :   a.   B y   d ef in in g   th e   k ey   ch alle n g es  o f   th e   r o u tin g   p r o b lem   in   t h FANE T ,   we   p er f o r m   a n   ac cu r ate   in v esti g atio n   o f   SDN - b ased   r o u tin g   in   FANE T .   b.   An   Ad ap tiv SDN - b ased   r o u ti n g   f r am ew o r k   is   p r o p o s ed   f o r   d y n am ic  r o u tin g   u s in g   m u ltip l UAVs  in   th e   I o T   n etwo r k .   W r e f er   to   th is   f r am ewo r k   as  ( ASR - FANE T ) .   T h is   f r a m ewo r k   in clu d es  a n   ASR - FANE T   co n tr o ller   th at  co llects  th g l o b al  in f o r m atio n   o f   FANE T   n o d es  ( e. g . ,   s p ee d ,   lo ca tio n   in f o r m atio n   an d   r esid u al  en er g y ) .   T h is   co n tr o ll er   m ak es r o u tin g   d ec is io n s   an d   d ec id es h o t h UAV  n o d es   s h o u ld   m o v e.   c.   T h p er f o r m a n ce   o f   th is   ASR - FANE T   is   co m p ar ed   with   two   co m m o n   tr ad itio n al  r o u tin g   p r o to co ls   in   ter m s   o f   p ac k et   d eliv er y   f r ac ti o n ,   en d 2 en d   d elay ,   n o r m alize d   r o u tin g   lo ad ,   p ac k et  l o s s   an d   th r o u g h p u t.    d.   Simu latio n   r esu lts   s h o th at   th p r o p o s ed   f r am ewo r k   ca n   ac h iev e   lo wer   en d 2 en d   d el ay ,   n o r m alizin g   r o u tin g   l o ad ,   a n d   h i g h er   t h r o u g h p u t a n d   p ac k et  d eliv er y   f r ac tio n .   T h r est  o f   th is   p ap er   is   s tr u ctu r ed   is   b ein g   as .   T h r o u tin g   m eth o d s   in   FANE T   n etwo r k s   ar e   d is cu s s ed   in   s ec t io n   2 .   Sectio n   3   in tr o d u ce s   th s u g g ested   f r am ewo r k   s tep s .   I n   s ec tio n   4 ,   th s tep s   o f   th e   s u g g e s t e d   f r a m e w o r k   a r e   p r e s e n t e d .   F i n a l l y ,   s e c t i o n   5   p r o v i d e s   c o n c l u s i o n s   a n d   r e c o m m e n d a t i o n s   f o r   f u t u r e   s t u d y .       2.   RE L AT E WO RK S   I n   s p ite  o f   p r ac tical  ap p licatio n s   o f   FANE T   in   I o T   n etwo r k s ,   m an y   tec h n ical  is s u es  s u ch   as  r o u tin g   s h o u ld   b s tu d ied .   Alth o u g h   tr ad itio n al  r o u tin g   p r o to co ls   ar d esig n ed   MA NE T ,   th e y   ar n o n ec ess ar ily   s u ited   to   FANE T   b ec au s F ANE T   to p o lo g y   will  ch an g m o r o f ten   t h an   s tan d ar d   MA NE T .   n u m b er   o f   r o u tin g   p r o t o co ls   with   d if f er e n tech n iq u es  ar e   p r o p o s ed   f o r   FANE T   tr y in g   to   in cr ea s t h p ac k et  d eliv er y   r atio ,   r ed u ce   th en d   to   en d   d elay ,   to   d ec r ea s p ac k et  d r o p ,   an d   to   b ad ap ted   in   d if f er en s itu atio n s .   T h er ef o r e,   we  f ir s r ev iew  th r elev an SDN - b ased   r o u tin g   p r o to co ls   in   FANE T   ac co r d in g   to   th p r ev io u s   is s u e,   an d   th en   e x am in ea ch   o f   th ese  wo r k s   an d   d escr ib t h ad v an tag es a n d   d r awb ac k s   o f   ea ch   wo r k .   T h au th o r s   R am ap r asath   in   [ 1 7 ]   p r o p o s ed   n o v el  UAVs  co m m u n icatio n   s ch em b ased   SDN.   An   SDN  co n tr o ller   is   u s ed   to   ca l cu late  th r o u tes  an d   to   m o n it o r   in f o r m atio n   with   r e g ar d s   t o   th n etwo r k .   T h m ain   g o al  o f   th is   s ch em e   is   to   d ec r ea s th e   laten cy ,   an d   in cr ea s th th r o u g h p u t   Sil v et  a l .   [ 1 8 ]   ex p lo ited   th e   SDN  to   m ain tain   th to p o l o g y   o f   FANE T .   T h e   p r im ar y   p u r p o s o f   t h is   p r o to co is   to   d e f in an d   m o d if y   th to p o lo g y   s o   as to   m ain tain   th co n n ec tio n   b etwe en   th i n d ep en d en t n o d es v ia  th r e lay   n o d es.     Secin ti  et  a l.   [ 1 9 ]   p r o p o s ed   r esil ien m u lti - p ath   r o u tin g   f r am ewo r k   b y   SDN  f o r   d y n a m ic  UA V   n etwo r k s .   T h SDN  co n tr o lle r   is   co m p o s ed   o f   4   s ep ar ate  m o d u les:   Data   ac q u is itio n   m o d u le,   t r an s m is s io n   tim ca lcu latio n   m o d u le,   e n d 2 en d   r esil ien m u ltip at h   r o u tin g   m o d u le,   an d   m u lti - lay er   g r a p h   m o d elin g   m o d u le.   m u lti - lay er   g r ap h   m o d elin g   m o d u le  with   SDN  co n tr o ller   is   u s ed   t o   cr ea t s ep ar ate  p ath s   to   p r ev en t ja m m e d   r o u tes .   I q b al   [ 2 0 ] ,   an   SDN - b ased   m ec h an is m   f o r   FANE T   with   h ig h ly   d y n am ic  is   p r o p o s ed .   T h m e ch an is m   is   u s ed   to   p r ed ict  n etwo r k   d is r u p tio n s   ( s u ch   as  lin k   o u tag es)  an d   m a x im ize  av ailab ilit y   a n d   p er f o r m a n ce   o f   n etwo r k .   An   SDN  is   u s ed   to   m ak th n ec ess ar y   r o u tin g   c h an g es  f o r   m in im izin g   th ef f ec o f   th p r ed icted   lin k   ch an g es.   Z.  