I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o f  A d v an c e s   i n   A p p l i e d   S c i e n c e s   (I JA A S )   V o l .   1 5 ,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   20 2 6 ,   pp .   1316 ~ 1333   IS S N :   2252 - 8814 ,  D O I :   10. 1 1591 / i j a a s . v 1 5 . i 3 . pp 1316 - 1 333             1316     Jou r n al   h o m e pa ge :  ht t p: / / i j aas . i a e s c or e . c om   Fl y i n g   a d   h o c   n e t w o r k   a p p l i c a t i o n s,   m o b i l i t y   m o d e l s,  r o u t i n g   p r o t o c o l s ,   a n d   c h a l l e n g e s:   a  r e v i e w       Tah e r   M .   G h a z al 1 , 2 , 3 ,   N ab i l   El   K ad h i 4 ,   M u n i r   A h m ad 5 , 6   1 D e p a rt m e n t   o f   N e t w o rk s   a n d   Cy b e r s e c u ri t y ,   H o u ra n i   C e n t e r  fo r  A p p l i e d   S c i e n t i fi c   R e s e a rc h ,   A l - A h l i y y a   A m m a n   U n i v e r s i t y ,     A m m a n ,   J o rd a n   2 F a c u l t y   o f  C o m p u t i n g   a n d   IT ,   S o h a r  U n i v e r s i t y ,   S o h a r,   O m a n   3 Ce n t e r   f o r   C y b e r   S e c u ri t y ,   F a c u l t y   o f  In fo r m a t i o n   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   U n i v e r s i t i   K e b a n g s a a n   M a l a y s i a ,   Ba n g i ,   M a l a y s i a   4 D e p a rt m e n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   C o l l e g e   o f   A r t s   a n d   S c i e n c e s ,   A p p l i e d   S c i e n c e   U n i v e r s i t y ,   E a s t   A l - E k i r ,   K i n g d o m   o f   Ba h ra i n   5 Co l l e g e   o f  In fo r m a t i c s ,   K o re a   U n i v e r s i t y ,   S e o u l ,   S o u t h   K o r e a   6 J a d a ra   Re s e a rc h   Ce n t e r,   J a d a ra   U n i v e r s i t y ,   Irb i d ,   J o rd a n       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d  N ov   2,   2024   R e v i s e d  J ul   25,   202 6   A c c e pt e d  A ug  13 ,   2026       A ppl i c a t i o ns   o f   u nm a nn e d   a e r i a l   v e hi c l e s   ( U A V s )   a r e   r a p i d l y   i nc r e a s i ng   i n   s ur v e i l l a nc e ,   d i s a s t e r   m a na g e m e n t ,   p r e c i s i o n  a g r i c u l t u r e ,   l o g i s t i c s ,   e nv i r o nm e nt a l   m o ni t o r i ng ,   a nd  i n t e l l i g e nt   t r a ns po r t a t i o n   s y s t e m s .   U A V s / dr o ne s   h a v e   m a de   t he i r   w a y   t o w a r ds   t he   a pp l i c a t i o n  o f   a d  ho c   ne t w o r k s .   M ul t i pl e   i n t e r c o nne c t e d   U A V s   f l y i ng   t o g e t he r   h a ve   p r e s e n t e d   u s   w i t h   a   ne w   t y pe   o f   a d  ho c   ne t w o r k   kno w n  a s   f l y i ng   a d  ho c   ne t w o r k s   ( F A N E T s ) .   W hi l e   m ul t i pl e   s m a l l   U A V s   a c t i ng   a s   a   F A N E T   o f f e r   a   l o t   o f   be ne f i t s ,   t h e r e   a r e   a l s o   s e v e r a l   c ha l l e ng e s   c o nc e r ni ng   t hi s   t y pe   o f   ne t w o r k.   T hi s   s t udy   pr e s e n t s   a   s y s t e m a t i c   l i t e r a t ur e   r e v i e w   ( S L R )   o f   F A N E T   t e c hno l o g i e s   by   r e v i e w i ng   r e c e n t   l i t e r a t u r e   pub l i s h e d   be t w e e n  2017   a n d   2025   f r o m   I E E E   X p l o r e ,   S c o pus ,   S c i e nc e D i r e c t ,   a n d   G o og l e   S c ho l a r   da t a ba s e s .   A   s t r uc t u r e d  r e v i e w   m e t ho do l o gy   ba s e d  o n  i nc l u s i o n  a n d   e xc l us i o n  c r i t e r i a   w a s   a do pt e d  t o   a na l y z e   m o r e   t h a n  1 50  r e s e a r c h  a r t i c l e s .   T he   s t udy   pr e s e n t s   a   c o m pr e he n s i v e   t a xo no m y   of   F A N E T   m o bi l i t y   m o de l s   a nd   r o ut i ng   p r o t o c o l s ,   a l o ng   w i t h   a  c o m pa r a t i v e   a na l y s i s   o f   c o m m uni c a t i o n   a r c hi t e c t u r e s ,   t r a j e c t o r y   o pt i m i z a t i o n  m e t ho ds ,   a nd  i m pl e m e nt a t i o n  c ha l l e ng e s .   T h e   f i n di ng s   r e v e a l   t h a t   r o u t i ng   e f f i c i e nc y ,   a d a pt i v e   m o bi l i t y   m o de l s ,   s e c ur e   c o m m uni c a t i o n ,   e n e r g y   o pt i m i z a t i o n,   a nd   s c a l a bl e   a r c hi t e c t u r e s   a r e   t h e   m a j o r   d e t e r m i na nt s   o f   F A N E T   pe r f o r m a nc e .   T hi s   a r t i c l e   c o nc l ude s   t h a t   g oo d  c o nne c t i v i t y ,   i m pr o v e d  s e c ur i t y ,   e f f e c t i v e   r o ut i ng ,   c a r e f u l l y   s e l e c t e d   m o bi l i t y   m o de l s,   a nd  t he   a r c hi t e c t u r e   o f   F A N E T   no de s   a r e   k e y   pa r a m e t e r s   f o r   o bt a i ni ng   o pt i m a l   r e s u l t s .   Ke y w or d s :   A d  h o c   n e t   F l y i n g   a d   h o c   n e t w o r ks   M ob i l i t y   m o de l s   Ro ut i n g  p r o t o c o l s   S e c ur i t y   i s s ue s   U n m a nn e d   a e r i a l   v e h i c l e   T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   M uni r   A hm a d   Co l l e ge   of   In f o r m a t i c s ,   K o r e a   U n i v e r s i t y   S e o ul   02841,   S o ut h   K o r e a   E m a i l :   m u ni ra h m a d @ i e e e . o r g     1.   I N TR O D U C TI O N   F l y i n g   a d   h o c   n e t w o r ks   (F A N E T s )   ha v e   e m e r ge d   a s   a   c r i t i c a l   a dv a n c e m e nt   i n  w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n ,   e n a b l i ng  u n m a nn e d  a e r i a l   v e h i c l e s   ( U A V s )   t o   f un c t i o n  a s   a u t o n o m o us   n o de s   w i t h i n  d y n a m i c   a nd  hi g h l y   m o b i l e   n e t w o r k  s t r uc t u r e s .   D e s pi t e   t h e i r   n u m e r o us   a ppl i c a t i o n s   i n  s u r v e i l l a n c e ,   s e a r c h  a n d   r e s c ue ,   m i l i t a r y   r e c o nn a i s s a n c e ,   a n d   d i s a s t e r   r e c o ve ry ,   F A N E T s   f a c e   s i g n i f i c a n t   c h a l l e n ge s .   T h e s e   c h a l l e n g e s   i n c l ude   h i g h   m o b i l i t y ,   f r e que nt   t o po l o g y   c h a nge s ,   l o w   n o de   de n s i t y ,   e n e r gy   l i m i t a t i o n s ,   a n d   c o m pl e x  r o ut i n g   m e c ha n i s m s .   T h e   c u rr e nt   r e s e a r c h   l a c k s   a   c o m pr e h e n s i v e   f r a m e w o r k  t ha t   o pt i m a l l y   a dd r e s s e s   t h e s e   i s s ue s   w h i l e   e n s u ri n g   s e a m l e s s   c o m m u n i c a t i o n,   e ff i c i e n t   r o ut i ng,   a n d   f a ul t   t o l e ra n c e   i n  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       F l y i ng   ad   ho c   n e t w or k   app l i c at i ons ,   m obi l i t y   m od e l s ,   r ou t i ng   pr ot o c ol s ,   and  …  ( T ahe r   M .   G haz al )   1317   F A N E T s .   T h e r e f o r e ,   t h e r e   i s   a   n e e d  t o   de v e l o p  a n  e f f i c i e nt ,   a da p t i v e ,   a n d   s c a l a b l e   m o de l   i n  d i v e r s e   o pe r a t i o n a l   e n v i r o nm e nt s .   In   r e c e n t   t i m e s ,   t h e   a ppl i c a t i o n   of   U A V s / dr o n e s   i s   r a n gi n g  f r o m   r e s e a r c h   t o   c om m e r c i a l   d o m a i n s ,   i n c l udi n g  r e a l - t i m e   s ur ve i l l a n c e ,   r e c o n n a i s s a n c e   m i s s i o n s ,   g oo d s   d e l i ve r y ,   a n d  e n v i r o n m e n t   m o n i t o r i n g     [1] – [ 5] .   N e t w o r k s   pl a y   a   v i t a l   r o l e   i n   t e c h n o l ogi c a l   a d v a n c e m e n t s .   W i t h   e vo l vi n g  t e c h n o l o gi e s ,   n e t w o r k s   a r e   a l s o   r a pi dl y   a n d  d y n a m i c a l l y   e vol v i n g.   U A V s / dr o n e s   h a v e   a l s o   m a d e   t h e i r   w a y   t o   t h e   di s t r i b ut i o n   of  n e t w o r ks   ope n i n g  up  a   n e w   d o m a i n   of   n e t w o r k s   c a l l e d  F A N E T s .   F A N E T s   c a n   be   c a t e g o r i z e d  a s   a   s u bc l a s s   of  m ob i l e   a d  h oc   n e t w o r ks   ( M A N E T s )   w h e r e   m ul t i pl e   m i c r o   a i r   ve h i c l e s / dr o n e s   a r e   u s e d  t o  pr ovi d e   a   c o m m un i c a t i o n   n e t w o r k.   T h e s e   U A V s   o r ga n i z e   t h e m s e l ve s   a ut o n o m o u s l y   a n d  w i r e l e s s l y   c o m m un i c a t e   w i t h   e a c h   o t h e r ,   a n d   a   l i n k   i s   e s t a b l i s h e d  w i t h   a   g r o un d  s t a t i o n   [6] .   T h e   a ut o n o m y   of   t h e   U A V s   w o r ki n g  i n   a   F A N E T   de pe n d s   up o n   t h e   a ppl i c a t i o n   a n d   n e t w o r k  t y p e ,   w h e t h e r   t h e   n o de s   a r e   c o n t r o l l e d  a n d  o p e r a t e d   by   a   gr o un d  s t a t i o n   o r   a ut o n o m o u s l y   c o n t r o l l e d  by   t h e   U A V s   t h e m s e l ve s .   T h e   c o m pl e x  a n d  r a pi dl y   c h a n gi n g  r e qui r e m e n t s   of   c o m m un i c a t i o n   n e t w o r ks   r e qui r e   a   m o r e   s u b t l e ,   m ob i l e   a n d  c o m pr e h e n s i ve   a r c h i t e c t ur e ,   t h a t   i s   t h e   r e a s o n   F A N E T s   o ut s c o r e   c o n ve n t i o n a l   s a t e l l i t e   c o m m un i c a t i o n   s y s t e m s   a s   t h e   c o n ve n t i o n a l   s a t e l l i t e   t e c h n o l o g y   r e qui r e s   m a s s i ve   f i x e d  g r o un d  a n d  s pa c e   i n f r a s t r u c t ur e ,   a l s o   t h e   h i gh e r   c o m m un i c a t i o n   l a t e n c y   i n   di ffe r e n t   a ppl i c a t i o n   s c e n a r i o s   c a n   s e r i ous l y   a ffe c t   t h e   ove r a l l   p e r fo r m a n c e   of   t h e   r e s p e c t i ve   a ppl i c a t i o n .   It   ha s   b e e n   s e ve r a l   y e a r s   s i n c e   s i n gl e   d r o n e / U A V   s y s t e m s   w e r e   a pp l i e d  a c r o s s   di f f e r e n t   do m a i n s   t o   a c c o m pl i s h  m i s s i o n s .   T h e s e   s y s t e m s   e m pl oy   a   s i n g l e   l a r ge   U A V   t ha t   i s   c o nn e c t e d  w i t h  a   c o n t r o l   s t a t i o n   ha v i ng  a   g r o un d   i n f ra s t r uc t u r e .   T h i s   c o nn e c t i v i t y   w i t h   t h e   g r o u n d  i n f r a s t r uc t u r e   r e qui r e s   c o m pl e x  h a r dw a r e   o n b o a r d  t h e   U A V   [7] .   