Avaliação de Desempenho na Comunicação em Redes Acústicas Aquáticas Utilizando Modems Reais de Baixo Custo

  • Thales T. Almeida UFV
  • Lucas Brangança UFV
  • Rafael Antônio UFMG
  • Francisco Lima UFMG
  • Marcos A. M. Vieira UFMG
  • Jose G. R. Júnior CEFET-MG
  • Luiz F. M. Vieira UFMG
  • José A. M. Nacif UFV

Resumo


Redes aquáticas possuem diversas aplicações potenciais, como preservação do ecossistema e prevenção de desastres ambientais. Como sinais de radio-frequência são rapidamente absorvidos debaixo d’água, estas redes utilizam o sinal acústico como sistema de comunicação. Comparada com redes terrestres, redes acústicas possuem características únicas, como baixa largura de banda, alta latência e grande atraso de propagação. Com tantas restrições, deve-se ressaltar a influência exercida por modems acústicos, cujas características podem afetar o desempenho da rede. Uma vez que modems de baixo custo são mais acessíveis, se faz necessária uma boa compreensão acerca de seu funcionamento. Este artigo tem por objetivo analisar a performance da comunicação acústica a partir da comparação entre as taxas de transmissão teóricas e reais obtidas por um modem de baixo custo. Experimentos reais foram realizados, onde foi possível identificar o comprometimento nas taxas de transmissão, deteriorada pelos efeitos dos atrasos de propagação no meio.

Referências

Benson, B., Li, Y., Kastner, R., Faunce, B., Domond, K., Kimball, D., and Schurgers, C. (2010). Design of a Low-cost, Underwater Acoustic Modem for Short-range Sensor Networks. In OCEANS 2010 IEEE - Sydney, pages 1–9.

Brady, D. P. and Catipovic, J. A. (1994). Acoustic Local Area Networks. US Patent 5,303,207.

Catipovic, J., Brady, D., and Etchemendy, S. (1993). Development of Underwater Acoustic Modems and Networks. Oceanography, 6(3):112–119.

Guan, Y., Shen, C.-C., and Yackoski, J. (2011). MAC Scheduling for High Throughput Underwater Acoustic Networks. In Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), 2011 IEEE, pages 197–202. IEEE.

Le, S. N., Zhu, Y., Peng, Z., Cui, J.-H., and Jiang, Z. (2013). PMAC: a Real-world Case Study of Underwater MAC. In Proceedings of the Eighth ACM International Conference on Underwater Networks and Systems, page 2. ACM.

Ma, J. and Lou,W. (2011). Interference-aware Spatio-temporal Link Scheduling for Long Delay Underwater Sensor Networks. In Sensor, Mesh and Ad Hoc Communications and Networks (SECON), 2011 8th Annual IEEE Communications Society Conference on, pages 431–439. IEEE.

Park, M. K. and Rodoplu, V. (2007). UWAN-MAC: An Energy-efficient MAC Protocol for Underwater Acoustic Wireless Sensor Networks. Oceanic Engineering, IEEE Journal of, 32(3):710–720.

Star, D. (2016). Manual do Fabricante. Acessado em fevereiro de 2016. Disponível em: http://desertstar.com/product/sam-1/.

Stojanovic, M. and Preisig, J. (2009). Underwater Acoustic Communication Channels: Propagation Models and Statistical Characterization. Communications Magazine, IEEE, 47(1):84–89.

Vieira, L. F., Vieira, M. A., Pinto, D., Nacif, J. A. M., Viana, S. S., and Vieira, A. B. (2012). HydroNode: An Underwater Sensor Node Prototype for Monitoring Hydroelectric Reservoirs. In Proceedings of the Seventh ACM International Conference on Underwater Networks and Systems, page 43. ACM.

Yackoski, J. and Shen, C.-C. (2008). UW-FLASHR: Achieving High Channel Utilization in a Time-based Acoustic MAC Protocol. In Proceedings of the Third ACM International Workshop on Underwater Networks, pages 59–66. ACM.

Zhu, Y., Jiang, Z., Peng, Z., Zuba, M., Cui, J.-H., and Chen, H. (2013). Toward Practical MAC Design for Underwater Acoustic Networks. In INFOCOM, 2013 Proceedings IEEE, pages 683–691. IEEE.
Publicado
04/07/2016
ALMEIDA, Thales T.; BRANGANÇA, Lucas; ANTÔNIO, Rafael; LIMA, Francisco; VIEIRA, Marcos A. M.; R. JÚNIOR, Jose G.; VIEIRA, Luiz F. M.; NACIF, José A. M.. Avaliação de Desempenho na Comunicação em Redes Acústicas Aquáticas Utilizando Modems Reais de Baixo Custo. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE COMPUTAÇÃO UBÍQUA E PERVASIVA (SBCUP), 8. , 2016, Porto Alegre. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2016 . p. 937-946. ISSN 2595-6183. DOI: https://doi.org/10.5753/sbcup.2016.9442.