位置不确定下水下光无线中继与路由技术的端到端性能分析
网络与互联网体系结构
2024-12-20 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
与低速高延迟的声学系统相反，水下光无线通信（UOWC）能以短通信范围为代价提供高速低延迟服务。因此，多跳通信对于改善水下光无线网络的连通程度和整体性能至关重要。对此，本文研究中继与路由技术，并在位置不确定性下提供其端到端（E2E）性能分析。为实现鲁棒可靠链路，我们首先考虑自适应波束宽度，并推导在无指向-捕获-跟踪（PAT）机制和有 PAT 机制下的发散角。此后，针对两种潜在中继技术——解码转发（DF）和光放大转发（AF）——获得重要的 E2E 性能指标（如数据速率、误码率、发射功率、放大器增益等）。我们为两种中继技术开发了集中式路由方案，以优化 E2E 速率、误码率和功耗。另者，通过利用 UOWC 的距离-波束宽度权衡，提出了一种分布式路由协议，即光路路由（LiPaR）。特别表明，在无 PAT 机制和可用网络信息时，LiPaR 尤为有利。为展示多跳通信的益处，进行了大量仿真以在不同网络参数和水下环境中比较不同路由与中继方案。
引用
@article{arxiv.1901.09357,
title = {End-to-End Performance Analysis of Underwater Optical Wireless Relaying and Routing Techniques Under Location Uncertainty},
author = {Abdulkadir Celik and Nasir Saeed and Basem Shihada and Tareq Y. Al-Naffouri and Mohamed-Slim Alouini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.09357},
year = {2024}
}