S i ngl e   U A V   s y s t e m s   a r e   c o m pl e x  a n d   v ul n e ra b l e ;   f a i l u r e   o f   t h e   U A V   c a n  c a us e   s e r i o us   i m pl i c a t i o n s   for   t h e   w h o l e   m i s s i o n  a nd   c a n  e v e n   c a u s e   a   c o m pl e t e   f a i l u r e   [8] .   O w i n g   t o   t h i s   f ra gi l i t y   a n d   v ul n e r a b i l i t y ,   a n d   a dv a n c e m e n t s   i n   e m b e dde d  s y s t e m s   a n d   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n s ,   m ul t i p l e   s m a l l   dr o n e s / U A V   c a n   b e   o r ga ni z e d   t o   w o r k  s i m u l t a n e o us l y   a t   c o m pa ra t i v e l y   l ow e r   c o s t s   t h a n  a   s i n g l e   U A V   s y s t e m .   T h e   m ul t i   d r o n e / U A V   s y s t e m s   c a n  o v e r c o m e   t h e   b a s i c   pr o b l e m s   of   s i n g l e   U A V   s y s t e m s   a n d  c a n  off e r   r e l i a b i l i t y   a n d   r e du n d a n c y .   W h e n  m u l t i pl e   n o de s   a r e   i nt e r o pe r a t e d   f a i l u r e   o f   a   s i ngl e   n o de   w i l l   n o t   a f fe c t   t h e   c o m pl e t e   s y s t e m ,   w h e r e a s   t h e   f a i l u r e   o f   a   p r o po r t i o n   o f   t h e   n o de s   m i g h t   i m p a c t   t h e   pe r f o r m a n c e   of  t h e   s y s t e m ,   b ut   i t   w i l l   n o t   j e o pa r d i z e   t h e   w h o l e   m i s s i o n  [ 8] – [10] .   T h e   pe r f o r m a n c e   a n d   a b i l i t y   o f   t h e   m u l t i   dr o n e / U A V   s y s t e m s   c a n   b e   e nha n c e d  a nd   i m p r o ve d  by   a ddi ng  m o r e   n o de s   t o   t h e   s y s t e m .   T h e   c o m m u ni c a t i o n  a r c h i t e c t ur e   i s   f urt h e r  d i v i de d  i nt o   t w o   s ubc a t e go r i e s   i n  m ul t i   d r o n e / U A V   s y s t e m   [11] .   T h e   l o c a l i z a t i o n   da t a   n e e ds   t o   b e   upda t e d  f r e que n t l y   due   t o   t h e   dy n a m i c   a n d   h i g hl y   m ob i l e   m o ve m e n t   o f   n o de s   i n   a l m o s t   a l l   t y pe s   of   F A N E T s   [12] .   T a b l e   1  c o m pa r e s   t hr e e   t y pe s   of   w i r e l e s s   a d  h o c   n e t w o r ks :   M A N E T s ,   v e h i c u l a r  a d   h o c   n e t w o r ks   (V A N E T s ),   a n d   F A N E T s .   A l t h o ug h  a l l   t hr e e   n e t w o r ks   s uppo r t   a d   h o c   c o m m u ni c a t i o n  w i t h o ut   f i xe d  i n f ra s t r uc t u r e ,   t h e y   di f fe r   s i g n i f i c a nt l y   i n   t h e i r  m o b i l i t y ,   c o m m uni c a t i o n  c ha ra c t e ri s t i c s ,   a n d   n e t w o r k  r e qu i r e m e n t s .   M A N E T s   c o n s i s t   o f   m o b i l e   de v i c e s   s uc h  a s   s m a r t p h o n e s   a n d  l a pt o ps ,   w hi c h  t y pi c a l l y   e xh i b i t   l o w   m o b i l i t y   a n d   hi g h  n o de   de n s i t y .   V A N E T s   a r e   f o r m e d  by   ve h i c l e s   c o m m u n i c a t i ng   w i t h  e a c h  o t h e r  a nd   r o a ds i de   i n f r a s t r uc t u r e .   T h e y   h a v e   m e di um   m o b i l i t y ,   a s   v e h i c l e   m o v e m e n t   i s   c o n s t ra i n e d   by   r o a d   n e t w o r ks   a nd   c a n  of t e n   b e   p r e di c t e d.   F A N E T s   c o n s i s t   o f   U A V s   o r   dr o n e s   t ha t   e x hi b i t   h i g h  m o b i l i t y   a nd   r a p i d   t o po l o g y   c h a n g e s .   M A N E T s ,   V A N E T s ,   a n d   F A N E T s   d i f fe r   i n  m o b i l i t y ,   e n e rgy   c o n s t r a i n t s ,   a n d   c o m m u n i c a t i o n   m o de l s   [13] – [ 15] .   F A N E T s   e x hi b i t   hi g h  m o b i l i t y ,     l i n e - of - s i gh t   ( L O S )   c o m m u ni c a t i o n ,   a nd  l o w   n o de   de n s i t y .   T h e r e   a r e   s e v e r a l   di f f e r e n t   c h a l l e n ge s   f o r   F A N E T s   due   t o   t h e i r   s pe c i a l i z e d  c ha r a c t e r i s t i c s   a n d   f e a t u r e s   s uc h   a s   h i g h  m o b i l i t y ,   i nt e r c o nn e c t i v i t y   b e t w e e n   n o de s ,   dy n a m i c   t o po l o g y   c h a n ge s ,   l o w   n o de   de n s i t y ,   a n d  f re que n t   n e t w o r k  c ha n ge s .   A   s y s t e m a t i c   l i t e ra t u r e   r e v i e w   (S L R )  a nd  t a xo n o m y   fo r   t h e   c ha l l e n ge s   r e l a t e d  t o   F A N E T s   ha v e   b e e n   de v i s e d  i n  t h e   l a t t e r   p a rt   o f    t h i s   a r t i c l e .   A l t h o ug h  m a n y   s t udi e s   h a v e   e xpl o r e d  di f f e r e n t   a s pe c t s   o f   F A N E T s ,   s o m e   ke y   r e s e a r c h  ga ps   r e m a i n .   T h e r e   i s   a   l a c k  o f   s y s t e m a t i c   c o m pa r i s o n s   t o   e v a l ua t e   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   di ffe r e nt   r o ut i ng  a nd  m o b i l i t y   m o de l s   unde r  v a ri o us   c o n di t i o n s .   E x i s t i ng  m o de l s   do   n o t   e f f e c t i v e l y   us e   d y n a m i c   o pt i m i z a t i o n   s t ra t e g i e s   t o  e nh a n c e   e f f i c i e n c y   a n d   f a ul t   t o l e ra n c e .   R e s e a r c h  ha s   m a i n l y   f o c u s e d  o n   c o nn e c t i v i t y   a nd  r o ut i n g   b ut   ha s   n o t   s uff i c i e n t l y   a dd r e s s e d  e n e r gy   c o n s t ra i nt s   a f f e c t i n g  U A V   pe r f o r m a n c e   a nd  n e t w o r k  du ra b i l i t y .   S e c ur i t y   c h a l l e n ge s ,   s uc h   a s   p r o t e c t i o n   a g a i n s t   c y be r   t hr e a t s   l i ke   j a m m i n g   a n d  u na u t h o ri z e d  a c c e s s ,   h a v e   r e c e i v e d   m i ni m a l   a t t e nt i o n.   A dd i t i o n a l l y ,   m o s t   s t ud i e s   r e l y   o n  s i m ul a t i o n s ,   w i t h  l i m i t e d  r e a l - w o r l d   de pl o y m e n t   t o   t e s t   pr o po s e d  m o de l s   unde r  p ra c t i c a l   c o n di t i o n s .   In  o r de r  t o   u nde r s t a n d   t h e   c ha l l e nge s   pe r t a i ni n g   t o   F A N E T s ,   it ’s   pe rt i n e n t   t o   u n de r s t a n d   d i f f e r e n t   a ppl i c a t i o n s   o f   t h e   F A N E T ,   a s   e a c h   a ppl i c a t i o n   c a n   ha v e   di f fe r e n t   i m pl i c a t i o n s   a n d   i m pa c t s   o n   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   F A N E T .   S e a r c h  que r i e s   us e d  t o   r e t r i e v e   l i t e r a t u r e   f r o m   G o o gl e   S c h o l a r  i n c l u de   F A N E T   a ppl i c a t i o n s ,   r o ut i n g   i n  F A N E T ,   F A N E T   m o b i l i t y   m o de l s ,   a n d   c ha l l e n ge s   i n   F A N E T .   T h e s e   t e r m s   w e r e   c a r e f ul l y   s e l e c t e d  t o   c ove r   a   b r o a d   r a nge   o f   t o pi c s   r e l a t e d  t o   F A N E T s ,   f oc us i n g   o n  t h e i r  a ppl i c a t i o n s ,   r o ut i n g   s t ra t e gi e s ,   m o b i l i t y   b e h a v i o r ,   a nd  t h e   m a j o r   c h a l l e n ge s   e n c o u nt e r e d  i n  t h e i r  de pl o y m e n t   a nd  pe r f o r m a n c e .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8814   Int   J   A dv   A ppl   S c i ,  V o l .   15,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   202 6 :   1316 - 1 333   1318   T a b l e   1 .   M A N E T ,   V A N E T ,   a n d   F A N E T   c o m pa r i s o n   Cl a s s     M A N E T   V A N E T   F A N E T   L i n k   t ype   A d   h o c         D i re c t   l i n k         S a t e l l i t e   ×   ×     Ce l l u l a r   ×       Ch a ra c t e ri s t i c s   D e g re e   o f  m o b i l i t y   L o w   M e d i u m   H i g h   M o b i l i t y   m o d e l s   R a n d o m   w a y - p o i n t   ( R W P )   P re d i c t i o n   b a s e d   S RC M ,   r e a l i s t i c   E n e r g y   l i m i t a t i o n s   H i g h   L o w   M e d i u m   Ra d i o   p ro p a g a t i o n   m o d e l   N L O S   N L O S   L O S   L o c a l i z a t i o n   m e t h o d   G P S   A s s i s t e d - G P S ,   d i ffe r e n t i a l   G P S   IM U   N o d e   d e n s i t y   H i g h   M e d i u m   L o w       O nl y   r e l e v a nt   r e s u l t s   w e r e   i n c l u de d  i n  t h e   r e v i e w ,   e xc l udi ng  r e s ul t s   t h a t   di d   n o t   c o nt a i n  ke y w o r ds   a n d  w e r e   o l de r   t ha n   2017 .   L i t e r a t u r e   f r o m   E l s e v i e r   a nd  I E E E   w a s   pr e f e rr e d  t o   b e   i n c l ude d  i n t o   t h e   r e v i e w .     A   c o m pr e h e n s i v e   t a b l e   ha s   b e e n   f o r m ul a t e d  w i t h   t h e   t o p  1 0  r e s ul t s   f r o m   e a c h   s e a r c h   que r y .   T h e   s e l e c t e d   l i t e r a t u r e   ha s   b e e n   r e v i e w e d  o n   t h e   b a s i s   o f   c ove r e d  a r e a s   o f   t h e   F A N E T ,   i n c l ud i n g   m o b i l i t y   m o de s ,   a ppl i c a t i o n s ,   t ra j e c t o r y   o pt i m i z a t i o n,   c o m m u ni c a t i o n  a r c hi t e c t ur e ,   r o ut i ng  p r o t o c o l s ,   a n d   c ha l l e nge s .   S o m e   of   t h e   c o m m o n   a ppl i c a t i o n s   a v a i l a b l e   i n  t h e   l i t e ra t u re   a r e   di s c us s e d  i n  s e c t i o n  3 .   S e c t i o n  4   di s c us s e s   t h e   m o b i l i t y   m o de l s   o f   t h e   F A N E T   a n d   t ra j e c t o r y   o pt i m i z a t i o n.   S e c t i o n   5   di s c us s e s   r o ut i ng   i n  t h e   F A N E T   w i t h  a   t a xo n o m y   of   r o ut i n g   p r o t o c o l s .   I n  s e c t i o n  6 ,   c h a l l e n ge s   a r e   r e v i e w e d  fo r   t h e   F A N E T .   F i na l l y ,   s e c t i o n   7   c o n t a i n s   c o n c l us i o n s   o f   t h e   a r t i c l e .   T hi s   r e v i e w   c ont r i b ut e s   t o w a r d  a ppl i e d  s c i e n c e s   a n d   i nt e l l i ge nt   c o m m uni c a t i o n   s y s t e m s   by   pr ov i di ng  r e s e a r c h e r s ,   e n gi n e e r s ,   a n d  po l i c y m a ke r s   w i t h   a   c o m pr e h e n s i v e   unde r s t a n d i n g   o f   F A N E T   a r c hi t e c t u r e s ,   o pe ra t i o n a l   l i m i t a t i o n s ,   a n d   e m e r g i n g   r e s e a r c h  di r e c t i o n s .       2.   