has received all the required linear independently encoded data, it starts decoding to retrieve the original data packets.
5. Performance Evaluation
Any proposed new protocol needs to be tested and validated against results from open sea experiments. While numerous testbed systems have been developed to allow for inexpensive small-scale testing, they still require abundant resources to prepare and perform the experiments. Therefore, simulators have been commonly adopted as an alternative approach to protocol testing [24]. However, many of the existing simulators are not all inclusive as they only focus either on the physical communication layer or the networking layers [24]. Furthermore, many of them use a generic underwater acoustic channel model and consequently the simulation results may not accurately reflect the real-world applications. After a thorough investigation, we chose Aqua-Sim [4,25] to conduct a series of simulations. Aqua-Sim was developed based on NS-2, a popular network simulator, and has the ability to simulate UWSNs. Compared with other wireless network simulators, Aqua-Sim offers many distinctive features such as underpinning to discrete-event-driven networks [26], support for mobile and 3D networks, simulation of high-fidelity underwater acoustic channels, and implementation of a complete protocol stack. We evaluated the performance of the GPNC protocol by comparing it with DBR [15] and VBF_NC [22] using Aqua-Sim as the routing protocol simulator. DBR greedily forwards data packets to any sink node on the sea surface without using any mechanism to transmit data at all. VBF_NC instead employs vector-based forwarding to determine the routes from a source node to a target sink node and uses full network coding to transmit data packets. We first compare GPNC with VBF_NC in terms of network delay and energy consumption and then compare GPNC with both DBR and VBF_NC in terms of packet delivery rate. We randomly deployed 800 sensor nodes in a 3D region of 2000 m × 2000 m × 2000 m and 64 sink nodes in a sea surface region of 2000 m × 2000 m. The data transmission rate of the underwater acoustic modern is 2500 bps [27]. The acoustic signal propagation speed is 1500 m/s. The sensor nodes each has a transmission range of R = 250 m, an equivalence factor of 5 .0=∂ , an initial energy of Eo= 100 J, and an energy consumption rate of 60 uJ/bit. There are 1000 original data packets generated at the source node and the size of each packet is 64 KB.
5.1. E ffect of the Size of Encoding Information Block N on the N etwork Performance
5.1.1. Network Delay
With (full or partial) network coding, the value of N, which is the number of packets included in each data block, impacts the time (network delay) of transmitting the data. We first conducted several experiments to compare GPNC (based on partial network coding) and VBF_NC (based on full network coding) in terms of network delay impacted by the selection of N. As shown in Figure 6, with the increase of N, network delay increases for both GPNC and VBF_NC. The average delay of GPNC is smaller than that of VBF_NC when N < 8, and especially the improvement is about 22% when 3 ≤ N ≤ 5. When N > 5, improvement of delay effect is not obvious and when N > 8, the delay of