Yu an   [ 2 1 ] ,   n o v el  ar ch itectu r e   f o r   m o b ile  s en s o r   n etwo r k in g   is   p r o p o s ed   f o r   m icr o   UAV   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   11 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 1 :   4 4 0 3   -   4 4 1 2   4406   u s in g   SDN.   T h g o al  o f   th i s   ar ch itectu r is   to   en h an ce   n etwo r k   p er f o r m a n ce   an d   i n cr ea s th u s o f   co n v en tio n al  m o b ile  n etwo r k s   f o r   wir eless   ch an n el  r eso u r ce s .   Qi  et  a l.   [ 2 2 ]   d ev elo p ed   T DR   alg o r ith m   with   a   co o r d in ato r   an d   c o n tr o ller   f o r   th e   SDN  c lu s ter .   T h co n tr o ller   is   u s ed   to   co lle ct  th wh o le  ab s tr ac t c lu s ter   n etwo r k   v iews,  s ch ed u le  th n e two r k   r eso u r ce s   an d   also   g u id th d ata  f o r war d in g .   T DR   aim s   to   en s u r th r e liab ilit y   an d   d elay - s en s itiv ca p ab ilit ies  o f   v ar io u s   ap p licatio n s   with   th r esp ec tiv Qo S.   C h en   et  a l.   [ 2 3 ]   d ev elo p e d   a n   AT ar ch itectu r b ased   o n   th SDN  f o r   air b o r n tactica n etwo r k .   ( SD - AT N's )   s o f twar d ef in ed - a r s itek tu r   n etwo r k   g o al  is   to   en s u r th at  th SDN  co n tr o l p la n co llects th d ata   p lan m o n ito r in g   in f o r m atio n   in   r ea tim e.   MCF - SD - AT i s   co m m u n icatio n   p r o t o co is   d esig n ed   to   co llect   m o n ito r in g   in f o r m atio n   i n   ef f i cien t m an n er   a n d   e n s u r Qo S o f   m o n ito r in g   i n f o r m atio n .   Alh ar th et  a l.   [ 2 4 ]   u tili ze s   th SDN  in   SDN - b ased   UAV  a r ch itectu r to   in co r p o r ate  w id v ar iety   o f   d ep l o y m en s ce n a r io s   f o r   U AVs.  T h ar ch itectu r is   u s ef u f o r   u s in   ca s es  s u ch   as  n etwo r k   co v er ag e ,   s ca n n in g ,   an d   s en s in g ,   an d   is   ca p ab le  o f   wo r k in g   wh er n etwo r k   co n n ec tiv ity   is   n o av ailab le.   Sm all - an d   lar g e - s ca le  s ce n ar io s   h av b ee n   em p lo y ed   to   e x p lain   th is   ar c h itectu r e.   Kir ich ek   et  a l.   [ 2 5 ]   d esig n ed   an   FUSN  ar ch itectu r b ased   o n   th SDN  f o r   f ly in g   s en s o r   n etwo r k   in   wh ich   UAVs  ar u s ed   as  co n t r o ller s   an d   s en s o r s .   FANE T   n o d es  ar d ep lo y e d   to   cr ea te  co n n ec tiv ity   b etwe en   g r o u n d   an d   f ly in g   d ata  co llecto r   as  s wi tch es.  An o th er   n o d will  b co n f ig u r ed   as  th SDN  co n tr o ller   f o r   u p d atin g   th r o u tin g   ta b les  f o r   th o th er   n o d es.  T h is   ar ch itectu r aim s   to   estab li s h   ef f icien r o u tin g   f r o m   m o b ile  s en s o r s   lo ca ted   o n   th e   g r o u n d   with   th h el p   o f   UAVs.   I n   T ab le  2 ,   th p r ev i o u s ly   r ev iewe d   wo r k s   f o r   SDN - b ased   r o u tin g   s o lu tio n s   ar co m p a r ed   in   ter m s   o f   s o m p ar am eter s   s u ch   as  d ea d lin tim e,   o p tim a l   d ep lo y m e n o f   UAVs,  th e n e r g y   c o n s u m p tio n   o f   FANE T   n o d es,  th o p tim al  n u m b e r   o f   F ANE T   n o d es,  a n d   th m in im u m   a m o u n t o f   tim t o   co llect  d ata  f r o m   I o T   n o d es.       T ab le  1 .   C o m p a r is o n   o f   th r e v iewe d   wo r k s   D e a d l i n e   M i n i m u m   t r a v e l l e d   t i m e   o f   U A V   En e r g y   Ef f i c i e n c y   O p t i mal   p o s i t i o n i n g   o f   U A V   C e n t r a l i z e d /   D i st r i b u t e d   F i x e d /   mo b i l e   n o d e s   S i n g l e - H o p /   mu l t i - h o p   R e f e r e n c e   No   No   Y e s   No   C e n t r a l i z e d   F i x e d   M u l t i p l e   R a ma p r a s a t h   e t   a l .   [ 1 7 ]   No   No   No   Y e s   C e n t r a l i z e d   M o b i l e   M u l t i p l e   S i l v a   e t   a l .   [ 1 8 ]   No   No   No   No   D i st r i b u t e d   F i x e d   M u l t i p l e   S e c i n t i   e t   a l .   [ 1 9 ]   No   No   No   No   C e n t r a l i z e d   F i x e d   S i n g l e   I q b a l   e t   a l .   [ 2 0 ]   No   No   No   No   C e n t r a l i z e d   M o b i l e   S i n g l e   Y u a n   e t   a l .   [ 2 1 ]   No   No   Y e s   No   D i st r i b u t e d   M o b i l e   S i n g l e   Q i   e t   a l .   [ 2 2 ]   No   No   No   No   C e n t r a l i z e d   F i x e d   S i n g l e   C h e n   e t   a l .   [ 2 3 ]   No   No   Y e s   No   C e n t r a l i z e d   M o b i l e   S i n g l e   A l h a r t h i   e t   a l .   [ 2 4 ]   No   No   No   Y e s   C e n t r a l i z e d   F i x e d   S i n g l e   K i r i c h e k   e t   a l .   [ 2 5 ]       3.   T H E   P RO P O SE F RAM E WO RK     T o   ad d r ess   th is s u o f   tr ad itio n al  r o u tin g   in   FANE T   n etwo r k ,   n o v el  a d ap ti v SDN  r o u tin g   f r am ewo r k   f o r   FANE T   was  p r o p o s ed   ( n a m ely ,   ASR - FANE T ) .   An   ad ap tiv e - SDN  co n tr o ll er   is   u s ed   in   A SR - FANE T ,   in   wh ich   n etwo r k   co n tr o is   d iv id ed   b e twee n   SDN  co n tr o a n d   UAV  ( d ata  p lan e ) .   