R ELA TED   WO R K   S e v e r a l   F A N E T - r e l a t e d  t o pi c s   ha v e   b e e n   e xp l o r e d   a n d   i n v e s t i ga t e d   o v e r   t h e   l a s t   s e v e ra l   y e a r s ,   i n c l ud i ng   c o m pu t i n g   e n v i r o nm e nt s .   F o l l o w i n g   th is   t r e nd,   s e v e r a l   s t ud i e s   ha v e   b e e n  c o nduc t e d   t o   p r o v i d e  r e v i e w s   a nd  s o l v e   v a ri o us   F A N E T   d i f f i c ul t i e s .   N a z i b   a n d   M o h   [ 16 ]   e xp l o r e d  t h e   r o u t i n g   p r o t o c o l s   f o r   U A V   n e t w o r ks ,   w h i c h  i n c l ude d   t o po l o gy - b a s e d,   po s i t i o n - b a s e d,   hi e ra r c hi c a l ,   de t e rm i ni s t i c ,   s t o c ha s t i c ,   a n d     s o c i a l - ne t w o r k - b a s e d   p r o t o c o l s .   F o l l o w i ng   t ha t ,   t h e   r o u t i n g   p r o t o c o l s   w e r e   q u a l i t a t i v e l y   c o m pa r e d   i n  t e rm s   o f  t h e i r  p ri m a r y   f e a t u r e s ,   c ha ra c t e r i s t i c s ,   a n d   pe r f o r m a n c e .   S i l v a   e t   al .   [ 17]   i nt r o duc e d   S T F A N E T ,   a     s o f t w a r e - de f i n e d   n e t w o rki ng   (S D N ) - b a s e d   t o po l o gy   m a na g e m e n t   s y s t e m   f o r  F A N E T s .   B uj a ri   e t   a l .   [ 18]   a na l y z e d  v a ri o us   e x i s t i ng  m o b i l i t y   m o de l s   a nd  t h e i r  de pl o y m e n t   f o r  v a ri o us   F A N E T   a pp l i c a t i o n s .     C hri k i   e t   a l .   [1 9]   d i s c us s e d   F A N E T s   f r o m   t h e   s t a n d p o i nt   o f   c o m m u ni c a t i o n  a nd   t e c hni c a l   i s s ue s   b y   e v a l ua t i n g   F A N E T   r o u t i ng   p r o t o c o l s ,   m o b i l i t y ,   a n d   t ra j e c t o r y   o pt i m i z a t i o n  m o de l s .   K ha n  e t   a l .   [ 20]   i n v e s t i g a t e d   s e v e ra l   c o m m u ni c a t i o n   a r c hi t e c t u r e s ,   i n c l u di ng  e xi s t i ng   w i r e l e s s   t e c hn o l o g i e s ,   t o   a c hi e v e   s m o o t h   w i r e l e s s   c o nn e c t i v i t y .   I n  t e rm s   o f   de s i g n,   i t   w a s   de t e rm i n e d   t ha t   m ul t i - l a y e r   U A V   a d  h o c   n e t w o r ks   a r e   t h e   b e s t   c h o i c e .   N o o r   e t   al .   [2 1]   s t ud i e d  t h e   p ri m a r y   e n a b l i ng  c o m m u ni c a t i o n  t e c hn o l o gi e s   i n  t e rm s   o f   da t a   s pe e d ,   s pe c t r u m   t y pe ,   c o v e r a ge ,   a nd   l a t e n c y .   A pp l i c a t i o n  po s s i b i l i t i e s ,   a s   w e l l   a s   t h e   v i a b i l i t y   o f   ke y   e n a b l i ng   t e c hn o l o gi e s ,   w e r e   i n v e s t i g a t e d .   O ub b a t i   e t   al .   [ 22]   i n v e s t i ga t e d   t h e   m o v e m e nt   i n f o rm a t i o n  a nd   t h e   r e s i d ua l   e n e r gy   l e v e l   o f  c o m m u ni c a t i o n  s t a b i l i t y   i n  o r de r  t o   a nt i c i pa t e   t he   o c c urr e n c e   o f   a   s ud de n  c o nn e c t i o n  f a i l u r e .   S a di q   a n d   S a l a w ude e n   [23 ]   p r e s e n t e d   a n   e ndpo i nt   p a t h   t ra f f i c   m o de l   t o   e nha n c e   t h e   F A N E T   c o m m u ni c a t i o n  c o nne c t i o n.   L a ke w   e t   al .   [2 4]   p r o v i de d   U A V   c l a s s i f i c a t i o n,   c o m m u ni c a t i o n s   a nd   u t i l i t y   de s i g ns ,   a s   w e l l   a s   a   r e v i e w   of  c urr e nt   F A N E T   r o u t i ng   p r o t o c o l s .   S e ve r a l   s t u di e s   o n  F A N E T s   ha v e   b e e n   u n de r t a ke n  i n  t h e   l a s t   y e a r .   T hr o ug h o ut   t h e   c o m pr e h e nd   a n d   de t e r m i n e   t h e   l a t e s t   t r e n ds   i n  o u r  f i e l d  o f   r e s e a r c h ,   t h i s   s t ud y   a n a l y z e d   10  a c a de m i c   p a pe r s   us i n g   t h e   s e a r c h   ke y w o r d s   “ s ur v e y ”   a n d   “ f l y i n g  a d  h o c   n e t w o r ks ”   i n   t h e   l a s t   y e a r .   Lee  e t   al .   [25]   p r o po s e   a n   e n e r gy - a w a r e ,   pr e di c t i v e   f uz z y   l o gi c - b a s e d  r o ut i n g   s c h e m e   f o r   F A N E T s   (d r o n e   n e t w o r ks ).   It   us e s   n o de   s c o r i n g   ( m o ve m e n t   di r e c t i o n,   e n e r gy ,   l i nk  q ua l i t y ,   a n d   s t a b i l i t y )  t o   pr e v e n t   b r o a d c a s t   s t o rm s ,   a n d   a   f uz z y   s y s t e m   t o   s e l e c t   o pt i m a l   r o ut e s .  A r a f a t   a n d   M o h  [ 26]   s ugge s t e d   a   u ni que   Q - l e a rni n g - b a s e d  t o po l o g y - a w a r e   r o ut i n g   (Q T A R )  p r o t o c o l   fo r   F A N E T s   b a s e d  o n  Q - l e a rni n g .   T h e   de s i g n e d   r o ut i n g   pr o t o c o l   s o ugh t   t o   de l i v e r   r e l i a b l e   c o nn e c t i o n s   b e t w e e n   t h e   s o ur c e   a n d   de s t i na t i o n   by   e n ha n c i n g   r o ut i n g   d e c i s i o n s   by   t a ki ng  t w o - h o p  n e i g h b o r   n o de s   i nt o  a c c o un t   a nd  e xpa ndi ng  t h e   l o c a l   pe r s pe c t i v e   of   t h e   n e t w o r k  t o po l o g y .   K h a n  e t   a l .   [27]   o ffe r e d  a   r e v o l ut i o n a r y   r o ut i ng  a pp r o a c h   c a l l e d  t h e   f l y i n g   n a t u r e - i n s p i r e d  a l go ri t hm ,   w h i c h  i s   e s s e nt i a l l y   a n   a nt - b a s e d  a d  h o c   n e t w o r k  ( A nt H oc N e t )   e xt e n s i o n.   T h e   a u t h o r s   a l s o   c o n duc t e d  a   c a s e   s t udy   t o   b oos t   s i g n a l   po w e r   us i n g   a   de c i s i o n   t r e e   l e a rn i ng  t e c hni que .   B l o c kc h a i n   t e c hn o l o g y   ha s   t h e   po t e n t i a l   t o   e ff e c t i v e l y   a ddr e s s   Io T     s e c ur i t y   pr o b l e m s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       F l y i ng   ad   ho c   n e t w or k   app l i c at i ons ,   m obi l i t y   m od e l s ,   r ou t i ng   pr ot o c ol s ,   and  …  ( T ahe r   M .   G haz al )   1319   A b de l h a f i d h  e t   al .   [28]   c o n duc t e d   r e s e a r c h  i n  w hi c h  t h e y   c l a s s i f i e d  a s s a u l t s   a ga i n s t   Io T ,   V A N E T s ,   a n d   F A N E T s   s y s t e m s   b a s e d  o n  t h e i r  v ul n e r a b i l i t i e s   a nd   a l s o   i n v e s t i ga t e d  a   v a r i e t y   of   b l o c k c h a i n - b a s e d   s o l ut i o n s   f o r   Io T ,   V A N E T s ,   a nd   F A N E T s   s e c uri t y   a dv a n c e m e nt s .   Z e n g   a n d   Z ha n g   [29 ]   e xa m i n e d   t h e   us e   o f  r e i n f o r c e m e n t   l e a rn i ng  i n  s e v e r a l   F A N E T   c o n t e xt s   s uc h  a s   r o ut i ng  p r o t o c o l s ,   f l i g h t   t ra j e c t o r y   s e l e c t i o n ,   r e l a y i n g,   a nd   c ha r g i n g   a p pl i c a t i o n s .   M a n s o u r  e t   a l .   [ 30]   p r o po s e d  a   c r o s s - l a y e r   a nd   e n e r gy - a w a r e   (CL E A ) - a d   h o c   on - de m a n d   d i s t a n c e   v e c t o r   ( AODV )   r o ut i ng  p r o t o c ol   f o r   i m p r o v i n g   t h e   pe r f o r m a n c e   a n d   e n e r gy   e ff i c i e n c y   of   F A N E T s .   S r i ni v a s   e t   a l .   [31 ]   p r o po s e d  “ t r e l l i s   t r i m m i n g ”   a pp r o a c h  f o r   a s s e s s i n g  t h e   l i ke l i h o o d   of   di ff e r e n t   r a n ge   h y po t h e s e s   a n d   e l i m i na t i n g  p a t h w a y s   w i t h   t h e   l o w e s t   l i ke l i h o o d  us i n g  B a y e s i a n   f i l t e r s .   T h e   s ugge s t e d  s t ra t e gy   l ow e r s   t h e   l i ke l i h o o d  of   s e l e c t i ng  r a n ge   a m b i gui t y   i m pr o pe rl y .   S r i n i v a s   e t   a l .   [ 32]   i n v e s t i ga t e d  s t r a t e gi e s   f o r   l o c a l i z i ng   m u l t i - a nt e nna   us e r s   by   us i n g  ra n ge   e s t i m a t i o n s .   S ri n i v a s   e t   a l .   [3 2]   a l s o   a dd r e s s e d  m u l t i - a nt e nna   pl a t f o r m   j o i n t   po s i t i o n   a n d   o r i e n t a t i o n   t ra c ki n g   m e t h o ds .   A gra w a l   a n d  K a po o r   [33 ]   c o n duc t e d  a   s u r v e y   t ha t   i n c l u d e d  a   c o m pa ri s o n   o f   n u m e r o us   r e g i o n a l   r o ut i ng  s y s t e m s .   T h e   de v e l o p e r s   o f   t h e   s u r v e y   e xa m i n e d  a l l   o f   t h e   gl o b a l   r o ut i n g   p r o t o c o l s   i n  a   t y pi c a l   n e t w o r k   s c e n a ri o   w i t h  a   v a ri a b l e   num b e r  o f   n o de s .   A g ra w a l   a n d   K a po o r  [33]   c o n duc t e d   a   t h o r o ugh  e xa m i na t i o n  o f   ge o gr a p h i c - b a s e d  r o ut i ng  p r o t o c o l s ,   c l a s s i fy i n g   t h e m   b a s e d  o n  r o ut e   a n d   p a c ke t   f o r w a r d i n g   t e c hn i q ue s .  T hi s   l i t e ra t u r e   a l s o   p r o v i de d  a n  e xt e n da b l e   a r c h i t e c t ur e   f o r  a r e a   di s t ri b ut i o n,   w i t h  t h e   o b j e c t i ve   of  bo os t i n g   c o ve r a ge   w hi l e   m i ni m i z i n g   t h e   num b e r   o f   U A V s   n e c e s s a r y   w i t h o ut   s a c r i f i c i n g   o pe r a t i o na l   pe r f o r m a n c e   [33] .   A l t h o ug h   t h e r e   h a s   b e e n   a   l o t   o f   r e s e a r c h  a n d   l i t e r a t u r e   r e v i e w s   o n   F A N E T s ,   o ur  r e v i e w   pa pe r  o ff e r s   a   c o m pr e h e n s i v e   b a s e   of   e xi s t i ng  F A N E T   a p pl i c a t i o n s ,   m o b i l i t y   m o de l s ,   r o ut i n g  p r o t o c o l s ,   a n d  c h a l l e n ge s,   a nd  s u gge s t s   de v e l o pm e n t   o f   a   dy n a m i c   m o de l   f o r   i de n t i f i c a t i o n  o f   t h e   m o s t   a pp r o p r i a t e   pa r a m e t e r s   o f   F A N E T   t o   a c hi e v e   m a xi m u m   e f f i c i e n c y   a n d   f a ul t   t o l e ra n c e ,   a s   s h o w n   i n  T a b l e   2 .       T a b l e   2 .   L i t e ra t u r e   r e v i e w   c o m pa n i o n s   Re fe r e n c e   F o c u s   a r e a   K e y   c o n t r i b u t i o n s   L i m i t a t i o n s   A ra f a t   a n d   M o h   [2 6 ] ,  N a z i b   a n d   M o h   [1 6 ]   Ro u t i n g   P ro t o c o l s   E x p l o r e d   v a ri o u s   r o u t i n g   p r o t o c o l s   fo r  U A V   n e t w o rk s   a n d   c o m p a r e d   t h e m   q u a l i t a t i v e l y .   