ได้รับทุกเส้นต้องเข้ารหัสข้อมูลเป็นอิสระก็จะเริ่มการถอดรหัสเพื่อดึงแพ็กเก็ตข้อมูลเดิม.
5 การประเมินผลงาน
ที่นำเสนอโปรโตคอลใหม่ใด ๆ ที่จะต้องมีการทดสอบและตรวจสอบกับผลที่ได้จากการทดลองในทะเลเปิด ในขณะที่ระบบ testbed จำนวนมากได้รับการพัฒนาเพื่อให้การทดสอบขนาดเล็กราคาไม่แพงพวกเขายังคงต้องใช้ทรัพยากรที่อุดมสมบูรณ์เพื่อเตรียมความพร้อมและดำเนินการทดลอง ดังนั้นจำลองได้รับการรับรองกันทั่วไปว่าเป็นวิธีทางเลือกที่จะทดสอบโปรโตคอล [24] แต่หลายของการจำลองที่มีอยู่ไม่ได้รวมทุกอย่างที่พวกเขาเพียง แต่มุ่งเน้นทั้งในชั้นการสื่อสารทางกายภาพหรือชั้นเครือข่าย [24] นอกจากนี้จำนวนมากของพวกเขาใช้ทั่วไปใต้น้ำรูปแบบช่องอะคูสติกและทำให้ผลการจำลองอาจจะไม่ถูกต้องสะท้อนให้เห็นถึงการใช้งานจริงของโลก หลังจากที่มีการตรวจสอบอย่างละเอียดเราเลือก Aqua-Sim [4,25] เพื่อดำเนินการชุดของจำลอง อควาซิมได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของ NS-2, จำลองเครือข่ายที่เป็นที่นิยมและมีความสามารถในการจำลอง UWSNs เมื่อเทียบกับการจำลองเครือข่ายไร้สายอื่น ๆ , Aqua-ซิมมีคุณสมบัติที่โดดเด่นหลายอย่างเช่นการหนุนไปยังเครือข่ายที่ต่อเนื่องเหตุการณ์ที่ขับเคลื่อนด้วย [26] การสนับสนุนสำหรับเครือข่ายโทรศัพท์มือถือและ 3 มิติแบบจำลองของความจงรักภักดีสูงช่องอะคูสติกใต้น้ำและการดำเนินงานของโปรโตคอลที่สมบูรณ์ กอง เราประเมินผลการดำเนินงานของโปรโตคอล GPNC โดยเปรียบเทียบกับ DBR [15] และ VBF_NC [22] โดยใช้อควาซิมเป็นโปรแกรมจำลองการกำหนดเส้นทางโปรโตคอล DBR ละโมบส่งต่อแพ็กเก็ตข้อมูลไปยังโหนดอ่างใด ๆ บนพื้นผิวทะเลโดยไม่ต้องใช้กลไกใด ๆ ที่จะส่งข้อมูลที่ทุกคน VBF_NC แทนพนักงานส่งต่อเวกเตอร์ที่ใช้ในการตรวจสอบเส้นทางจากโหนดต้นทางไปยังโหนดอ่างเป้าหมายและใช้การเข้ารหัสเครือข่ายเต็มรูปแบบในการส่งแพ็กเก็ตข้อมูล ครั้งแรกที่เราเปรียบเทียบกับ GPNC VBF_NC ในแง่ของความล่าช้าของเครือข่ายและการใช้พลังงานและแล้วเปรียบเทียบกับทั้ง GPNC DBR และ VBF_NC ในแง่ของอัตราการส่งแพ็คเก็ต เรานำไปใช้สุ่ม 800 โหนดเซ็นเซอร์ในพื้นที่ 3 มิติของ 2000 เมตร× 2000 เมตร× 2000 เมตรและ 64 อ่างโหนดในพื้นที่พื้นผิวทะเล 2000 เมตร× 2000 เมตร อัตราการส่งข้อมูลที่ทันสมัยอะคูสติกใต้น้ำ 2500 bps [27] อะคูสติกความเร็วการขยายพันธุ์สัญญาณ 1500 m / s โหนดเซ็นเซอร์แต่ละคนมีช่วงการส่งผ่านของ r = 250 เมตรเป็นปัจจัยเท่าเทียม 5 0.0 = ∂, พลังงานเริ่มต้นของ Eo = 100 J และอัตราการใช้พลังงานของ 60 UJ / บิต มี 1,000 แพ็กเก็ตข้อมูลเดิมที่สร้างขึ้นที่โหนแหล่งที่มาและขนาดของแต่ละแพ็คเก็ตเป็น 64 กิโล.
5.1 E ffect ขนาดของข้อมูลการเข้ารหัสบล็อก N ในการปฏิบัติงาน N etwork
5.1.1 เครือข่ายความล่าช้า
ด้วย (ทั้งหมดหรือบางส่วน) การเข้ารหัสเครือข่ายค่าของ n, ซึ่งเป็นหมายเลขของแพ็กเก็ตที่รวมอยู่ในแต่ละบล็อกข้อมูลผลกระทบต่อเวลา (ล่าช้าระบบเครือข่าย) ของการส่งข้อมูล ครั้งแรกที่เราได้ทำการทดลองเพื่อเปรียบเทียบหลาย GPNC (ขึ้นอยู่กับการเข้ารหัสเครือข่ายบางส่วน) และ VBF_NC (ขึ้นอยู่กับเครือข่ายเต็มรูปแบบการเข้ารหัส) ในแง่ของความล่าช้าเครือข่ายผลกระทบจากการเลือกของสหประชาชาติดังแสดงในรูปที่ 6 กับการเพิ่มขึ้นของ N ล่าช้าเครือข่าย เพิ่มขึ้นสำหรับทั้ง GPNC และ VBF_NC ความล่าช้าเฉลี่ยของ GPNC มีขนาดเล็กกว่าที่ VBF_NC เมื่อ N <8 และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการปรับปรุงเป็นเรื่องเกี่ยวกับ 22% เมื่อ 3 ≤ N ≤ 5. เมื่อ N> 5 การปรับปรุงผลล่าช้าไม่ชัดเจนและเมื่อ N> 8 ความล่าช้าของ
การแปล กรุณารอสักครู่..