I n   th is   ca s e,   th e   FANE T   n o d es  h av th d ec i s io n s   to   ca r r y   d ata  with   th d is tr ib u tin g   r o u tin g   p r o to co ls ,   with o u th SDN   co n tr o ller   in v o l v in g   th em .   I n   th p r esen ce   o f   n etwo r k   f ailu r es  an d   i n s tab ilit y ,   n o n - SDN  ( t r ad iti o n al )   r o u tin g   p r o to co ls   s u c h   as   o p tim ized   li n k   s tate  r o u tin g   ( OL SR )   ca n   b u s ed   to   p r o v i d a   s tab le  n etwo r k   ar c h itectu r e   f o r   ex p lo r in g   n etwo r k   to p o lo g y   an d   r o u tin g .   Par t o f   th n o d es in   th SDN  n etwo r k   in   ASR - FANE T   f r am ewo r k   will d y n am ically   m o v f r o m   SDN   to   co n v en tio n al  d is tr ib u ted   r o u tin g   p r o to c o ( e. g .   OL SR )   a n d   b y p a s s   SDN  f o r war d i n g   r u les.  I n   d is tr ib u ted   m an n er ,   FANE T   n o d es  ca n   b s elec ted   in   s p ec if ic  ar ea   wh er f r eq u en n etwo r k   c h an g es  o cc u r .   Natu r ally ,   th d is tr ib u ted   r o u tin g   p r o to c o will  b co m p atib le  with   th ese  ch an g es  f aster   th an   th SD co n tr o ller .   W h en   th co n n ec tio n   to   th e   SDN  co n tr o ller   b ec o m es  m o r s tab le,   FANE T   n o d es  c an   b r ec o n f ig u r ed   b y   th SDN   co n tr o ller   an d   m i g r ated   to   t h SDN  ag ain .   B y   tr an s f er r in g   th co n tr o to   th FANE T   n o d es,  th SDN   ar ch itectu r m o r b ec o m es  s u itab le  f o r   th FANE T   en v ir o n m e n an d   m o r c o m p at ib le  with   n etwo r k   m o d if icatio n s .     SDN  n etwo r k   is   f o r m ed   b y   m o u n tin g   th Op e n   Flo s witch es  o n   th e   UAVs  an d   th e   co n t r o f ac ilit y   o n   ce n tr alize d   co n tr o ller .   W co n s id er ed   ce n tr alize d   n etwo r k   in   wh ich   th lo ca tio n s   o f   UAVs  an d   I o T   d ev ices  a r k n o wn   to   an   SDN   co n tr o ller .   T h c o n tr o ller   is   awa r o f   th e   g lo b al   n etwo r k   to p o lo g y .   W u s ed   a   s in g le  ce n tr al  co n tr o ller   wh ich   m o n ito r s   th o v er all  tr af f ic  n e two r k .   Sin ce   m an y   o f   th I o T   n etw o r k   ap p licatio n s   h av b ee n   s p r ea d   eq u ally   o n   th n etwo r k ,   we  al s o   p r esu m th at  th d is tr ib u tio n   o f   I o T   n o d es  in   th n etwo r k   wo u ld   b u n if o r m .   No d es  ar o f   two   ty p es:  C lu s ter   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8 7 0 8       A S R - F A N E T:  A n   a d a p tive  S DN - b a s ed   r o u tin g   fr a mewo r fo r   F A N E ( A la a   Ta ima   A lb u - S a lih )   4407   h ead   ( CH )   an d   clu s ter   m em b e r   ( CM ) .   T h C Hs  an d   C M s   ar r an d o m ly   d ep lo y e d   in   th n etwo r k   f ield .   E ac h   d ev ice  wo u l d   u s u ally   h as  a   lin o f   s ig h v iew   with   g iv e n   p r o b ab ilit y   t o war d s   p ar ticu lar   UAV.   T h is   lin o f   s ig h t p o s s ib ilit y   d ep en d s   o n   th en v ir o n m e n t,  th p o s itio n   o f   th I o T   d ev ice,   th UAV  an d   th elev atio n   an g le   b etwe en   UAV  an d   I o T   d ev ice .   I n   th is   ar ticle,   ea ch   o f   th e   I o T   n o d es  is   s u p p o s ed   to   b e   th e   ab ilit y   to   s et  th eir   o wn   r ates  as  wel as   th r ad iu s   o f   tr an s m is s io n .   All  n o d es   o f   I o T   n etwo r k   ar awa r o f   th eir   g eo g r ap h ical  p lace   b ased   o n   g l o b al  p o s itio n in g   s y s tem   ( GPS),   an d   th eir   lo ca tio n s   ar k n o wn   t o   FANE T   an d   ar u s ed   to   f in d   o p tim al  r o u te   f o r   FANE T   n o d es.   W as s u m th at  th o f   UAV   n o d es  in   th FANE T   wil b d is tr ib u ted   in   ad h o f o r m at io n .   I n   th is   ar ticle,   ev er y   UAV  h as  th ab i lity   to   m o v at  f ix ed   s p ee d   an d   f ix ed   h eig h t.  UAV  with   h ig h   p r o ce s s in g   p o we r   an d   m e m o r y   will  b e   ass u m ed .   I n   th is   ar ticle,   e v er y   UAV  h as  th ab ilit y   to   m o v e   with   n o   o b s tacle s .   E v er y   UAV  h as  th ab ilit y   to   m o v with o u r is k   o f   co llis io n .   B ased   o n   th ab o v ass u m p tio n s   o f   FANE T   an d   I o T   n etwo r k s ,   th ASR - FANE T   f r am ewo r k   f o r   d esig n in g   n o v el  d y n am ic  r o u tin g   f r am ew o r k   f o r   F ANE T   u s in g   th Ad ap tiv SDN  ca n   b c o n s is ted   o f   th r ee   m ain   m ec h a n is m s to p o lo g y   d is co v er y   m ec h an is m ,   s tatis tic s   g ath er in g   m ec h an is m   an d ,   a n d   r o u te  co m p u tatio n   m ec h a n is m .   As  s h o wn   in   Fig u r e   3 ,   all  o f   th ese  th r ee   m ec h an is m s   ar lo ca ted   in   th e   SDN  co n tr o ller .   