Protocoles hiérarchiques adaptatifs de regroupement à faible latence et à faible consommation d’énergie pour les réseaux acoustiques sous-marins

Les réseaux acoustiques sous-marins (UACN) sont couramment utilisés en raison de leur adaptabilité aux environnements sous-marins dynamiques. Bien que le protocole LEACH (Low Energy Adaptive Clustering Hiérarchie) ait été initialement conçu pour les réseaux de grappes de radiofréquences (RF), il a également été appliqué aux UACN. Cependant, le protocole LEACH utilise de longs frais généraux par paquet en raison de son utilisation d’identifiants globaux ou à grande échelle, ce qui entraîne une augmentation de la latence de la communication et de la consommation d’énergie par paquet. Pour résoudre ce problème, nous proposons le protocole L3EACH (Low-latency low-energy adaptive clustering hierarchy). Le protocole L3EACH est un cadre complet qui intègre l’attribution d’identifiants, la réservation de créneaux horaires, le routage de paquets et l’organisation d’un réseau autonome. Le protocole utilise des frais généraux plus courts en attribuant des identifiants locaux au lieu d’identifiants globaux ou à grande échelle. Il attribue des identifiants uniques aux nœuds d’une grappe et réattribue les mêmes identifiants aux nœuds d’autres grappes, c’est-à-dire qu’il y a réutilisation des identifiants dans l’espace. Le protocole attribue également des identifiants et des créneaux horaires à la demande afin de maximiser les ressources du réseau. Pour améliorer encore le protocole, nous introduisons le protocole L3EACH-Version 2 (L3EACH-V2), qui module les bits de préambule pour intégrer les identifiants dans le surdébit plutôt que d’insérer des bits supplémentaires. Nous indiquons également la complexité de calcul du protocole L3EACH-V2. Par rapport au protocole DIVE, le protocole L3EACH réduit la longueur de l’identifiant et l’énergie moyenne par paquet de 50 % et 13 %, respectivement. En outre, le protocole L3EACH-V2 réduit l’énergie moyenne par paquet de 27 % et augmente le débit du réseau de 16 % par rapport au protocole L3EACH, ce qui en fait une solution efficace et évolutive, en particulier pour les UACN denses.

https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10128119