L a c k s   q u a n t i t a t i v e   p e r fo r m a n c e   e v a l u a t i o n .   S i l v a   e t   a l .   [1 7 ]   T o p o l o g y   m a n a g e m e n t   In t r o d u c e d   S T F A N E T ,   a n   S DN - b a s e d   t o p o l o g y   m a n a g e m e n t   s y s t e m   fo r   F A N E T s .   N o   r e a l - w o rl d   d e p l o y m e n t   v a l i d a t i o n .   Bu j a ri   e t   a l .   [1 8 ]   M o b i l i t y   m o d e l s   A n a l y z e d   m o b i l i t y   m o d e l s   a n d   t h e i r   a p p l i c a t i o n   t o   F A N E T s .   L i m i t e d   d i s c u s s i o n   o n   r e a l - w o rl d   i m p l e m e n t a t i o n   c h a l l e n g e s .   Ch ri k i   e t   a l .   [1 9 ]   Co m m u n i c a t i o n   a n d   r o u t i n g   E v a l u a t e d   F A N E T   ro u t i n g ,   m o b i l i t y ,   a n d   t ra j e c t o r y   o p t i m i z a t i o n   m o d e l s .   D i d   n o t   p r o v i d e   s i m u l a t i o n   re s u l t s .   K h a n   e t   a l .   [2 0 ]   Co m m u n i c a t i o n   a rc h i t e c t u re s   In v e s t i g a t e d   w i re l e s s   t e c h n o l o g i e s   f o r   F A N E T   c o n n e c t i v i t y .   L a c k s   a   d e t a i l e d   c o m p a ri s o n   o f  d i ffe r e n t   a r c h i t e c t u re s .   N o o r   e t   a l .   [2 1 ]   E n a b l i n g   t e c h n o l o g i e s   S t u d i e d   c o m m u n i c a t i o n   t e c h n o l o g i e s   b a s e d   o n   s p e e d ,   s p e c t ru m ,   c o v e ra g e ,   a n d   l a t e n c y .   L i m i t e d   e x p e ri m e n t a l   v a l i d a t i o n .   O u b b a t i   e t   a l .   [2 2 ]   S t a b i l i t y   p r e d i c t i o n   A n a l y z e d   m o v e m e n t   a n d   e n e r g y   l e v e l   t o   p r e d i c t   c o n n e c t i o n   f a i l u re s .   N o   r e a l - w o rl d   i m p l e m e n t a t i o n   o r  t e s t i n g .   S a d i q   a n d   S a l a w u d e e n   [2 3 ]   P a t h   t ra ff i c   m o d e l   P ro p o s e d   a n   e n d p o i n t   p a t h   t ra ff i c   m o d e l   t o   e n h a n c e   c o m m u n i c a t i o n .   D i d   n o t   c o n s i d e r  re a l - t i m e   d y n a m i c   t o p o l o g y   c h a n g e s .   L a k e w   e t   a l .   [2 4 ]   UAV  Cl a s s i fi c a t i o n   a n d   r o u t i n g   Re v i e w e d   F A N E T   ro u t i n g   p ro t o c o l s   a n d   U A V   c o m m u n i c a t i o n   d e s i g n s .   L i m i t e d   p ra c t i c a l   a p p l i c a t i o n   i n s i g h t s .   L e e   e t   a l .   [2 5 ]   Ro u t i n g   p r o t o c o l   d e s i g n   O u t p e r f o r m i n g   e x i s t i n g   m e t h o d s   i n   d e l a y ,   d e l i v e ry   ra t e ,   a n d   s t a b i l i t y   T h e   s c h e m e   re q u i r e s   e x t ra   s c o re - s h a ri n g   a n d   r o u t e - re c o v e r y   m e s s a g i n g   A ra f a t   a n d   M o h   [2 6 ]   A rt i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   ( AI ) - b a s e d   r o u t i n g   S u g g e s t e d   Q T A R,   a   Q - l e a r n i n g - b a s e d   ro u t i n g   p ro t o c o l .   N e e d s   v a l i d a t i o n   i n   h i g h - m o b i l i t y   s c e n a ri o s .   K h a n  e t   a l .   [2 7 ]   AI - b a s e d   ro u t i n g   P ro p o s e d   a n   A n t H o c N e t   e x t e n s i o n   a n d   d e c i s i o n   t r e e - b a s e d   s i g n a l   p o w e r  o p t i m i z a t i o n .   No   c o m p a ri s o n   w i t h   t ra d i t i o n a l   ro u t i n g   p r o t o c o l s .   A b d e l h a f i d h   e t   a l .   [2 8 ]   S e c u ri t y   Cl a s s i fi e d   Io T ,   V A N E T ,   a n d   F A N E T   a t t a c k s   a n d   re v i e w e d   b l o c k c h a i n - b a s e d   s e c u ri t y .   L a c k s   r e a l - t i m e   s e c u ri t y   i m p l e m e n t a t i o n .   Z e n g   a n d   Z h a n g     [2 9 ]   Re i n fo r c e m e n t   l e a r n i n g   E x p l o r e d   RL   a p p l i c a t i o n s   i n   F A N E T s   fo r  ro u t i n g ,   t ra j e c t o r y ,   a n d   c h a r g i n g .   N o   d e t a i l e d   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   a n a l y s i s .   M a n s o u r   e t   a l .   [3 0 ]   CL E A - A O D V   CL E A - A O D V   i m p ro v e s   F A N E T   r o u t i n g   b y   c o m b i n i n g   G S O - b a s e d   e n e r g y - a w a re   c l u s t e r   h e a d   s e l e c t i o n   w i t h   a   c o o p e ra t i v e   c r o s s - l a y e r  M A C.   It 's   v a l i d a t e d   o n l y   t h ro u g h   N S - 2   s i m u l a t i o n ,   n o t   r e a l - w o rl d   U A V   d e p l o y m e n t .   S ri n i v a s   e t   a l .   [3 1 ]   Ra n g e   e s t i m a t i o n   P ro p o s e d   “ t re l l i s   t ri m m i n g ”   f o r   b e t t e r  ra n g e   h y p o t h e s i s   s e l e c t i o n .   N e e d s   c o m p a ri s o n   w i t h   o t h e r  ra n g e   e s t i m a t i o n   m e t h o d s .   S ri n i v a s   e t   a l .   [3 2 ]   M u l t i - a n t e n n a   l o c a l i z a t i o n   In v e s t i g a t e d   l o c a l i z a t i o n   t e c h n i q u e s   fo r  m u l t i - a n t e n n a   u s e r s .   L i m i t e d   d i s c u s s i o n   o n   e rro r   m i t i g a t i o n .   A g ra w a l   a n d   K a p o o r   [3 3 ]   Ro u t i n g   p r o t o c o l   c o m p a ri s o n   Co n d u c t e d   a   s u rv e y   o n   r e g i o n a l / g l o b a l   r o u t i n g   p ro t o c o l s   a n d   p ro p o s e d   a n   e x t e n d a b l e   a rc h i t e c t u re .   D i d   n o t   t e s t   t h e   p ro p o s e d   a rc h i t e c t u re   i n   r e a l - w o rl d   s c e n a ri o s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8814   Int   J   A dv   A ppl   S c i ,  V o l .   15,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   202 6 :   1316 - 1 333   1320   3.   F A N ET  A P P LI C A TI O N S   A ppl i c a t i o n s   o f   F A N E T s   ra n ge   f r o m   s u r v e i l l a n c e   t o   e nv i r o nm e nt a l   m o ni t o ri n g   a nd   r e l a y i n g   n e t w o r ks .   F o l l o w i n g   is   s o m e   of   t h e   di f f e r e n t   F A N E T   a pp l i c a t i o n  c a t e go ri e s .     3. 1 .     S e a r c h   an d   r e s c u e   ap p l i c ati o n   S e a r c h   a nd  r e s c ue   i s   t r us t e d  t o   b e   o n e   of   t h e   m o s t   po pul a r   a ppl i c a t i o n s   of  F A N E T s ,   w h e r e   t h e   F A N E T   n o de s   a r e   us e d  a s   f l y i n g   c a m e ra s   t o   c a pt u r e   r e a l - t i m e   a ud i o   a n d   v i d e o   f e e d s   i n  o r de r   t o   l o c a t e   a   gr o u n d   t a r ge t   i n  s e a r c h  a n d   r e s c ue   m i s s i o n s   [34] .   T h e   a u t o n o m o us   f l i ght   o f   t h e   U A V s   a l l o w s   t h e m   t o   a c c e s s   c o m pl e x  t e rra i n s ,   w h i c h  i s   di f f i c ul t   a n d   r i s ky   f o r   h um a n s ;   t he   i n f o r m a t i o n   c o l l e c t e d  f r o m   t h e s e   U A V s   i s   us e d  t o   t a r ge t   t h e   r e s c ue   m i s s i o n s   [35] .   U A V s   h a v e   b e e n   us e d  i n  H urri c a n e   K a tr i na ,   F u kus h i m a ,   a n d   N e pa l   e a rt h qu a ke s   i n  200 5,   2011 ,   a n d   201 5,   r e s pe c t i v e l y ,   fo r   s e a r c h  a n d   r e s c ue   m i s s i o n s   [36 ] .     3. 2 .     Tr affi c   m o n i to r i n g  ap p l i c at i o n   T h e   F A N E T   n o de s   c a n  a l s o   b e   us e d  a s   o b s e r v a t i o n a l   i n f ra s t r uc t u r e   i n  t ra f f i c   a n d   u r b a n   m o ni t o r i n g   s c e n a r i o s   [37] .   I n   c a s e   o f   di s a s t e r ,   t h e   r o a ds i de   f i xe d  t r a f f i c   m a na ge m e n t   a n d  m o ni t o ri n g  s y s t e m   i n c l udi ng  t h e   c o m pu t i n g ,   c o m m u n i c a t i o n s   a n d   e l e c t r i c   s y s t e m s   c a n  b e   c o m pr o m i s e d  w h e r e a s   F A N E T   c a n  b e   us e d  a l t e rna t i v e l y   t o   c o l l e c t   a n d   r e l y   b a c k  t h e   i n f o r m a t i o n   a n d  da t a   i n  f o r m   o f   v i de o   s t r e a m i ng  a nd  i m a ge s   t o   c o n t r o l   c e n t e r   t o   e ff e c t i v e l y   m a na ge   t h e   s i t ua t i o n s .     3. 3 .     R e c o n n ai s s an c e   a p p l i c ati o n   U A V s   ha v e   b e e n  c o n v e n t i o na l l y   us e d  f o r  a e r i a l   s u r v e i l l a n c e   a n d   r e c o nna i s s a n c e   m i s s i o n s   f o r  q ui t e   a   l o ng  t i m e .   T h e   i nt r o d uc t i o n  o f   F A N E T   n o de s   b e i ng  us e d  i n  h o s t i l e   t e rri t o ri e s   a s   a e r i a l   r e c o nna i s s a n c e   i n f r a s t ruc t u re   t o   c o l l e c t   i n f o r m a t i o n  a n d   h e l p   t h e   m i l i t a r y   o n   t h e   g r o u nd   ha s   r e v o l ut i o n i z e d   t h e   w h o l e   r e c o nna i s s a n c e   p r o c e s s .   T he   us e   o f   F A N E T   ra nge s   f r o m   m i l i t a r y   o pe ra t i o n s   t o   l a w   e n f o r c e m e nt   a c t i v i t i e s   [ 38] .     3. 4 .     S m ar t  a gr i c u l tu r e   an d   f ar m i n g  ap p l i c ati o n   T h e   F A N E T   n o de s   a r e   a l s o   us e d  f o r   a g r i c ul t u r a l   m a na ge m e nt   a nd  m o n i t o r i ng  o f   c r o ps .   T h e   n o d e s   s e n s e   c r o p  h e a l t h  a n d   e n v i r o n m e n t a l   v a r i a b l e s   f o r   e ff e c t i v e   a gri c ul t u ra l   m a na ge m e n t   [ 39],   [4 0] .    L ugo   e t   al .   [41]   d e v e l o pe d  a n  a r c hi t e c t u r e   f o r   F A N E T s   t o   e n a b l e   m o n i t o ri n g   o f   w a t e r   qu a l i t y   i n  a   s hr i m p   f a r m   t ha t   d i r e c t l y   i n f l ue n c e s   s hr i m p   s u r v i v a l   a n d  h e a l t h y   g r o w t h .     3. 5 .     En v i r o n m e n t  m on i to r i n g  ap p l i c at i o n   T h e   F A N E T   n o de s   a r e   a l s o   us e d  a s   r e m o t e / e n v i r o n m e n t a l   s e n s i n g  i n f ra s t r uc t u r e ,   w h e r e   t h e   n o de s   c o l l e c t   e n v i r o nm e n t a l   i n f o r m a t i o n   f r o m   a   s pe c i f i c   a r e a   a n d   re l a y s   t o   a   g r o u n d   s t a t i o n .   