Skip to main content
SUPERVISOR
Naghmeh sadat Moayedian,Faramarz Hendessi
نغمه سادات مویدیان (استاد راهنما) فرامرز هندسی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Masoud Qanbari
مسعود قنبری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

The Effect of Fountain Codes on Throughput and Delay of Underwater Wireless Sensor Networks
Underwater channels have unique characteristics such as high and variable propagation delay, limited bandwidth and frequency dependent attenuation. These specificatio degrade the performance of contention-free MAC protocols (e.g. TDMA, FDMA, CDMA).The channel reservation-based protocols like FAMA, MACA are not also a good choice for long range underwater acoustic communications, because of their long handshake process. Hence, it seems that when the propagation delay is more than the packet transmission delay, random access protocols (e.g. ALOHA, CSMA) are the best options.Although these methods are independent of propagation delay, but there is still the problem of packet collision at high traffics that reduces the throughput of these protocols.To enhance the reliability of packet delivery, one can add ACK packet to the above methods. But this causes severe reduction in the network throughput. Therefore FEC methods is preferred to the ARQ based protocols in the applications which reliability is too important. So in this thesis to acquire both network throughput and reliability, we fragment packets and use a coding scheme called Fountain Codes. Note that this coding scheme is an application based forward error correction coding. So by using this coding method, any desired number of coded symbols can be created and therefore the number of coded packets can be adjusted by the channel failure rate. By choosing non-persistent CSMA as the MAC layer protocol, we show in the simulations that the proposed method increases the reliability of received packets effectively. Furthermore it has higher throughput than ARQ and FEC based methods at medium and high traffics. Moreover the delay of packets in the proposed method is less than ARQ-based methods. Keywords: Underwater Sensor Networks, MAC Layer, Fountain Codes, Rateless Coding
از این رو به نظر می رسد، پروتکل‌هایدست‌یابی تصادفی(همانند ALOHA,CSMA) بهترین گزینه برای زمانی است که تأخیر انتشار در مقایسه با زمان ارسال بسته، زیاد باشد. اگرچه این روش‌ها فارغ از تأخیر انتشار هستند ولی مشکل تصادم بسته ها همچنان وجود خواهد داشت که در ترافیک های بالا موجب کاهش گذردهی این پروتکل‌ها می گردد. از طرف دیگرافزودن ACKبه روش‌های فوق به منظور افزایش اطمینان در تحویل بسته‌ها و در کاربردهایی که این مسئله از اهمیت زیادی برخوردار است، موجب کاهش گذردهی شبکه به دلیل اتلاف زیاد زمان صرف شده در هنگام انتظار دریافت بسته ACKمی‌شود. لذا در شبکه‌های تاخیردار پیشنهاد می‌شود به جای استفاده از روش‌های مبتنی برARQاز روش‌هایFECاستفاده گردد. درکاربردهای زیر آبینیز برای کاهش تعداد برخوردها در ترافیک های بالا به کمترین مقدار، می بایست تمهیدی اندیشیده شود تا حدالامکان از حداکثر ظرفیت کانال متناسب با ترافیک ورودی استفاده شود. لذا در این تحقیق، با تکه تکه کردن بسته‌های مورد نظر و استفاده ازکُدگذاری جدیدی به نامFountainCodesکه از دسته روش‌های مبتنی بر FECمی‌باشد، در الگوریتمNon-Persistent CSMA، روشی ارائه گردیده است که در آن قابلیت اطمینان دریافت بستهبه طور مطلوبی بالا می رود. با توجه به اینکه به کمک روش کُدگذاریبه‌کاررفته، هر تعداد دلخواه سمبل کد شده می‌توانایجاد نمود، لذا متناسب با نرخ خرابی کانال می‌توان تعداد بسته‌های کد شده را تغییر داد.گفتنی است، روش ارائه‌شده به دلیل مقاومت در برابر خرابی کانال، در ترافیک های متوسط و بالا، نسبت به روش‌های مبتنی بر ARQو FEC، از گذردهی بالاتری برخوردار می‌باشد، همچنینتأخیربسته‌های تحویل داده‌شده در مقصد توسط این روش نیز نسبت بهروش‌های مبتنی بر ARQبسیار کمتر است. کلمات کلیدی: 1- شبکه‌های حسگر بی‌سیم زیر آب 2- لایه MAC 3- کُدگذاری بدون نرخ 4- نرخ خرابی کانال

ارتقاء امنیت وب با وف بومی