ที่ได้รับทั้งหมดเป็นอิสระเชิงเส้นเข้ารหัสข้อมูลจะเริ่มถอดรหัสเพื่อดึงต้นฉบับแพ็กเก็ตข้อมูล5 . การประเมินผลการปฏิบัติงานเสนอใด ๆโปรโตคอลใหม่ที่ต้องทดสอบ และตรวจสอบผลลัพธ์ที่ได้จากการทดลองกับท้องทะเล ในขณะที่ระบบ Name = ทดสอบ Comment มากมายได้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อช่วยในการทดสอบขนาดเล็กราคาไม่แพงก็ยังคงต้องใช้ทรัพยากรมากมายเพื่อเตรียมการและดำเนินการทดลอง ดังนั้น จำลองได้รับมักใช้เป็นวิธีการทดสอบโปรโตคอล [ 24 ] อย่างไรก็ตาม หลายของ simulators ที่มีอยู่จะไม่รวมทุกอย่างตามที่พวกเขาเพียง แต่เน้นการสื่อสารทางกายภาพชั้น หรือชั้นเครือข่าย [ 24 ] นอกจากนี้ การใช้รูปแบบทางช่องใต้น้ำทั่วไปมากของพวกเขาและดังนั้นผลอาจไม่ถูกต้องสะท้อนให้เห็นถึงประโยชน์ของมัน . หลังจากการสอบสวนอย่างละเอียด เราเลือกน้ำซิม [ 4,25 ] เพื่อดำเนินการชุดของแบบจำลอง . วา ซิมถูกพัฒนาบนพื้นฐานที่นิยมนำไปใช้ , จำลองเครือข่ายและมีความสามารถในการเลียนแบบ uwsns . เปรียบเทียบกับการจำลองเครือข่ายไร้สายอื่น ๆ , น้ำซิมมีคุณสมบัติที่โดดเด่นมากมาย เช่น การหนุนให้เหตุการณ์ไม่ต่อเนื่องขับเคลื่อนเครือข่าย [ 26 ] , สนับสนุนเครือข่ายมือถือและ 3D , จำลองความจงรักภักดีสูงใต้น้ำเสียงช่องและการใช้สแต็คโปรโตคอลที่สมบูรณ์ เราประเมินประสิทธิภาพของ gpnc โปรโตคอลโดยเปรียบเทียบกับ DBR [ 15 ] และ vbf_nc [ 22 ] ใช้เป็นเส้นทางน้ำซิม Simulator DBR ส่งต่อแพ็กเก็ตข้อมูลไปยังโหนดโลภจมบนพื้นผิวทะเลโดยไม่ต้องใช้กลไกการส่งข้อมูลทั้งหมด vbf_nc แทนพนักงานแบบเวกเตอร์ส่งต่อเพื่อหาเส้นทางจากแหล่งโหนดโหนดเพื่อเป้าหมายจมและใช้เครือข่ายเต็มรูปแบบการเขียนโปรแกรมเพื่อส่งแพ็กเก็ตข้อมูล เราเปรียบเทียบกับ vbf_nc gpnc ในแง่ของความล่าช้าของเครือข่ายและการใช้พลังงาน และทำการเปรียบเทียบ gpnc ทั้งสองและ DBR vbf_nc ในแง่ของอัตราการส่งแพ็คเก็ต เราสุ่มโหนด 800 ใช้เซ็นเซอร์ในพื้นที่ 3D 2000 m × 2 × 2 M M และ 64 อ่างจุดพื้นผิวทะเลเขต 2000 m × 2000 เมตร อัตราการส่งข้อมูลที่ทันสมัยของใต้น้ำอะคูสติก 2500 2007 [ 27 ] เสียงสัญญาณการขยายพันธุ์ความเร็ว 1500 m / s เซ็นเซอร์โหนดแต่ละคนมีการส่งช่วง R = 250 เมตร เป็นค่าปัจจัย 5 0 = ∂ พลังงานเริ่มต้นของ EO = 100 เค และอัตราการใช้พลังงาน 60 UJ / นิดหน่อย มี 1000 เดิมข้อมูลแพ็คเก็ตที่สร้างขึ้นในแหล่งโหนดและขนาดของแต่ละแพ็คเก็ตเป็น 64 กิโลไบต์5.1 E ffect ของขนาดของข้อมูลที่เข้ารหัสในบล็อก n N etwork ประสิทธิภาพ5.1.1 . ความล่าช้าของเครือข่าย( ทั้งหมดหรือบางส่วน ) เครือข่ายการเข้ารหัส , ค่าของ n ที่เป็นหมายเลขของแพ็กเก็ตรวมอยู่ในแต่ละบล็อกข้อมูลผลกระทบเวลา ( ล่าช้าเครือข่าย ) ของการส่งข้อมูล แรกที่เราทำการทดลองต่างๆเพื่อเปรียบเทียบ gpnc ( ขึ้นอยู่กับเครือข่ายบางส่วนนะครับ ) และ vbf_nc ( ตามแบบเครือข่ายนะครับ ) ในแง่ของเครือข่ายล่าช้าผลกระทบจากการคัดเลือก ( ดังแสดงในรูปที่ 6 กับการเพิ่มขึ้นของเครือข่ายล่าช้าเพิ่มขึ้นทั้ง gpnc และ vbf_nc . ค่าเวลาของ gpnc มีขนาดเล็กกว่าของ vbf_nc เมื่อ n < 8 , และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการปรับปรุงประมาณ 22 % เมื่อ 3 ≤ N ≤ 5 เมื่อ n > 5 , การปรับปรุงผลล่าช้าไม่ชัดเจนและเมื่อ n > 8 , ความล่าช้าของ
การแปล กรุณารอสักครู่..