N o de s   a r e   a rra n ge d   i n  pr o xi m i t y   a s   a  s e n s o r   n e t w o r k  a n d  t y pi c a l l y   m o n i t o r   e n v i r o nm e nt al   v a r i a b l e s   l i ke   h u m i di t y ,   t e m pe r a t u r e ,   a i r  pr e s s u r e ,   i n t e n s i t y   of   l i g h t ,   a n d   po l l u t i o n   l e v e l s   [42],   [43] .   M a ki n g   t h e   e f fe c t i ve   e n v i r o n m e n t   m a na ge m e n t   c o n c e pt   of   s m a r t   c i t i e s   po s s i b l e .     3. 6 .     C o mmu n i c ati o n   n e tw o r k s   ap p l i c ati o n   T h e   F A N E T   n o de s   c a n  a l s o   b e   de pl o y e d  i n  a   c o m pl e x   f a s hi o n  i n  o r de r  t o   r e l a y   c o m m uni c a t i o n s   n e t w o r k s   i n  a r e a s   w i t h   a  s pe c i a l   n e e d  for   c o nn e c t i v i t y .   I n c l udi n g   b ut   n o t   l i m i t e d   t o   t h e   a r e a s   a f f e c t e d  by   a   di s a s t e r  w h e r e   g r o u n d   c o m m u ni c a t i o n s   n e t w o r ks   ha v e   b e e n  a f f e c t e d.   F l y i n g   n o de s   a r e   us e d  a s   a i r b o rn e   c o m m uni c a t i o n   r e l a y s   t o   e ff e c t i ve l y   c o n n e c t   w i t h  a   g r o u n d  c o n t r o l   s t a t i o n  f o r   e xc h a nge   o f   i n f o r m a t i o n  [19] .     3. 7 .     B o r d e r   s u r v e i l l an c e   ap p l i c at i o n   T h e   F A N E T   n o de s   c a n   a l s o   b e   a ppl i e d  f o r   i nt e rn a t i o na l   b o r de r  s u r v e i l l a n c e   i n  o rde r  t o   f a c i l i t a t e   l e gi t i m a t e   go o ds   m o ve m e n t ,   t h w a r t   c r i m e s ,   m a i nt a i n  b o r de r  s a f e t y ,   a n d   s e c ur e   t h e   n a t u r a l   r e s o ur c e s   i n  b o r de r  a r e a s .   T y pi c a l l y ,   t h e   F A N E T   c a n  b e   us e d  i n   s u r v e i l l a n c e   a n d   r e m o t e   s e n s i ng  a rr a nge m e n t s   f o r   t h i s   t y pe   o f  a ppl i c a t i o n   [ 44] .   A   c r i t i c a l   a s pe c t   i s ,   s u r e l y ,   t h e   e ff e c t i v e   m a n a ge m e nt   a nd  c o o r di n a t i o n  o f   t h e s e   n e w   U A V   de v i c e s   i n  o r de r  t o   f o r m u l a t e   s pe c i f i c   s t ra t e gi e s   n e c e s s a r y   t o   f a c i l i t a t e   t h e   a g ri c ul t u r e   h u m a n s ’   o pe ra t o r s   [ 45] .  T h e s e   a r e   o n l y   a  f e w   a ppl i c a t i o n s   o f   t h e   F A N E T ,   b ut   i t   i s   n o t   l i m i t e d  t o   o n l y   a  f e w ;   i t   go e s   f a r  b e y o n d ,   ra n gi ng   f r o m   m i l i t a r y   t o   r e s e a r c h  a n d   f r o m   c o m m e r c i a l   t o   e duc a t i o n a l   a p pl i c a t i o n s .   W i t h  a  dy n a m i c   a n d   di v e r s e   ra n ge   o f   a ppl i c a t i o n s ,   F A N E T s   c o m e   w i t h  s e v e r a l   c ha l l e n ge s   a n d   i s s ue s ;   t h e s e   c h a l l e n ge s   a r e   di s c us s e d  i n  t h e   l a t e r   pa rt   o f   t h i s   a rt i c l e .     T h i s   s t udy   pr i m a ri l y   r e l i e s   o n   l i t e r a t u r e   r e v i e w s   a n d   s i m ul a t i o n s ,   l a c ki ng  r e a l - w o r l d  e xpe ri m e n t a l   v a l i da t i o n.   It   f oc us e s   o n   t h e o r e t i c a l   f ra m e w o r ks   w i t h o ut   p r o po s i n g  a   c o n c r e t e   F A N E T   c o m m u ni c a t i o n  m o de l .   W h i l e   s e c ur i t y   a s pe c t s   a r e   m e n t i o n e d,   t h e y   a r e   n o t   de e pl y   a na l y z e d  o r   t e s t e d  f o r   p ra c t i c a l   us e .   T h e   l i t e ra t u r e   r e v i e w   c ov e r s   s t udi e s   f r o m   201 7  o n w a r d ,   po t e n t i a l l y   m i s s i n g   i m po r t a nt   e a r l i e r  r e s e a r c h.   A ddi t i o na l l y ,   t h e   s t udy   doe s   n o t   e xt e n s i v e l y   a dd r e s s   s e c t o r - s pe c i f i c   pe r f o r m a n c e   m e t r i c s ,   e v e n   t h o ug h  F A N E T   a pp l i c a t i o n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       F l y i ng   ad   ho c   n e t w or k   app l i c at i ons ,   m obi l i t y   m od e l s ,   r ou t i ng   pr ot o c ol s ,   and  …  ( T ahe r   M .   G haz al )   1321   v a r y   a c r o s s   i n d us t r i e s .   D e s p i t e   t h e s e   l i m i t a t i o n s ,   t h e   r e s e a r c h  h e l ps   e x p a n d   k n o w l e dge   by   h i g hl i g ht i n g   ke y   c ha l l e nge s   a nd  f u t u r e   o ppo r t u ni t i e s   i n  n e t w o r k   o pt i m i z a t i o n,   e n e rgy   m a na ge m e nt ,   a nd   s e c u ri t y   i m p r o v e m e nt s .       4.   F A N ET  M O B I LI T Y   M O D ELS   AND   TR A JEC T O R Y   O P TI M I ZA TI O N   F i g u r e   1   p r o v i de s   a   t a xo n o m y   o f   F A N E T   m o b i l i t y   m o de l s .   T h e s e   a r e   c a t e go r i z e d   i nt o   s i x   m a i n  t y p e s   b a s e d  o n   t h e i r  c ha r a c t e r i s t i c s   a nd  b e ha v i o r   p a t t e rn s .   T he   f o l l ow i n g   i s   a   b r i e f   e xpl a na t i o n  o f   e a c h .           F i gu r e   1 .   F A N E T   m o b i l i t y   m o de l s   t a xo n o m y       4. 1 .     M o b i l i ty   m o d e l s   F o r   t h e   s i m ul a t i o n   o f   r e a l - t i m e   m o v e m e n t   o f   n o de s   w i t h i n  a   F A N E T ,   m o b i l i t y   m o de l s   a r e   us e d.   T h e s e   m o de l s   pr e s e nt   v a r i a t i o n   o v e r   t i m e   f o r   t h e   n o de   po s i t i o n ,   a c c e l e r a t i o n ,   a nd  v e l o c i t y .   W i t h   th e  c o m pl e x  a n d  d i v e r s e   a ppl i c a t i o n   ra n ge   o f   t h e   F A N E T ,   m o b i l i t y   a n d  m o ve m e n t   m o de l s   o f   t h e   F A N E T   n o de s   a r e   v e r y   d y n a m i c .   F r o m   t h e   l i t e r a t u r e ,   t hi s   s t udy   c a n  i de nt i fy   f i ve   c l a s s e s   of   m ob i l i t y   m o de l s   i n   F A N E T .     4. 2 .     T i m e / s p ac e   d e p e n d e n t  m o b i l i ty   m o d e l   In  t h i s   m o b i l i t y   m o de l ,   t h e   n o de s   a r e   b o un d   t o   a v o i d  s ha r p   s pe e d  a nd   di r e c t i o n  c ha n ge s .   D i f f e r e n t   m a t h e m a t i c a l   m o de l s   c a n  b e   a ppl i e d  t o   a c hi e v e   pl a n e   a n d   u ni f o r m   m o v e m e n t   o f   n o de s .   B o un d l e s s   s i m ul a t i o n   a r e a   ( B S A )   [46]   a nd  G a us s - M a r k o v   ( GM )   [47]   us e   p r e v i ous   a n d   c u rr e nt   s pe e d  a nd  d i r e c t i o n  v a ri a b l e s   t o   a c c um ul a t e   n e w   v a l ue s   a t   e ve r y   i t e r a t i o n.   A n o t h e r  e xa m pl e   of   t hi s   t y pe   of   m ob i l i t y   m o de l   i s   t h e   s m o o t h   t u rn  ( ST )   [48]   m o b i l i t y   m o de l ,   w h e r e   m o b i l e   n o de s   c i r c l e   i n  c urv e d  t ra j e c t o r i e s   a r o und  a   s e l e c t e d  po i nt   i n  s pa c e   a n d  ke e ps   i t s   c o ur s e   u nt i l   t h e   n o de   i s   p r o v i de d  w i t h  a n o t h e r   p o i n t   i n  s pa c e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8814   Int   J   A dv   A ppl   S c i ,  V o l .   15,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   202 6 :   1316 - 1 333   1322   4. 3 .     P l an n e d   p a th   m o b i l i ty  m o d e l   In  t hi s   m o de l ,   t h e   n o de s   a r e   p r o v i de d  w i t h   a   p r e de f i n e d   v e c t o r   s h a pe   t o   f o l l ow   a l o n g.   T h e   n o de s   f o l l ow   t h e   pa t h  u n t i l   i t   e n ds ,   a n d   a f t e r   r e a c hi n g   t h e   e n d   po i nt ,   i t   c o ul d  ra n do m l y   s w i t c h   t o   a n o t h e r   p a t t e rn  o r   c a n  s i m p l y   l oo p  w i t h  t h e   gi v e n  p a t h  u nt i l   c o m m a nde d  t o   c ha n ge .   S e m i - r a ndo m   c i r c ul a r  m o v e m e n t     ( S R CM )   [49]   i s   e n g i n e e r e d  f o r   c u r v e d  m o b i l i t y   m a n e uv e r s ,   s u i t a b l e   f o r   n o de   m o v e m e n t   a r o un d   a   s pe c i f i c   po i n t .   A n o t h e r  e xa m pl e   o f   t hi s   m o de l   i s   t h e   p a p a r a z z i   m o b i l i t y   m o de l   ( P P RZ M )   [50] ,   w h i c h   c o nt a i n s   s e v e r a l   pr e de f i n e d   m o v e m e n t   p a t t e r n s   l i ke   e i g ht ,   o v a l ,   s t a y - a t ,   w a y po i n t s ,   a n d   s c a n .   E a c h   n o de   i n  t h e   F A N E T   a da pt s   to   o n e   of   t h e   p r e de f i n e d  pa t h s   a t   a  ra n do m   s pe e d.   I n   t h e   m i s s i o n   pl a n   ( MP )   [51 ]   m o b i l i t y   m o de l ,   t h e   f l i g h t   t r a j e c t o r y   i s   p r e de f i n e d ,   a nd  n o d e s   a r e   e qu i ppe d  w i t h  t h e   f l i g ht   p l a n s .     4. 4 .     R an d o m i z e d   m o b i l i ty  m o d e l   In  t hi s   m o de l ,   t h e   m o v e m e n t   o f   e a c h   n o de   i s   i nde pe n de n t   o f   t h e   o t h e r s .   T h e s e   a r e   s i m pl e   m o b i l i t y   m o de l s   a n d  a r e   n o r m a l l y   us e d  fo r   n e t w o r k  r e s e a r c h.   E a c h   no de   i n   t hi s   m o de l   r a ndo m l y   a do pt s   a   w a y - p o i n t   a n d  a c c e l e r a t i o n   f o r   a  s pe c i f i c   t i m e   pe ri o d.   ra n do m   w a l k   (R W )   [52] ,   R W P   [53] ,   ra n do m   di r e c t i o n   (R D )   [54] ,   a n d  M a nh a t t a n   g ri d   (M G )   [55]   a r e   s o m e   e xa m pl e s   o f   t h i s   m o b i l i t y   m o d e l .   I n   M G ,   t h e   n o de s   a r e   b o un d  t o   m o ve   h o ri z o n t a l l y   a n d  v e r t i c a l l y   i n   a   g r i d   t o po l o g y .   L i n   e t   al .   [56 ]   p r o po s e d  a   t hr e e - di m e n s i o n a l   ( 3D )   s m o o t h  RW   m ob i l i t y   m o de l   t h a t   ha s   t h e   c a p a b i l i t y   t o   m i m i c   t h e   m o ve m e n t   o f   t h e   U A V   i n  3D   s pa c e .     4. 5 .     T o p o l o gy - c o n tr o l   b as e d   m o b i l i ty   m o d e l   In  t h i s   m o de l ,   r e a l - t i m e   c o n t r o l   o f   m o b i l e   n o de   t o po l o g y   i s   r e t a i n e d  i n  o r de r  t o   s a t i s fy   d y n a m i c   m o ve m e n t   r e qui r e m e nt s   i n  c e rt a i n  s c e n a ri o s .   