B elo we  will e x p lain   ea ch   o f   th em   in   d eta il:     T o p o lo g y   d is co v er y   m ec h an is m   I n   th is   m ec h an is m ,   t h p er io d ic  in f o r m atio n   ab o u t   n etwo r k   to p o lo g y   ( n o d es   an d   lin k s )   is   co llected .   T h co n n ec tiv ity   in f o r m atio n   ab o u n etwo r k   is   co n s tan tly   av ailab le  to   o th er   m ec h a n is m s   in   th SD N   co n tr o ller .     Statis t ics  g ath er in g   m ec h a n is m   T h is   m ec h an is m   co llects  th s tatu s   o f   th FANE T   f lig h s tatis tics   ( s p ee d ,   GPS  d ata,   I MU   d ata)   an d   n etwo r k   c o n n ec tio n   ( d elay ,   R SS I ,   b it  er r o r   r ate) .   T h in f o r m atio n   f o r   t h is   m ec h an is m   is   s en as  r ef e r en ce   t o   cr ea te  n ew  f lo p ath .     R o u te  co m p u tatio n   m ec h a n is m   T h is   m ec h an is m   is   u s ed   to   d eter m in t h o p tim al  p at h s   b ased   o n   d ata  o b tain ed   f r o m   o th er   m ec h an is m s .   An y   UAV  in   FANE T   h as   b o t h   L T E   an d   W i - Fi  co n n ec tiv ity .   T h co n tr o l   co n n ec tio n   b e t wee n   UAV  an d   SDN  is   en ab led   t h r o u g h   L T E   co n n ec tiv ity ,   wh ile  th e   W i - Fi  co n n ec tiv ity   p r o v id es  d ata  co m m u n icatio n   b etwe en   th UAVs  an d   I o T   d ev ices.  T h OL SR   r o u ti n g   p r o to co is   u s ed   f o r   d ata  tr af f ic  f o r   th lack   o f   ac ce s s   to   th SDN  co n tr o ller .   T h O L SR   r o u t in g   p r o to co p r o v id e s   an   ap p r o p r iate  r esp o n s to   c h an g th e   to p o l o g y   ev en ts ,   s u ch   as a d d in g /r em o v i n g   UAV  n o d es a n d   wir eless   lin k s   am o n g   th em .           Fig u r 3 .   I ll u s tr atio n   o f   ASR - FANE T   ar ch itectu r e       4.   P E RF O RM A NCE  E VA L U AT I O N   T o   d em o n s tr ate  th e   p er f o r m a n ce   o f   th e   ASR - FANE T   f r am ewo r k   p r esen ted   ab o v e,   we   ch o s o n e   r ea ctiv r o u tin g   p r o to c o ( AODV )   [ 2 6 ]   an d   o n p r o ac tiv e   r o u tin g   p r o to co ls   ( OL SR )   [ 2 7 ] .   T h ese  p r o to c o ls   ca n   b u s ed   to   ev alu ate  th p er f o r m an ce   ev alu atio n   o f   th s u g g est ed   f r am ewo r k   f o r   d y n am ic  r o u tin g   f o r   FANE T   n etwo r k .   T h f o llo wi n g   m etr ics ar u s ed   to   ev alu at th ef f ec tiv en ess   o f   ASR - FANE T   f r am ewo r k     T h r o u g h p u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   11 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 1 :   4 4 0 3   -   4 4 1 2   4408     Pack ag d eliv er y   r atio   ( PDF)     Pack et  lo s s   ( PL)     No r m alize d   r o u tin g   lo a d   ( NR L )     E n d   to   e n d   d ela y   ( E 2 E   Dela y )     4 .1   Sim ula t i o n set up   I n   o u r   s i m u latio n ,   t h s ize  o f   th 8 0 0 × 8 0 0 m 2   n etwo r k   is   a s s u m ed .   T h e   s im u latio n   was  p er f o r m ed   u s in g   p y th o n   s o f twar e   as  p l atf o r m   f o r   im p lem e n tatio n   o n   s y s tem   with   p r o ce s s o r   2 . 3   GHz   Qu ad - C o r I n tel  C o r i5   an d   8   g ig ab y tes  o f   m ain   m e m o r y .   T h r est o f   s im u latio n   p ar am eter s   ar en lig h ten ed   in   T a b le  2 .   T o   im p lem en t th r esear ch ,   w d ev elo p ed   th p r ev io u s   p r o p o s ed   ASR - FA NE T   ap p r o ac h   with   POX  co n tr o ller   an d   we  u s ed   Op en Flo p r o to co as  th s o u th b o u n d   to   c o llect  n etwo r k   s tatis tical  in f o r m atio n   f r o m   o u r   n etwo r k .   r o u tin g   m ec h a n is m   wh ich   g o t   th s tatis tical  in f o r m atio n   to   m ak d ec is io n   f o r   d ata  p la n e.       T ab le  2 .   Simu latio n   p ar am eter s   V a l u e   P a r a me t e r   P O X   S D N   C o n t r o l l e r   8 0 2 . 1 1   M A C   Ty p e   Tw o R a y G r o u n d   R a d i o   W a v e   P r o p a g a t i o n   O mn i   A n t e n n a   A n t e n n a   2 0 0   s e c o n d s   S i mu l a t i o n   Ti me    R a n d o m W a l k   M o b i l i t y   M o d e l   8 0 0 × 8 0 0 m2   A r e a   si z e   2 0 0     N o .   o f   I o N o d e s   5   1 0   1 5   2 0   N o .   o f   U A V   1 0   2 0   3 0   4 0   m/ s   U A V s Sp e e d   7 0   m   U A V s Hei g h t s   4 0   m   Tr a n sm i ssi o n   R a n g e   4 5   d e g   U A V   El e v a t i o n   A n g l e   2 0 0   k b p s   Tr a n sm i ssi o n   B i t   R a t e     2 0 0 0   b i t   P a c k e t   S i z e         4 . 2 .     Resul t s   a nd   a na ly s is   I n   th is   s ec tio n ,   s o m co m p ar i s o n s   ar m ad e   b etwe en   ASR - FANE T   an d   s ev er al  al g o r ith m s ,   wh ich   in clu d e   AODV   alg o r ith m   an d   OL SR   alg o r ith m   in   ter m s   o f   PDR ,   E 2 E   d elay ,   p ac k et  lo s s ,   th r o u g h p u t,  an d   NR L .   ASR - FANE T ' s   p er f o r m an ce   is   test ed   u s in g   two   s ce n a r io s .     a.   