Swarm Intelligence-Based Spectrum Allocation for FANETs: A Virtualized Emulation Using Mininet-WiFi

무인이동 애드혹 네트워크(FANET)는 무선 통신 분야에서 급속히 부상하는 영역으로, 견고하고 적응적이며 확장 가능한 스펙트럼 할당 기법이 요구된다. 본 논문에서는 페로몬 기반의 협력 메커니즘을 활용한 군집 지능 기반 주파수 할당(SISA) 알고리즘을 제안한다. SISA는 분산형 채널 할당을 가능하게 하며, Mininet-WiFi 가상 시뮬레이션 환경에서 탐욕적 방식, 게임 이론 기반 방식, 강화학습 기반 방식과 비교 평가되었다. 각 알고리즘은 100회 이상 반복 시뮬레이션되어 결과의 안정성과 일반성이 확보되었다. 총 처리량, 지연, 간섭, 패킷 손실률, 공정성, 에너지 효율 등의 주요 지표를 통해 성능을 평가하였다. SISA는 기존 방식 대비 채널 안정성과 통신 신뢰성을 크게 향상시키며, 낮은 계산 복잡도를 유지하는 우수한 성능을 보였다. 또한, 알고리즘의 구조와 논리를 명확히 하기 위해 수학적 모델과 워크플로우 시각화도 함께 제시하였다.