D i s t r i b ut e d   p he r o m o n e   r e pe l   (D P R )   [3 5]   a n d   s e l f - de pl oy   po i n t   c ove r a ge   ( SDPC )   [ 57]   a r e   e xa m pl e s   o f   t h i s   m o b i l i t y   m o de l .   W i t h  D P R ,   e v e r y   n o de   w i t h i n  t h e   F A N E T   m a i n t a i n s   i t s   o w n   p h e r o m o n e   m a p.   W i t h  S D P C ,   a   s e t   o f   n o de s   is   de pl oy e d  i n   a   d i s a s t e r - s t ruc k  a r e a   t o   p r o v i de   a   c o m m u ni c a t i o n s   n e t w o r k  i n f r a s t ruc t u r e   t h a t   c a n  b e   us e d  by   v i c t i m s   a n d   r e s c ue   o pe r a t i o n   t e a m s .   T hi s   m o b i l i t y   m o de l   t a r ge t s   t o   e qui p  t h e   n o de s   t o   c ove r   t h e   m a x i m u m   a r e a   a n d   n u m b e r   o f   pe o pl e   o n   t h e   g r o und  a n d  m a i nt a i n  c o n s t a n t   c o nn e c t i v i t y   w i t h   o t h e r   n o de s   i n  t h e   i nf r a s t r uc t u r e .     4. 6 .     G r o u p   m ob i l i ty   m o d e l   T h e   n o de s   i n   t hi s   m o b i l i t y   m o d e l   a r e   f o r c e d  t o   t r a v e l   i n   g r o ups ,   w i t h   s p a t i a l   c o n s t r a i n t s   b e t w e e n   t h e m .   T hi s   m o b i l i t y   c o n c e pt   i s   s h o w n   b y   r e f e r e n c e   po i n t   g r o up   m o b i l i t y   ( R P G M )  [58] .   T h e   n o de s   i n  t hi s   m o de l   r e pr e s e nt   a   ra n do m   m o v e m e n t   a r o und  a   f i xe d  po i nt .   E a c h  n o de   i s   r e s t ri c t e d  t o   m o v i ng  a r o un d   a   r e f e r e n c e   po i nt   o n  a   s pe c i f i e d  l i n e .   L i   e t   al .   [ 59]   s ug ge s t e d  a   pa rt i c l e   s w a rm i ng  U A V   n o de - b a s e d  pa rt i c l e   s w a r m   m o b i l i t y   m o de l   (P S M M ).   P S M M ' s   m o s t   a d m i ra b l e   f e a t ur e   i s   i t s   a b i l i t y   t o   s i m ul a t e   U A V   s w a r m   m o ve m e n t   us i ng  a   b a s i c   c o m put a t i o n a l   f r a m e w o r k.   Li  e t   al .   [ 60]   p r o v i de d  a   n o n - t r i v i a l   m o b i l i t y   m o de l   f o r   m i s s i o n  pl a nni n g  i n   t h e   f i r s t   s t a ge   b y   pr o po s i n g  a   s e t   o f   i de a s   a nd  m e t r i c s   f o r   o b s e r v e d  a r e a   c o ve r a ge   o f   t h e   U A V   s w a r m .     4. 7 .     Tr aje c to r y  o p ti m i z at i o n   T h e   F A N E T   h a s   a   u n i q ue   a nd   u nm a t c h e d   f e a t u r e   a l l o w i n g   no de s   t o   d y n a m i c a l l y   a n d   qui c k l y   a dj us t   t h e i r  po s i t i o n  b y   r e l o c a t i n g .   H ow e v e r ,   e n v i r o nm e nt a l   c ha nge s   c a n  i m pa c t   t h e   n o de s   a nd   c a n  c a us e   n o de   f a i l u r e ,   l o c a t i o n  c ha n ge s ,   a n d   g r o u n d   t e rm i na l   de n s i t y .   T he   r e l o c a t i o n  f e a t u r e   o f   t h e   n o de s   i n  a   F A N E T   e qui ps   t h e m   w i t h   e xt e n s i v e   pe r f o r m a n c e   g a i n s ,   i n c l u di n g   b ut   n o t   l i m i t e d   t o   e nha n c e d  c o ve r a ge   a n d   g r o u n d   t e rm i na l   de n s i t y .   L e t ’s   t a ke   a n  e xa m pl e   o f   a   s e a r c h  a nd  r e s c ue   m i s s i o n ,   w hi c h  i s   t i m e - c r i t i c a l :   a   t ra j e c t o r y   i s   r e qui r e d   w h e r e   t h e   n o de s   c a n   c o n s i s t e nt l y   c o m m u n i c a t e   w i t h  t h e   g r o und  c o n t r o l   s t a t i o n ;   a n  e f fe c t i ve   t r a j e c t o r y   i s   v i t a l   f o r   m i s s i o n  s uc c e s s .   Co m m u n i c a t i o n   w i t h  t h e   g r o u n d  c o nt r o l   s t a t i o n s   f o r  m o s t   c o m m e r c i a l   U A V s   i s   po i nt - to - po i nt ,   t y pi c a l l y   o n   u nl i c e n s e d  ra di o   s pe c t r u m .   C a l c ul a t i o n  o f   o pt i m a l   n o de   t r a j e c t o r y   i s   a   c o m pl e x  t a s k  i n   t h e   F A N E T ,   e v e n   i n  s i m pl e r   a n d   s t a t i c   m i s s i o n s ,   a n d  t h e   de g r e e   of   c o m pl e xi t y   i n c r e a s e s   w i t h  t h e   i n c r e a s e   i n  t h e   n u m b e r   o f   n o de s   i n   t h e   F A N E T   [ 61] .   T r a j e c t o r y / pa t h   o f   t h e   F A N E T   n o de s   pl a y s   a   ke y   r o l e   i n   t h e   o pt i m i z a t i o n  o f   t h e   n e t w o r k  pe r f o r m a n c e   a n d   p r a c t i c a l i t y   of   t h e   a ppl i c a t i o n.   O v e r   t h e   p a s t   f e w   y e a r s,   a  l o t   o f   r e s e a r c h  w o r k  h a s   b e e n   do n e   f o r   t h e   o pt i m i z a t i o n   o f   t ra j e c t o r y   i n   F A N E T s ;   t y pi c a l l y ,   t w o   t y pe s   of   n o de   de pl oy m e n t   e xi s t :   s t a t i c   a nd   dy n a m i c .     4. 7 . 1.   S tat i c   n o d e   d e p l o ym e n t   O pt i m a l   pl a c e m e n t   o f   t h e   F A N E T   n o de s   i n  o rde r  t o   i n c r e a s e   t h e   c o ve r a ge   a r e a   a n d   t h e   i nt r o duc t i o n  of   s e ve r a l   a l go ri t hm s   i s   do n e   b y   [62] – [65] .   I n  t h i s   l i t e r a t u r e ,   it   i s   a s s um e d   t ha t   t h e   n o de s   c a n  c ov e r   a   g r o u n d   t e rm i na l   de n s i t y   i f   t h e y   a r e   w i t h i n  a   s pe c i f i c   r a nge   a n d   t h e   d i s t a n c e   b e t w e e n   t h e m   i s   n o t   m o r e   t ha n  a   s pe c i f i c   l i m i t .   T h e   a v e ra ge   t hr o ug h pu t   o f   t h e   n o de s   ha s   b e e n   s t udi e d  a s   a n   o b j e c t i ve   f un c t i o n   w i t h   t h e   a d di t i o n   o f   a  po s s i b l e   h o ve r   t i m e   c o n s t ra i nt   by   [66] .  I n  s t udi e s   [67] – [ 69]   e xpl o r e d  s t a t i c   p l a c e m e n t   o f   n o de s   a s   r e l a y s   f o r   c e l l ul a r   t ra f f i c ,   ge n e ri c   m u l t i c hi p  c o m m u ni c a t i o n ,   a nd  ra n do m   de pl o y m e n t   o f   n o de s   us i n g   s t o c h a s t i c   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       F l y i ng   ad   ho c   n e t w or k   app l i c at i ons ,   m obi l i t y   m od e l s ,   r ou t i ng   pr ot o c ol s ,   and  …  ( T ahe r   M .   G haz al )   1323   ge o m e t r y   t oo l s .   T h e   r e s t ri c t e d - f r o nt h a u l   c a p a c i t y   i s s ue   c a n   b e   a dd r e s s e d  by   us i n g  c a c hi n g  t e c hni que s     a n d  do w n l o a d i ng   t h e   c a c h e d  c o n t e n t   f r o m   t h e   n o de s   w h e n   t h e y   a r e   do c ke d  b a c k  o r   du r i n g   o ff - pe a k  h o u r s ,   r e duc i n g   t h e   f r o n t ha ul   t ra f f i c   l o a d.   I n   s t udi e s   [70] ,   [ 71]   s t udi e d  o pt i m a l   de pl oy m e n t   o f   n o de s   us i ng    c a c h i n g   t e c hn i q ue s .     4. 7 . 2.   D yn am i c   no d e   d e p l o ym e n t   T h e r e   a r e   s e v e r a l   a pp l i c a t i o n s   w h e r e   t h e   F A N E T   n o de s   a r e   de pl oy e d  d y n a m i c a l l y .   O n e   o f   t h e   c o m m o n   de pl oy m e n t   s c e n a ri o s   i s   w h e r e   n o de s   s e r v e   t h e   g ro un d  c o nt r o l   s t a t i o n s   a s   m o b i l e   a c c e s s   po i n t s .   In   t h i s   s c e n a ri o ,  M a r i e r  e t   al .   [72]   p r e s e nt e d  a n  a l go ri t hm   f o r   c a l c ul a t i ng   po s s i b l e   n o de   l o s s e s   un de r   v a ri a b l e   c ove r a ge   a r e a .   T o   a c h i e v e   hi g h  t hr o ug h p ut   w i t h   l e s s e r   e ne r gy   c o n s um p t i o n  f o r   a  s i n gl e   U A V   n o de   a nd  gr o u n d   t e r m i n a l ,  Zen g   a nd  Z ha n g  [29]   p r e s e n t s   t ra j e c t o r y   o p t i m i z a t i o n.   F o r  r e s t o ra t i o n   o f   s e r v i c e s   i n  di s a s t e r   s t ri c ke n  a r e a .  A n a z a w a   e t   al .   [73]   p r e s e n t s   a   ge n e t i c   a l go r i t hm   f o r   n o de   t ra j e c t o r y   o pt i m i z a t i o n.   F o r   a   s i n gl e   n o de   s e r v i n g  m u l t i pl e   g r o u n d   t e r m i n a l s ,   t ra j e c t o r y   o pt i m i z a t i o n   i s   s ugge s t e d  b y   [74]   us i n g  s p a c e   di v i s i o n  m ul t i p l e   a c c e s s .   I n  s t u di e s   [75 ],   [76 ]   s t udi e s   f o r  t ra j e c t o r y   o pt i m i z a t i o n s   o f   F A N E T   n o de s   a r e   c o n s i de r e d  ow i n g  t o   t h e   s pe e d  c o n s t ra i nt .   M o z a f f a r i   e t   a l .   [ 77]   p ro pos e   j o i nt l y   o pt i m i z i ng  3D   U A V   pl a c e m e nt ,     de v i c e - U A V   a s s o c i a t i o n ,   a nd  upl i n k   po w e r   c o n t r o l   t o   m i ni m i z e   Io T   de v i c e s '   t r a n s m i t   po w e r .    Chri k i   e t   al .   [1 9]   p r e s e nt e d  a   c o m p r e h e n s i v e   o ve r v i e w   r e ga r d i n g  t h e   e xi s t i ng  c o m m u n i c a t i o n s   a r c h i t e c t ur e s   r e c o m m e n de d   f o r   t h e   F A N E T   n e t w o r ks .   A l t h o ug h  t h e r e   ha s   b e e n   a   l o t   o f   r e s e a r c h  w o r k  a n d   s e v e ra l   s t u di e s   o v e r   t h e   pa s t   f e w   y e a r s   on   t r a j e c t o r y   o pt i m i z a t i o n  o f   t h e   F A N E T   n o de s ,   t h e r e   a r e   s t i l l   o pe n   i s s ue s   t ha t   n e e d  t o   b e   a dd r e s s e d  a n d   f i xe d ,   a s   e xpl a i n e d  b y   [19] .   E s pe c i a l l y   fo r   s t a t i c   de pl oy m e n t s ,   o pt i m a l   n o de   l o c a t i o n s   c a nn o t   b e   a s c e r t a i n e d  f o r   a   pa r t i c ul a r  num b e r  o f   n o de s   a nd   s pa t i a l   us e r   de n s i t y   i n  a   F A N E T   a ppl i c a t i o n .   T a l ki ng   a b o ut   t h e   dy n a m i c   de pl oy m e n t   m o de s ,   t h e r e   i s   a   g r e a t   v o i d  i n   t h e   a n a l y t i c a l   c ha ra c t e ri z a t i o n   of  pe r f o r m a n c e   i m p r o v e m e n t s   f r o m   d y n a m i c   de pl o y m e n t ;   i n s t e a d ,   m o s t   o f   t h e   r e s e a r c h  w o r k  f oc u se s   o n   n um e r i c a l   t ra j e c t o r y   o pt i m i z a t i o n  a pp r o a c h e s .   