Scen a r io   1 :   Dif f er e n n u m b er   o f   UAV  n o d es   I n   th is   s ce n ar io ,   th ef f ec o f   th n u m b e r   o f   UAV  n o d es  o n   th ef f ec tiv en ess   o f   ASR - FA NE T   o f   is   in v esti g ated .   Fig u r e   4 .   s h o ws  th p er f o r m a n ce   m etr ics  o f   p r o p o s ed   ASR - FANE T   an d   t wo   ad h o r o u tin g   p r o to co ls   f o r   s ce n ar io   1 .   Acc o r d in g   to   Fig u r e   4 ( a) ,   th e   PDF  o f   ASR - FANE T   is   th b est  d u to   th e   p r o p o s e d   ASR - FA NE T   ca lcu lates  p ath s   b ased   o n   th lin k   u tili za tio n s .   PDF  in   AODV   an d   O L SR   p er f o r m e d   th wo r s t.  Fig u r e   4 ( b )   d is p lay s   th at  AS R - FANE T   also   o u tp er f o r m e d   AODV   an d   OL SR   wh en   ev alu ated   u s in g   t h p ac k et  lo s s es m etr ic.   T h p ac k et  lo s s es   ar d ec r ea s ed   wh en   th n u m b e r   o f   n o d es in cr ea s ed .   Fig u r 4 ( c)   s h o ws  th AE is   d ec r ea s ed   wh en   th n u m b e r   o f   n o d es  in cr ea s ed .   AE in   o u r   p r o p o s ed   m eth o d   is   least  an d   in   [ 1 4 ]   an d   [ 1 5 ]   is   h ig h est.  I n   in   Fi g u r e   4 ( d ) ,   t h th r o u g h p u o f   ASR - FA NE T   m eth o d   s h o ws  lo wer   NR L   o v er   n u m b er   o f   UAVs.  T h is   is   b ec au s th SDN  c o n tr o ller   ca n   ad ju s r o u tin g   p ath s   d y n am ic ally   to   av o i d   o v er lo ad e d   lin k s .   T h e   NR L   o f   th ese  m eth o d s   is   d ec r ea s ed   wh en   th n u m b er   o f   UAVs  in cr ea s ed .   I n     Fig u r 4 ( e ) ,   th th r o u g h p u t   is   m o r s ig n if ica n with   ASR - FANE T   an d   t h th r o u g h p u t   is   less   s ig n if ican with   r o u tin g   m eth o d s   in   AODV   an d   OL SR   b ec au s e   th AS R - FA NE T   f in d s   th o p tim al  p ath s   ad ap tiv ely   r eg a r d in g   th co n d itio n   o f   n etwo r k .   b.   Scen ar io   2 : V ar io u s   Sp ee d   o f   UAV    T h is   s ce n ar io   c o n s id er s   th e   v ar io u s   s p ee d   o f   UAV  to   d em o n s tr ate  th e f f icien cy   o f   ASR - FANE T .   Fig u r e   5   s h o ws th p er f o r m an ce   m etr ics o f   p r o p o s ed   f r am e wo r k   an d   two   r o u tin g   m eth o d   ( AODV   an d   OL S R )   f o r   s ce n ar io   2 .   Acc o r d in g   to   F i g u r 5 ( a)   th PDF  wer d ec r e ased   wh en   th UAV  s p ee d   wa s   in cr ea s ed   d u to   th p r o p o s ed   ASR - FANE T   c alcu lates  p ath s   b ased   o n   th lin k   u tili za tio n s .   T h p r o p o s e d   m eth o d   h as   h ig h   PDF  wh ile  AODV   an d   OL S R   ar lo wer .   Fi g u r e   5 (b )   s h o ws  th n u m b er   o f   p ac k ets  lo s in   [ 1 4 ]   an d   [ 1 5 ]   is   h ig h est,  wh ile  i n   o u r   p r o p o s ed   m eth o d   is   lo west.  ASR - FANE T   co n s id er s   a d ap tiv e   m eth o d   t o   r e d u ce   th n u m b er   o f   d r o p p ed   p ac k ets.  T h lo s p ac k et  is   in cr e ased   wh en   th n o d s p ee d   in cr e ased .   Acc o r d in g   to     Fi g u r 5 (c ) ,   ad a p tiv r o u tin g   s tr ateg y   o f   th ASR - FANE T   le ad s   to   s ig n if ican r ed u ctio n   in   av er ag E 2 E .   T h is   F ig u r s h o ws  th av er ag E 2 E   in cr ea s es  wh en   th UAVs  s p ee d   in cr ea s ed .   I n   Fig u r 5 ( d ) , th NR L   o f   th ese  p r o to co ls   is   in cr ea s es  with   h ig h   s p ee d   f o r   all  m eth o d s .   T h e   m eth o d - b ased   Ad ap tiv e   SDN  h as  lo w   NR L   th an   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8 7 0 8       A S R - F A N E T:  A n   a d a p tive  S DN - b a s ed   r o u tin g   fr a mewo r fo r   F A N E ( A la a   Ta ima   A lb u - S a lih )   4409   o th er   r o u tin g   m et h o d s   wh ile   th m eth o d s   in   AODV   an d   OL SR   h av h ig h   NR L .   W h e n   th e   UAVs’   s p ee d   in cr ea s es ,   NR L   in cr ea s e s   s ig n if ican tly ,   d u to   th n u m b er s   o f   lin k   ch an g es  is   in cr ea s ed .   I n   Fig u r 5 ( e ) ,   th e   th r o u g h p u t o f   o u r   p r o p o s ed   m eth o d   was d ec r ea s ed   wh en   th e   n o d s p ee d   was in cr ea s ed .   T h p r o p o s ed   m eth o d   h as  h ig h   th r o u g h p u a n d   PDF   wh ile  th m eth o d s   i n   tr ad i ti o n al  r o u tin g   p r o to co a r lo w er .   T h is   is   b ec a u s ASR - FA NE T   in cr ea s th n etwo r k   th r o u g h p u d u to   its   ad ap tiv ap p r o ac h ,   m ak in g   th co m m u n icatio n   p r o ce s s   m o r ef f icien t.           ( a)   ( b )         ( c)   ( d )       ( e)     Fig u r 4 .   T h p er f o r m a n ce   m e tr ics o f   ASR - FANE T ,   r ef   ( 2 6 )   an d   r e f   ( 2 7 )   f o r   s ce n ar io   1 ;   ( a )   PDF   ( b )   d r o p p ed   p ac k et , ( c)   E 2 E   d elay ,   ( d )   NR L ,   ( e)   t h r o u g h p u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   11 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 1 :   4 4 0 3   -   4 4 1 2   4410       ( a)   ( b )         ( c)   ( d )       ( e)     Fig u r 5 .   