Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26417| Título: | Energy efficiency of multi-hop underwater acoustic networks using fountain codes |
| Título(s) alternativo(s): | Eficiência energética em redes acústicas subaquáticas considerando múltiplos saltos e usando códigos de fontanais |
| Autor(es): | Simão, Daniel Hayashida |
| Orientador(es): | Brante, Glauber Gomes de Oliveira |
| Palavras-chave: | Energia elétrica - Consumo Ruído Métodos de simulação Acústica subaquática Comunicações digitais Modulação (Eletrônica) Electric power consumption Noise Simulation methods Underwater acoustics Digital communications Modulation (Electronics) |
| Data do documento: | 27-Ago-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | SIMÃO, Daniel Hayashida. Energy efficiency of multi-hop underwater acoustic networks using fountain codes. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
| Resumo: | Garantir o baixo consumo de energia é algo crucial nas comunicações subaquáticas, uma vez que a substituição da bateria dos sensores nesse cenário é algo indesejável devido à dificuldade e alto custo financeiro. No presente trabalho analisamos o consumo energético de uma rede acústica subaquática implementando códigos fontanais, algo que fornece uma característica interessante para cenários com longos atrasos de transmissão, como é o caso das redes acústicas subaquáticas. Assim, a otimização do número de pacotes redundantes em conjunto com a possibilidade de retransmissões a cada salto para garantir confiabilidade permitem uma otimização global da rede. Além disso, para reduzir o consumo de energia neste cenário, otimizamos a ordem de modulação assumindo um chaveamento de mudança de fase diferencial (M-DPSK), bem como o número de saltos e tentativas de transmissão por salto. Investigamos o número necessário de pacotes codificados por fonte para diferentes ordens de modulação e número de saltos. Nossos resultados mostram que, ao permitir retransmissões e otimizar o número de saltos e a ordem de modulação, podemos obter importantes economias de energia, principalmente em cenários de longas distâncias. Além disso, com códigos fontanais, o consumo de energia diminui significativamente em comparação com o caso sem códigos fontanais, permitindo até 40% de economia. |
| Abstract: | Ensuring low energy consumption is a crucial issue in underwater communications, since battery replacement may be difficult and expensive in these scenarios. In this work we analyze the energy consumption of a multi-hop underwater acoustic network (UWAN) employing fountain codes, which provides an interesting feature to scenarios with long transmission delays, as is the case of UWANs. Thus, the proper optimization of the number of redundant packets as well as the possibility of retransmissions per hop in order to ensure reliability allows a global optimization of the network. Moreover, in order to reduce the energy consumption in this scenario we optimize the modulation order assuming differential phase-shift keying (M-DPSK), as well as the number of hops and transmission trials per hop. We investigate the required number of fountain-encoded packets for different modulation orders and number of hops. Our results show that, by allowing retransmissions and optimizing the number of hops and the modulation order, we can obtain important energy savings, especially for long distances. In addition, with fountain codes the energy consumption decreases significantly compared to the case without fountain codes, allowing up to 40% of savings. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26417 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| underwateracousticnetworksfountain.pdf | 979,27 kB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