M o r e o ve r ,   s e v e r a l   s t udi e s   f o c us   o n   t ra j e c t o r y   opt i m i z a t i o n  o f   a  s i n g l e   n o de   i n  o n e - di m e n s i o n al   s pa c e ,   ke e pi n g  i n   v i e w   n o de   s pe e d,   e n e r gy ,   a nd  m o v e m e n t   l i m i t a t i o n s   i n s t e a d   o f   fo c us i n g  o n  m o b i l i t y   c o s t ,   w h i c h  i m pa c t s   t h e   F A N E T   a p pl i c a t i o n   i n   l o n ge r  r u n.       5.   C O M M U N I C A TI O N   A R C H I TEC TU R E   AND   R O U TI N G   I N   F A N ET   O n e   o f   t h e   m o s t   i m po rt a nt   de s i g n  a s pe c t s   o f   t h e   F A N E T   i s   c o m m u n i c a t i o n s   a r c h i t e c t u r e   a n d   r o ut i ng.   A   s t a b l e   a n d   c o m p r e h e n s i v e   c o m m u n i c a t i o n  a r c hi t e c t ur e   i s   t h e   ke y   t o   t h e   s uc c e s s   of   a n y   F A N E T   a ppl i c a t i o n .   I n  t h i s   s e c t i o n ,   c o m m o n   c o m m u n i c a t i o n  a r c hi t e c t ur e s   a r e   d i s c us s e d  a n d   r e v i e w e d  a l o ngs i de   di f fe r e nt   a v a i l a b l e   r o ut i n g   p r o t o c o l s   a n d   s t r a t e gi e s   [78] .     5. 1 .     C o mmu n i c ati o n   a r c h i te c tu r e   Co m m u n i c a t i o n   a r c h i t e c t ur e s   a r e   r e s po n s i b l e   f o r  t h e   de f i n i t i o n  o f   pr o c e dur e s   f o r   c o m m u ni c a t i o n  b e t w e e n   m ul t i p l e   F A N E T   n o de s   a n d   t h e   g r o u n d   c o n t r o l   s t a t i o n.   Y a l i ni z   e t   al .   [62]   r e v i e w   v a r i o us   c o m m uni c a t i o n   a r c h i t e c t u r e   m o de l s   fo r   e f f i c i e n t   w i r e l e s s   c onn e c t i v i t y .   Co m m u ni c a t i o n   a r c h i t e c t ur e s   c a n  b e   c a t e go r i z e d   i nt o   f o ur   b a s i c   a rra n ge m e n t s .   T h e s e   c a t e go r i e s   a re   di s c us s e d  a s   f o l l ow s .     5. 2 .     D i r e c t  c o m mu n i c ati o n   T h e   s i m pl e s t   t y pe   of   c o m m u n i c a t i o n  a r c h i t e c t ur e   t h a t   e xi s t s   i n   F A N E T   i s   a   di r e c t   c o m m u ni c a t i o n  a r c hi t e c t u r e .   A s   e xpl a i n e d  i n   [11] ,   a   d i r e c t   c o m m u n i c a t i o n  l i n k  i s   us e d  b e t w e e n   t h e   F A N E T   n o de   (U A V s / dr o n e s )  a nd  t h e   g r o u n d  c o nt r o l   s t a t i o n .   I n  t hi s   a r c h i t e c t ur e ,   c o m m u ni c a t i o n   b e t w e e n   t h e   n o de s   t h e m s e l v e s   i s   n o t   po s s i b l e ,   a s   i t   f o l l ow s   a   c e nt r a l i z e d  c o m m u n i c a t i o n   a l go r i t h m ,   w h i c h  i s   w h y   i t   c a nn o t   b e   a ppl i e d  i n   dy n a m i c   e n v i r o n m e nt s .   T h i s   a r c h i t e c t u r e   i s   n o t   r o b us t ,   a s   t h e r e   e xi s t s   a   s i ngl e   po i n t   o f   f a i l u r e   w i t h i n  t h e   a r c h i t e c t u r e   i n   t h e   f o rm   of  t h e   g r o u n d  c o nt r o l   s t a t i o n ;   i f   i t   f a i l s ,   t h e   w h o l e   a ppl i c a t i o n   a n d  m i s s i o n   a r e   c o m pr o m i s e d .     5. 3 .     C o mmu n i c ati o n   u s i n g  s ate l l i te   n e tw o r k s   W i t h   s i ngl e   U A V   s y s t e m s ,   w h e r e   t h e   c o m m u ni c a t i n g   n o de s   a r e   ge o gr a p h i c a l l y   s e pa r a t e d  i n t o   di f fe r e nt   r e g i o n s ,   ha v i n g   di r e c t   c o m m u n i c a t i o n  o r   f i xe d   c o m m u n i c a t i o n  i n f ra s t r uc t u r e   i s   n o t   po s s i b l e .   S a t e l l i t e   n e t w o r ks   c a n  b e   ut i l i z e d  f o r   c o m m u ni c a t i o n   b e t w e e n   t h e   n o de s   (U A V s / dr o n e s )  a nd  t h e   g r o u n d  c o n t r o l   s t a t i o n,   e n a b l i ng  e a c h   n o de   t o   c o m m u n i c a t e   w i t h  t h e   g r o u n d  c o nt r o l   s t a t i o n   i ndi v i du a l l y   us i n g  t h e   s a t e l l i t e   n e t w o r k.   A s   e xpl a i n e d   by   [19] ,   t h e r e   a l s o   e xi s t   s o m e   d r a w b a c ks   of   us i n g   t hi s   t y pe   of   c o m m u n i c a t i o n   a r c hi t e c t u r e ,   s uc h   a s   hi g h e r   l a t e n c y   a n d  t r a n s m i s s i o n  t i m e   a n d  t h e   h e f t y   c o s t   of   l e a s i ng  a   s a t e l l i t e   l i n k .   T r a n s m i s s i o n   po w e r   i s   a n o t h e r  p r o b l e m ,   a s   t h e   pe r f o r m a nc e   of   t hi s   a r c h i t e c t u r e   di r e c t l y   de pe n ds   o n  t h e   t r a n s m i s s i o n  po w e r   o f   t h e   g r o un d  s t a t i o n ;   a l s o ,   f o r   s m a l l   U A V s ,   i t   i s   v e r y   c h a l l e n g i n g  t o   f ul f i l l   s uc h     hi g h - po w e r   de m a n d .   S i n c e   t h e   s a t e l l i t e   i s   a   s i n gl e   po i nt   o f  f a i l u r e ,   t h e   a r c h i t e c t u r e   a s   a   w h o l e   i s   p r o n e   t o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2252 - 8814   Int   J   A dv   A ppl   S c i ,  V o l .   15,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   202 6 :   1316 - 1 333   1324   f a i l u r e ;   a l s o ,   t h e   n o de s   n e e d  t o   b e   i n   di r e c t   l i n e   o f   s i ght   f o r   c o m m uni c a t i o n   w i t h   t h e   s a t e l l i t e   n e t w o r k .   I f   t h e   a ppl i c a t i o n   o f   t h e   F A N E T   de m a n ds   U A V s   t o   o p e r a t e   at   l o w   a l t i t ude s ,   o b s t a c l e s   l i ke   t r e e s   a n d   b ui l di ngs   c a n   c o m pr o m i s e   t h e   c o m m u ni c a t i o n.     5. 4 .     C o mmu n i c ati o n   u s i n g  c e l l u l ar   n e tw o r k s   Ce l l ul a r  n e t w o r ks   a r e   o n e   o f   t h e   m o s t   c o m m o n l y   us e d  c o m m u n i c a t i o n   a r c h i t e c t ur e s   t h e s e   da y s .   A s   i n   m o b i l e   G S M   n e t w o r ks ,   i n  t hi s   t y pe   of   a r c h i t e c t u r e ,   t h e   re gi o n s   a r e   s pl i t   i nt o   di f f e r e n t   z o n e s   (c e l l s ) ,   a n d   e a c h  c e l l   i s   s e r v e d  b y   a   de di c a t ed   b a s e   s t a t i o n ,   a n d   a l l   t he   b a s e   s t a t i o n s   a r e   i n t e r c o nn e c t e d.   L o w - p ow e r   t r a n s m i t t e r s   a r e   us e d  i n  t h i s   t y pe   of   c o m m u n i c a t i o n  a r c hi t e c t ur e ,   m a k i n g   i t   po s s i b l e   t o   us e   a n  e xi s t i n g   m o b i le  o pe r a t o r ’s   i n f r a s t r uc t u r e ,   e nha n c i n g   t h e   ra n ge   a n d   m o b i l i t y   of   t h e   a ppl i c a t i o n.   H ow e v e r ,   t h i s   t y p e   of  c o m m uni c a t i o n  a r c hi t e c t u r e   i s   di f f i c ul t   t o   i m pl e m e nt   i n  a   di s a s t e r - s t r i c ke n   a r e a   w h e r e   w h o l e   n e w   i n f r a s t r uc t u r e   n e e ds   t o   b e   de pl oy e d  a n d   i n c u r s   a   h e f t y   c o s t .   A z a ri   e t   al .   [79]   p r o v i de   a   c o n c l us i v e   i n v e s t i ga t i o n   o f   t h e   s c e n a ri o   w h e r e   a   c e l l ul a r   n e t w o r k  i s   s e r v i ng  U A V   a n d   g r o und  us e r s   i n   t h e   do w n l i n k.     A   n e t w o r k - U A V - b a s e d  s o l ut i o n   i s   de v e l o pe d ,   a l l o w i n g   i nt e gra t i o n   o f   f l y i n g  U A V s   a s   a   n o de   i n t o   t h e     c e l l ul a r  n e t w o r k.     5. 5 .     C o mmu n i c ati o n   u s i n g  ad   h o c   n e tw o r k s   T h i s   t y pe   of   c o m m uni c a t i o n  a r c hi t e c t u r e   i s   t y pi c a l l y   pa rt   o f   t h e   M A N E T   w h e r e   t h e   i nt e r - n o de   c o m m uni c a t i o n  i s   do n e   w i t h o ut   t h e   n e e d   for   a   c e n t ra l   i n f ra s t r uc t u r e .   E a c h  o f   t h e   n o de   i s   c a pa b l e   o f  c o m m uni c a t i o n  a nd  i s   c o n s i de r e d   a n  e n d   s y s t e m .   A l l   t h e   n o de s   c o m m u n i c a t e   w i t h  e a c h   o t h e r  a nd  r e l a y   i n f o r m a t i o n  w i t h i n   t h e   n e t w o r k .   Co n s t a nt   c ha n ge s   i n  t h e   t o po l o g y   of   t h e   U A V   n e t w o r ks   ar e   a dd r e s s e d  i n  t h i s   t y p e   of   a r c hi t e c t u r e .   T h e   b e a ut y   o f   t h i s   s y s t e m   i s   t h a t   e v e n   t he   gr o und  c o n t r o l   s t a t i o n   i s   t r e a t e d  a s   a   n o de ,   a n d   t h e   l o c a t i o n   o f   t hi s   n o de   c a n   b e   f i xe d  o r   m o v i n g.   T h e   c o m m u n i c a t i o n   a r c h i t e c t u r e   i n   t h e   F A N E T   i s   f ur t h e r  c a t e go r i z e d  i n t o   U A V - to - U A V   a n d   U A V - to - gr o un d  c o nt r o l   s t a t i o n .   W i t h   t h e   c o l l a b o r a t i o n   o f   t h e   F e de r a l   A v i a t i o n  A d m i ni s t ra t i o n  (F A A )   a nd   N a t i o na l   A e r o n a ut i c s   a n d   S p a c e   A dm i n i s t r a t i o n  (N A S A ) ,   a n  i n i t i a t i v e   w a s   l a u n c h e d   i n  J a n ua r y   2017   t o   a dd r e s s   c ha l l e n ge s   r e l a t e d  t o   b e y o n d  L O S   w i r e l e s s   c o m m u ni c a t i o n  b e t w e e n   t h e   n o de s   a n d   t h e   g r o u n d  c o n t r o l   s t a t i o n  t ha t   m a y   a ri s e   du r i n g   di f f e r e n t   a pp l i c a t i o n s   o f   t h e   F A N E T ,   s uc h   a s   t r a n s po rt a t i o n  a n d   i n f ra s t r uc t u r e   s u r v e i l l a n c e .   A   c o m p r e h e n s i v e   v i s ua l   r e p r e s e nt a t i o n  o f   a l l   t h e   d i s c us s e d   c o m m un i c a t i o n   a r c h i t e c t ur e s   ha s   b e e n   p r e s e nt e d  i n   F i gu r e   2.           F i gu r e   1 .   Co m m u n i c a t i o n   a r c h i t e c t u r e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       F l y i ng   ad   ho c   n e t w or k   app l i c at i ons ,   m obi l i t y   m od e l s ,   r ou t i ng   pr ot o c ol s ,   and  …  ( T ahe r   M .   G haz al )   1325   5. 6 .     