T h p er f o r m a n ce   m e tr ics o f   ASR - FANE T ,   R ef   ( 2 5 )   an d   R ef   ( 2 6 )   f o r   s ce n a r io   2 ;   ( a)   PDF,    ( b )   d r o p p ed   p ac k et,   ( c)   E 2 E   d elay ,   ( d )   NR L ,   ( e)   th r o u g h p u t       5.   CO NCLU SI O N   T h is   ar ticle  in tr o d u ce d   th A SR - FANE T   ar ch itectu r e,   n o v el  r o u tin g   s tr ateg y ,   wh ich   in clu d es  an   SDN - b ased   to p o lo g y   m a n ag e m en an d   r o u tin g   o f   FANE T .   T h p r im a r y   g o al  o f   ASR - FANE T   is   to   im p r o v e   its   n etwo r k   ef f icien cy   wh ile  tak in g   in to   ac c o u n all  r o u ti n g   co n s tr ain ts ,   s u ch   as  r ap i d   ch an g in g   n etwo r k   to p o lo g y ,   h ig h   UAV  m o b ilit y ,   in ter m itten lin k s   an d   lin k   q u ality   ch an g es.   T h p er f o r m a n c o f   ASR - FANE T   h as  b ee n   ev alu ate d   co m p ar ed   to   two   co m m o n   a d h o r o u ti n g   p r o to co ls   ( AODV   an d   OL SR ) .   R esu lt s   o f   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8 7 0 8       A S R - F A N E T:  A n   a d a p tive  S DN - b a s ed   r o u tin g   fr a mewo r fo r   F A N E ( A la a   Ta ima   A lb u - S a lih )   4411   s im u latio n   in d icate   th at  th e   p r o p o s ed   f r am ewo r k   ca n   r ed u ce   th av er a g E 2 E   d elay ,   n o r m alizin g   r o u tin g   lo a d   an d   d r o p p ed   p ac k ets,  an d   in cr ea s th th r o u g h p u an d   p ac k e d eliv er y   f r ac tio n .   I n   th f u tu r wo r k ,   we  p lan   to   ex ten d   o u r   f r am ewo r k   in to   o p t im al  FANE T   to p o lo g y   with   SDN  s tr ateg y   in   d ea d lin b ased   I o T   ap p licatio n .       RE F E R E NC E S     [1 ]   L.   G u p ta,  R.   Ja in   a n d   G .   Va sz k u n ,   S u rv e y   o Im p o rtan Iss u e in   UA Co m m u n ica ti o n   Ne tw o rk s,   i n   IEE E   Co mm u n ica ti o n S u rv e y and   T u t o ria ls ,   v o l.   1 8 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 2 3 - 1 1 5 2 ,   S e c o n d q u a rter   2 0 1 6 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /COM S T. 2 0 1 5 . 2 4 9 5 2 9 7 .   [2 ]   H.  S h a k h a tre h   e a l .,  Un m a n n e d   Ae rial  Ve h icle (UA Vs ):  S u rv e y   o n   Ci v il   Ap p li c a ti o n a n d   Ke y   Re se a rc h   Ch a ll e n g e s,   i n   IEE E   Acc e ss ,   v o l.   7 ,   p p .   4 8 5 7 2 - 4 8 6 3 4 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ACCES S . 2 0 1 9 . 2 9 0 9 5 3 0 .   [3 ]   I.   Be k m e z c i,   O.  K.  S a h in g o z ,   a n d   S .   Tem e l,   F ly i n g   a d - h o c   n e tw o rk (F AN ET s):  su r v e y .   A d   Ho c   Ne two rk s,   v o l.   11 ,   n o .   3 ,   p p .   1 2 5 4 - 1 2 7 0 ,   d o i d o i. o r g /1 0 . 1 0 1 6 / j . a d h o c . 2 0 1 2 . 1 2 . 0 0 4 .   [4 ]   O.  K.   S a h i n g o z ,   Ne two r k in g   m o d e ls  in   fly in g   a d - h o c   n e tw o rk s   ( F AN ET s):  Co n c e p ts   a n d   c h a ll e n g e s ,   J o u r n a l   o f   In telli g e n a n d   Ro b o ti c   S y ste ms v o l.   74 ,   n o .   1 - 2 ,   p p .   5 1 3 - 5 2 7 ,   2 0 1 4 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s 1 0 8 4 6 - 0 1 3 - 9 9 5 9 - 7 .   [5 ]   M .   A.   Kh a n ,   S .   M .   Riaz ,   R.   M .   As if,   a n d   A.  S h a h ,   Re v iew   o f   c o m m u n ica ti o n   p ro t o c o ls  f o F AN ET s:(F ly i n g   a d - h o c   n e tw o rk s) ,   I n   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   En g i n e e rin g   a n d   Eme rg in g   T e c h n o lo g ies ,   2 0 1 5 .   [6 ]   M .   B .   Ya ss e in   a n d   N.   Alh u d a ,   F ly in g   a d - h o c   n e tw o rk s:   Ro u ti n g   p ro t o c o ls,   m o b il it y   m o d e ls,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o Ad v a n c e d   C o m p u ter   S c ien c e   a n d   Ap p li c a ti o n (IJ AC S A) n o .   7 ,   n o .   6 ,   2 0 1 6 ,     d o i:   1 0 . 1 4 5 6 9 /IJACSA. 2 0 1 6 . 0 7 0 6 2 1 .   [7 ]   O.  K.  S a h in g o z ,   " M o b il e   n e two rk in g   with   UA Vs Op p o rt u n it ies   a n d   c h a ll e n g e s,"   2 0 1 3   I n ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Un ma n n e d   Ai rc ra f S y ste ms   (ICUAS ) ,   Atla n ta,  G A,  USA,   2 0 1 3 ,   p p .   9 3 3 - 9 4 1 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ICUAS. 2 0 1 3 . 6 5 6 4 7 7 9 .   [8 ]   M .   H.  Tare q u e ,   M .   S .   Ho ss a in ,   a n d   M .   At iq u z z a m a n ,   On   th e   ro u ti n g   in   F ly i n g   A d   Ho c   Ne two rk s,   2 0 1 5   Fed e ra ted   Co n fer e n c e   o n   C o mp u ter   S c ien c e   a n d   I n fo rm a t io n   S y ste ms   (Fed CS IS ) ,   L o d z ,   P o la n d ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 - 9 ,     d o i:   1 0 . 1 5 4 3 9 / 2 0 1 5 F 0 0 2 .   [9 ]   O.  S .   Ou b b a ti ,   M .   Atiq u z z a m a n ,   P .   Lo re n z ,   M .   H.  Tare q u e   a n d   M .   S .   Ho ss a in ,   Ro u ti n g   i n   F ly i n g   Ad   H o c   Ne two rk s:  S u r v e y ,   Co n stra in ts,  a n d   F u t u re   Ch a ll e n g e   P e rsp e c ti v e s,   in   IEE Acc e ss ,   v o l.   7 ,   p p .   8 1 0 5 7 - 8 1 1 0 5 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ACCE S S . 2 0 1 9 . 2 9 2 3 8 4 0 .   [1 0 ]   Y.  Li u ,   H.   N.   Da i,   Q.   Wan g ,   M .   K.  S h u k la,   a n d   M.   Im ra n ,   Un m a n n e d   a e rial  v e h icle   f o in tern e o f   e v e ry t h i n g :   Op p o r tu n it ies   a n d   c h a ll e n g e s ,   Co mp u ter   Co mm u n ica ti ons v o l.   1 5 5 ,   p p .   6 6 - 8 3 ,   2 0 2 0 ,     d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . c o m c o m . 2 0 2 0 . 0 3 . 0 1 7 .   [1 1 ]   A.  D.  B o u rsia n is   e a l . ,   In ter n e t   o f   Th i n g s   (Io T)  a n d   A g ricu lt u ra Un m a n n e d   Ae rial  Ve h icle (U AV s)  in   S m a rt  F a rm in g A C o m p re h e n si v e   Re v i e w ,   In ter n e o T h i n g s p .   1 0 0 1 8 7 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 / j. i o t. 2 0 2 0 . 1 0 0 1 8 7 .   [1 2 ]   M .   M o z a ffa ri,   W.   S a a d ,   M .   Be n n is ,   a n d   M .   De b b a h ,   M o b il e   U n m a n n e d   Ae rial  Ve h icle (UA V s)  fo En e rg y - Eff icie n I n tern e t   o f   T h in g C o m m u n ica ti o n s,   i n   I EE E   T ra n sa c ti o n o n   W ire les Co mm u n ica ti o n s ,   v o l.   1 6 ,   n o .   1 1 ,   p p .   7 5 7 4 - 7 5 8 9 ,   No v .   2 0 1 7 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T WC . 2 0 1 7 . 2 7 5 1 0 4 5 .   [1 3 ]   M .   F .   Kh a n ,   K.  L .   A.  Ya u ,   R.   M .   No o r,   a n d   M .   A.  Im ra n ,   Ro u ti n g   sc h e m e in   F AN ET s:  su rv e y ,   S e n so rs   v o l.   20 ,   n o .   1 ,   p p 38 ,   d o i:   1 0 . 3 3 9 0 /s2 0 0 1 0 0 3 8 .   [1 4 ]   M .   A.   Kh a n ,   I.   U.   Kh a n ,   A.   S a fi,   a n d   I.   M .   Qu e rsh i ,   Dy n a m ic  ro u ti n g   in   fly i n g   a d - h o c   n e two r k u sin g   t o p o lo g y - b a se d   ro u ti n g   p ro t o c o ls ,   Dr o n e s v o l .   2 ,   n o .   3 ,   p p 27 2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 3 3 9 0 /d r o n e s2 0 3 0 0 2 7 .   [1 5 ]   S .   Be ra ,   S .   M isra   a n d   A.   V.   Va silak o s,   S o ftwa re - De fin e d   Ne two r k in g   f o r   In ter n e o Th i n g s:   S u rv e y ,   in   IEE E   In ter n e o f   T h in g s J o u r n a l ,   v o l.   4 ,   n o .   6 ,   p p .   1 9 9 4 - 2 0 0 8 ,   De c .   2 0 1 7 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 /JIOT. 2 0 1 7 . 2 7 4 6 1 8 6 .   [1 6 ]   O.  S a m Ou b b a ti ,   M .   Atiq u z z a m a n ,   T.   A .   Ah a n g e r ,   a n d   A.  I b ra h i m ,   S o ftwa riza ti o n   o f   UA Ne two rk s:  S u r v e y   o Ap p li c a ti o n a n d   F u t u r e   Tren d s,   in   IEE Acc e ss ,   v o l.   8 ,   p p .   9 8 0 7 3 - 9 8 1 2 5 ,   2 0 2 0 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ACCES S . 2 0 2 0 . 2 9 9 4 4 9 4 .   [1 7 ]   A.  Ra m a p ra sa th ,   A.  S rin i v a sa n ,   C.   H.  L u n g ,   a n d   M .   St - Hilaire ,   In telli g e n wire les a d   h o c   ro u ti n g   p r o t o c o a n d   c o n tro ll e fo UA n e two rk s ,”   I n   Ad   H o c   Ne two rk s ,   S p r in g e r,   Ch a m ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 3 1 9 - 5 1 2 0 4 - 4 _ 8   [1 8 ]   T.   Da p p e e   S il v a ,   C.   F .   Em y g d io   d e   M e lo ,   P .   Cu m in o ,   D.  Ro s á rio ,   E.   Ce rq u e ira ,   a n d   E.   P ig n a to n   d e   F re it a s,   S TF AN ET S DN - Ba se d   T o p o l o g y   M a n a g e m e n fo r   F l y i n g   Ad   Ho c   Ne two r k ,   in   IEE E   Acc e ss ,   v o l.   7 ,     p p .   1 7 3 4 9 9 - 1 7 3 5 1 4 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ACCE S S . 2 0 1 9 . 2 9 5 6 7 2 4 .   [1 9 ]   G .   S e c in ti ,   P .   B.   Da rian ,   B.   Ca n b e rk ,   a n d   K .   R.   C h o wd h u r y ,   Re sil ien e n d - to - e n d   c o n n e c ti v it y   f o s o ftwa re   d e fin e d   u n m a n n e d   a e rial  v e h icu lar  n e tw o rk s,   2 0 1 7   IE EE   2 8 th   An n u a In t e rn a ti o n a S y mp o si u o n   Pe rs o n a l,   In d o o r,  a n d   M o b il e   R a d io   Co mm u n ic a ti o n (P IM RC) ,   M o n trea l,   QC,   Ca n a d a ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 - 5 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /P I M RC.2 0 1 7 . 8 2 9 2 7 7 2 .   [2 0 ]   H.  Iq b a l,   J.  M a ,   K.  S tran c ,   K.  P a lme r ,   a n d   P .   Be n b e n e k ,   so ft wa re - d e fin e d   n e two rk in g   a rc h it e c tu re   fo a e rial  n e two rk   o p t imiz a ti o n ,   2 0 1 6   IE EE   Ne tS o f Co n fer e n c e   a n d   W o rk sh o p (Ne tS o ft ) ,   S e o u l ,   Ko re a   (S o u t h ),   2 0 1 6 ,     p p .   1 5 1 - 1 5 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /NET S OFT . 2 0 1 6 . 7 5 0 2 4 6 2 .   [2 1 ]   Z.   Yu a n ,   X.  Hu a n g ,   L .   S u n ,   a n d   J.  Jin ,   S o ftwa re   d e fin e d   m o b il e   se n so n e two r k   fo r   m icro   UA sw a rm ,   2 0 1 6   IEE E   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Co n tro a n d   R o b o ti c E n g in e e rin g   (ICCRE ) ,   S i n g a p o re ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 - 4 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ICCRE . 