R o u ti n g  i n   fl y i n g  ad   h o c   n e tw o r k   A l t h o ug h   t h e r e   a r e   s e v e r a l   a dv a n t a ge s   o f   t h e   F A N E T   c o m m uni c a t i o n   a r c h i t e c t u r e ,   r o ut i n g  r e m a i n s   a   c o n s t a n t ly   c h a l l e n g i n g   a r e a ,   a s   t h e   t o po l o g y   s h i f t   i n  t h e   F A N E T   i s   v e r y   d y n a m i c   [8 0] .  A d   h o c   n e t w o r ks   w e r e   pr o po s e d  by   [79],   [81] .   S i n c e   F A N E T   i s   de r i v e d  f r o m   t h e   M A N E T   a n d   V A N E T   p r o t o c o l s ,   p r o t o c o l s   a f f i l i a t e d  w i t h   t h e s e   n e t w o r ks   w e r e   t e s t e d  fo r   t h e   F A N E T ,   b ut   due   t o   t h e   d i f f e r e n t   na t u r e   o f   n o de s ,   s uc h   a s   ra pi d   s pe e d  a n d   l i nk   s h i f t s   a n d   l e s s   a v a i l a b l e   po w e r   i n  F A N E T ,   t h e   e xi s t i n g   M A N E T   a n d   V A N E T   r o ut i n g   pr o t o c o l s   a r e   n o t   c a pa b l e   o f   s a t i s fy i n g  t h e   s pe c i f i c   a ppl i c a t i o n  n e e ds   f o r   t h e   F A N E T .   K h a n  e t   al .   [82]   p r o v e d   t h a t   A n t H o c N e t   m a y   pe r f o r m   b e t t e r   a s   c o m pa r e d  t o   o t h e r   p ro t oc o l s .   T h e r e f o r e,   c h a nge s   a r e   r e qui r e d  t o   t h e s e   pr o t o c o l s   t o   s a t i s fy   t h e   F A N E T   a pp l i c a t i o n   n e e ds .   U s m a n  e t   al .   [83]   e m p ha s i z e d  t h e   a pp r o pri a t e n e s s   o f  r o ut i ng  p r o t o c o l   de s i g n  f o r   s uc c e s s f ul   da t a   c o m m u ni c a t i o n  i n  t h e   F A N E T .   A   t a xo n o m y   of   a v a i l a b l e   r o ut i n g   pr o t o c o l s   fo r   a d   h o c   n e t w o r ks   i s   p r e s e n t e d  f r o m   t h e   l i t e ra t u r e   ra t h e r  t ha n  l i s t i ng  a l l   o f   t h e m   f o r   b e t t e r   unde r s t a n d i n g .   A l i   e t   a l .   [ 84]   r e c o m m e n d   a   r o ut i n g   m e t h o d  c a l l e d   g r e e dy - o pt i m i z e d  l i n k   s t a t e   r o ut i ng    ( G - O L S R )   fo r   d r o n e   n e t w o r ks   (F A N E T s ) .   It   h e l ps   d r o n e s   c o m m u n i c a t e   a n d   w o r k  t o ge t h e r  m o r e   e f f i c i e n t l y .   It   a l s o   a u t o m a t i c a l l y   a dj us t s   w h e n  t h e   n e t w o r k  c ha n ge s .     5. 6 . 1.   S tat i c   r o u ti n g  p r o to c o l s   T h e s e   t y pe   o f   r o ut i n g   p r o t o c o l s   i s   us e d  w h e r e   t h e   n o de s   c o m m u n i c a t e   w i t h   a   s pe c i f i c   n u m b e r   o f  n o de s   o r  a  g r o u n d   c o n t r o l   s t a t i o n .   A   p r e - c o m put e d  s t a t i c   r o ut i n g   t a b l e   i s   l o a de d  b e fo r e   s t a rt i n g   t h e   m i s s i o n ,   a n d   t h e r e ’s   n o   n e e d  t o   upd a t e   i t   du ri n g   t h e   m i s s i o n  [85] .   T h e s e   p r o t o c o l s   a r e   n o t   f a ul t - t o l e r a nt   s i n c e   t h e   c h a nge s   c a n  o n l y   b e   a ppl i e d  b e fo r e   t h e   s t a rt   o f   t h e   m i s s i o n  o r  w h e n  t h e   m i s s i o n  i s   f i ni s h e d  a n d   a r e   n o t   s ui t a b l e   f o r  dy n a m i c a l l y   c h a ngi n g   n e t w o r ks .   L e o n o v   a nd  R y a b c h e vs k y   [86]   r e v i e w   t h e   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o n  o f   t h e   o pt i m i z e d  l i n k   s t a t e   r o ut i n g   p r o t o c o l   (O L S R ).   T h e   p ra c t i c a l   i m p l e m e nt a t i o n   o f   t hi s   t y pe   o f  r o ut i ng  p r o t o c o l   i s   l i m i t e d  f o r   F A N E T   a p pl i c a t i o n s .     L o a d  c a rr y   a n d   de l i v e r  (L CA D )   i s   c o n s i de r e d   t h e   f i r s t   r o ut i ng  m o de l   f o r   t h e   F A N E T   [8 7] .   T h e   m a i n  purpo s e   o f   t h i s   p r o t o c o l   i s   t o   m a xi m i z e   t hr o ug h put   a n d   i n c re a s e   s e c ur i t y ,   w h i c h   i s   a c hi e v e d  by   l o a di n g  d a t a   i n t o   a   n o de   f r o m   t h e   g r o u n d   c o n t r o l   s t a t i o n ;   t h e n  t h e   d a t a   i s   f l ow n  t o   t h e   de s t i na t i o n  a nd   t h e n  b a c k  t o   t h e   gr o u n d  c o n t r o l   s t a t i o n.   T ra n s m i s s i o n  t i m e   i s   hi g h e r   i n   L CA D   s i n c e   t h e   d a t a   i s   c a rri e d  by   a   s i n g l e   U A V ,   b ut   ul t i m a t e l y   i t   a c hi e v e s   h i g h e r  t hr o ug h put .   T hi s   t y pe   of   p ro t oc o l   c a n  b e   us e d  f o r  b ul k   da t a   t r a n s m i s s i o n   a ppl i c a t i o n s   w h e r e   t r a n s m i s s i o n  de l a y s   a n d   l a t e n c y   c a n  b e   a c c e pt a b l e .   S c a l a b i l i t y   i s   a n o t h e r  c o n c e rn i ng  c ha l l e n ge   i n  t h e   F A N E T   a pp l i c a t i o n ;   m u l t i - l e v e l   h i e r a r c hi c a l   r o ut i ng   (M L H R )  a ddr e s se s   t hi s   p r o b l e m   by   o r ga n i z i n g   t h e   U A V   n e t w o r k  h i e ra r c hi c a l l y   w h e r e   t h e r e ’s   a   n e e d  fo r   s e v e r a l   c l us t e r s   s e r v i n g   i n  d i f f e r e n t   a r e a s   [88] .   F o r  e v e r y   U A V   c l us t e r ,   t h e r e ’s   a   de s i g n a t e d  c l us t e r  h e a d   (CH )  w h i c h   c o n t r o l s   a n d  r e p r e s e nt s   t h e   c l us t e r ,   a nd  e a c h   c l u s t e r   i s   c a pa b l e   o f   pe r fo r m i ng  d i f fe r e nt   t a s ks .   CH   i s   t y pi c a l l y   i n  c o m m u n i c a t i o n  w i t h  a l l   t h e   n o de s   w i t h i n  t h e   c l us t e r  a nd  t h e   g r o un d   c o nt r o l   s t a t i o n,   s o   t h e   CH   n e e ds   t o   b e   i n   di r e c t   c o m m u ni c a t i o n  w i t h   t h e   g r o u n d  c o nt r o l   s t a t i o n  t o   r e l a y   i n f o r m a t i o n  w i t h i n  t h e   c l us t e r .   T h i s   p r o t o c o l   i s   s u i t a b l e   w h e n  a  l a r ge   n u m b e r   o f   n o de s   a r e   i n v o l v e d  i n  t h e   a pp l i c a t i o n ,   a nd   t h e   a r e a   t o   c o ve r   i s   v a s t .   W i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n  i n  a d   h o c   n e t w o r ks   c a n  s uppo rt   b o t h  o n e - to - o n e   a n d   o n e - to - m a n y   c o m m uni c a t i o n  m o de s .   W h e n  s e v e r a l   n o de s   a r e   r e que s t i ng   da t a   i n  a   F A N E T   a ppl i c a t i o n ,   a n d   d a t a   i s   s e r v e d   by   a n   on - de m a n d  a l go r i t h m ,   t h e   da t a - c e nt r i c   r o ut i n g   (D C R )  [88]   p r o t o c o l   i s   us e d.   T hi s   p r o t o c o l   c a n  b e   pra c t i c a l l y   a ppl i e d   w h e r e   t h e r e   i s   a   s m a l l   n u m b e r   o f   n o de s   i n v o l v e d  w i t h  a   f i xe d  t ra j e c t o r y .   T h i s   r o ut i n g   pr o t o c o l   c a n  a l s o   w o r k  w e l l   w i t h i n  a   c l us t e r e d  m o de l .     5. 6 . 2.   P r o ac ti v e   r o u ti n g  p r o to c o l s   B e fo r e   t r a n s m i s s i o n  o f   da t a   p a c ke t s ,   t h e s e   r o ut i ng  p r o t o c o l s   s t o r e   r o ut i ng  i n f o rm a t i o n  a b o ut   a l l   n o de s   w i t hi n   t h e   n e t w o r k  i n  a   t a b l e .   I n  t h e   e v e n t   o f   a  t o po l og y   c h a n ge ,   t h e   r o ut i n g   t a b l e   n e e ds   t o   b e   upda t e d ,   m a k i n g   t h e   upd a t e d   r o ut i n g   i n f o r m a t i o n   a v a i l a b l e   f o r   p a t h  s e l e c t i o n   by   t h e   t ra n s m i t t e r  a n d   r e c e i v e r .   T h e r e   a l s o   e xi s t   s o m e   c h a l l e n ge s   f o r  t hi s   t y pe   of   r o ut i ng   p r o t o c o l   due   t o   e x t e n s i v e   m e s s a ge   c o m m u ni c a t i o n s   b e t w e e n   t h e   n o de s ;   t h e   e ffe c t i ve   us e   of   b a n dw i dt h   i s   a   c h a l l e n ge ,   a n d   t h e   r e s po n s e   t i m e   i s   s l o w e r   i n   c a s e   of  t o po l o g y   c h a n ge   o r  a   n o de   f a i l u r e .   A s   di s c us s e d  by   [89] ,   t h e s e   p r o t o c o l s   do   n o t   s upp o rt   t h e   F A N E T   a ppl i c a t i o n   i n v o l v i n g  n e t w o r ks   w i t h  h i g h l y   m o b i l e   n o de s   a nd  a  l a r ge r   num b e r  o f   n o de s .   A   n e w   fo r w a r di ng  m e c h a ni s m   w a s   i nt r o duc e d  t o   r e duc e   c o m m uni c a t i o n   o v e r h e a d   by   [90]   a s   di r e c t i o n a l   o pt i m i z e d  l i n k   s t a t e   r o ut i ng   (D O L S R )  f o r   F A N E T s   h a v i n g   n o de s   w i t h  d i r e c t i o n a l   a nt e nn a s   i n s t a l l e d.   T hi s   p r o t o c o l   w a s   de r i v e d  f r o m   O L S R   [91]   us e d  i n   t h e   M A N E T .   T h e   de s t i na t i o n   d i s t a n c e   i s   f i r s t   t e s t e d  by   t h e   n o de ,   a n d   i f   i t   i s   g r e a t e r  t h a n  t h e   m a x   a c hi e v a b l e   di s t a n c e   by   a   di r e c t i o n a l   a nt e nna ,   D O L S R   i s   s e l e c t e d  fo r   r o ut i ng ;   i f   i t   i s   l e s s   t ha n   t h e   m a x  a c hi e v a b l e   di s t a n c e   O S L R   i s   us e d  w h e r e   t h e r e   i s   a v a i l a b i l i t y   of  o m n i   di r e c t i o n a l   a nt e nn a   a n d   i f   t h e   a nt e nn a   i s   n o t   a v a i l a b l e   i t   i s   r e v e r t e d  t o   D O L S R .   F o r   b e t t e r   pe r f o r m a n c e ,   m ul t i po i n t   r e l a y   i s   us e d   t o   a c hi e v e   l ow e r   c o m m u ni c a t i o n  o v e r h e a d   a n d   l e s s   de l a y .   R o s a t i   e t   a l .   [ 92]   i n t r o duc e d  s pe e d - a w a r e   p r e d i c t i v e - O L S R   t o   h e l p  t h e   p r o t o c o l   by   a ddi n g  G P S   i n f o r m a t i o n  i n  t h e   m o de l .   Co n t e n t i o n - b a s e d  O L S R   w a s   i n t r o duc e d  by   [93] ;   t h i s   m o de l   i n v o l ve s   n e t w o r k - MAC - p h y s i c a l   c r o s s - l a y e r   de s i gn  f o r   o v e r a l l   pe r f o r m a n c e   e nh a n c e m e n t   o f   t h e   F A N E T   a ppl i c a t i o n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.