2 0 1 6 . 7 4 7 6 1 4 0 .   [2 2 ]   W.  Qi,   Q.  S o n g ,   X.  K o n g ,   a n d   L.   G u o ,   traffic - d iffere n ti a te d   ro u ti n g   a lg o rit h m   in   F ly i n g   Ad   Ho c   S e n so r   Ne two rk with   S DN   c l u ste c o n tro ll e rs ,   J o u rn a o t h e   Fra n k li n   In stit u te v o l.   3 5 6 ,   n o .   2 ,   p p .   766 - 7 9 0 2 0 1 9 ,     d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . jfran k l in . 2 0 1 7 . 1 1 . 0 1 2   [2 3 ]   K.  Ch e n ,   S .   Zh a o ,   a n d   N.   Lv ,   Ne two rk   m o n it o r in g   i n fo rm a ti o n   c o ll e c ti o n   i n   t h e   S DN - e n a b le d   a irb o rn e   tac ti c a n e two rk ,”   I n ter n a ti o n a J o u rn a o Aer o sp a c e   E n g i n e e rin g ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 1 8 /1 9 4 0 8 4 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   11 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 2 1 :   4 4 0 3   -   4 4 1 2   4412   [2 4 ]   M .   Alh a rt h i,   A.  M .   Tah a ,   a n d   H .   S .   Ha ss a n e in ,   An   Arc h it e c t u r e   fo S o ftwa re   De fin e d   Dr o n e   Ne two rk s,   ICC  2 0 1 9 - 2 0 1 9   I EE I n ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   C o mm u n ica ti o n (ICC) ,   S h a n g h a i,   C h in a ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 - 5 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ICC. 2 0 1 9 . 8 7 6 1 9 6 8 .   [2 5 ]   R.   Kirich e k ,   A.  Vla d y k o ,   A.   P a ra m o n o v ,   a n d   A.   Ko u c h e ry a v y ,   S o ftwa re - d e fin e d   a rc h it e c tu re   f o fl y in g   u b i q u it o u s   se n so n e two rk i n g ,   2 0 1 7   1 9 th   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   A d v a n c e d   Co mm u n ica t io n   T e c h n o lo g y   (ICAC T ) P y e o n g Ch a n g ,   Ko re a   (S o u t h ),   2 0 1 7 ,   p p .   1 5 8 - 1 6 2 ,   d o i:   1 0 . 2 3 9 1 9 /I CACT. 2 0 1 7 . 7 8 9 0 0 7 6 .   [2 6 ]   K.  S in g h   a n d   A .   K .   Ve rm a ,   Ex p e rime n tal  a n a ly sis  o AO DV ,   DS DV   a n d   OL S r o u ti n g   p r o t o c o f o fl y in g   a d h o c   n e two rk (F AN ET s), ”  2 0 1 5   IE EE   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   El e c trica l,   Co m p u ter   a n d   C o mm u n ic a ti o n   T e c h n o l o g ies   (ICECCT ) ,   C o imb a to re ,   In d ia,  2 0 1 5 ,   p p .   1 - 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ICE CCT . 2 0 1 5 . 7 2 2 6 0 8 5 .   [2 7 ]   S .   R o sa ti ,   K .   Kr u ż e lec k i,   G .   He it z ,   D.  F lo re a n o ,   a n d   B.   Rim o ld i,   Dy n a m ic  Ro u ti n g   fo r   F l y i n g   Ad   Ho c   Ne two rk s,   in   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Veh icu la T e c h n o lo g y ,   v o l.   6 5 ,   n o .   3 ,   p p .   1 6 9 0 - 1 7 0 0 ,   M a rc h   2 0 1 6 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T VT. 2 0 1 5 . 2 4 1 4 8 1 9 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS         Ala a   T a im a   Alb u - sa li h   re c e iv e d   th e   B. S c .   d e g re e   i n   Co m p u ter  E n g i n e e rin g   fro m   Un i v e rsity   o f   Al - Qa d isiy a h ,   Ira q   i n   2 0 0 5 ,   t h e   M .   S c   d e g re e   in   I n fo rm a ti o n   Tec h n o lo g y   fro m   Ba b y lo n   Un iv e rsity ,   Ira q   i n   2 0 1 3   a n d   t h e   P h . D.   d e g re e   in   Co m p u ter  E n g in e e rin g   a t   F e rd o ws u n i v e rsit y   o M a sh h a d ,   M a sh h a d ,   Ira n    i n   2 0 1 8 .   His  re se a rc h   in tere sts  in c l u d e   wire les se n so n e two r k s,   m o b il it y   m o d e ls,   ro u ti n g ,   so ft wa re - d e fin e d   n e tw o rk i n g ,   i n ter n e o f   t h in g s ,   m a t h e m a ti c a m o d e li n g ,   o p t imiz a ti o n ,   Un m a n n e d   Ae rial  Ve h icle   a n d   h e   h a v e   se v e ra p u b li c a ti o n s   in   th e se   field s.         H a y d e r   Ay a d   K h u d h a ir   is  c o m p lete d   B. S c .   in   Co m p u ter  S c i e n c e a Ba b y lo n   U n iv e rsit y ,   Ba b il ,   Ira q .   Re c e iv e   h is   M .   S c   ( m a ste r)  in   C o m p u ter   S c ien c e i n   t h e   y e a o f   2 0 1 4   fro m   th e   c o ll e g e   o c o m p u ter   sc ien c e a Ba b y lo n   U n iv e rsit y   a we ll   h i P h d .   d e g re e   fro m   Ba b y l o n   Un iv e rsity ,   c o ll e g e   o f   in f o rm a ti o n   tec h n o l o g y   in   2 0 1 9 .   He   is   c u rr e n tl y   wo r k in g   a s   a   lec tu re r   in   Al - Na jaf  Ed u c a ti o n   Dire c to ra te.   His  re se a rc h   in   m a ste d e g re e   in tere sts  Ad - H o c   n e tw o rk s   late n c y   ti m e   a n d   h is  re se a rc h   in   P h d .   d e g re e   in tere sts  Wi re les S e n so Ne two rk   c o v e ra g e   a n d   c o n n e c ti v it y ,   d a ta  m in in g ,   m a c h in e   lea rn in g   a re g re ss io n   a n a ly sis  a n d   h e   h a v e   se v e ra p u b li c a ti o n s in   th e se   field s.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.