Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   1 3 ,  No.   1 ,  Jan uar y   201 9 ,   pp.  138 ~ 146   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 3 .i 1 .pp 138 - 146          138       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Su rv ey o n un derwa t er  optica l  wir eless co mm un icat ion:   persp ec t ives and  challen ges       Te ja sw ini   R Mur god, S  M eenakshi  Sun da r am   Depa rtment  o f  C om pute r  Scie n ce &   Engi ne eri ng ,   GS S S  In sti tute  of Enginee rin g & Tec hnol og y  for   Wo m en ,  K RS  Road , Met agal li , Mysur u,   Ka rn at a ka,   India       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Sep  8 , 2 018   Re vised  N ov   9 , 2018   Accepte d  Nov 23 , 201 8       The   demand  fo r  under wate r   comm unic at ion  is  gr owing  at   a  fast er   pac e   since  few  dec ad es.   Maximizi ng  th e   comm unic at ion   per form anc e  a nd  buil ding  eff icient   ne twork  arc hitect ur e  for  under wate r  co m m unic at ion  is  a  cha l le ngin g   ta sk.  Due   to   the  red uce d   bandwi dth,   h i gh  err o r  ra te ,   noise ,   propa g at ion  d e l a y ,   wate r  cur r ent s  and  inc re ase d  c ost  in  the   net w ork  topol og y ,   t he  exi stin g   comm unic at ion  te chn ique s  are   n ot  fea sibl e  for  u nder wate r  comm unic at ion .   Resea rch   in  hig h  spee d  under w at er  tra nsm ission  te chno log y   ha s  bec om e  a   primar y   n ee d  in  today ’s  world.   B y   using  und erwa te r  a coustic  sensor  net work   high  tra nsm ission  dista nce   c a n  be  ac hie v ed  but  with  lower   dat a  rates,     high  power  con sum pti on,   la rge r   del a y s  and  wit h  highe r  cost.   Underwat er   Optic a l  Com m u nic a ti on  c an  be   used  to  in c rea se   dat a  rates  and  l ower  del a y s   but  it   suffers  from   high  at te nuati on  due  to  which   it   ca nnot  b e  used  for  dat a   tra nsfer  over   l ar ger   dista nc es.   R ese arc h  in  the   a r ea   of  h y brid  sen sor  net works  is  a  cha llenging  ta sk  and  has  m an y   open  rese arch  cha llenges,   wh ic h  nee ds  to   be  solved.   In  this   pape r  we  discuss  the   var ious  arc hi te c ture s  of  under water   comm unic at ion.  Seci rity ,   Relia ble   data  tra nsf er,   cong esti on  cont rol  an d   sett ing  up  a  h y br id  (opti c al   and  a cousti c)  comm unic a ti on  s y st em  are   som e  of  the   open  rese ar c h  cha l le ng es  ind ent ified  in   thi s  p ape r.  A  compara ti ve  stud y   is  m ade   on  diff ere nt  rou ti ng   protoc ols  an d  loc aliz at ion   al gorit hm s.     The   challe ng es   fac ed  b y   ac o ustic   and  optic al   comm unic at i on  are   al so   discussed.   Ke yw or d s :   Cros s  lay er  des ign   Locali zat ion  al gorithm   Rou ti ng al gorithm   Unde rw at er  com m un ic at ion   Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Tejas wini R M urg od,    Dep a rtm ent o f C om pu te r  Scie nce a nd E ng i ne erin g,     GS S S Insti tute  of E ng i neer i ng &  Tec hnolog y for  Wo m en,     KRS R oad, Me ta galli , Mysur u, Ka r nataka,  In dia.   Em a il :  te j aswinirm ur god@ gm ai l.co m       1.   INTROD U CTION     Ocean s  a re  c om po sed  of  wat er  a nd  oth er   el e m ents.  Ba sed   on  the   physi cal   an d  bio l og ic al   co ndit ion s,   oceans  a re  div i ded  int o  diff e r ent  z on es .  At  t he  s urface   zo ne   the  te m per at ur e   &  sal init y  are  relat ively   con sta nt.   As  th e  dep t h  in creases t he  te m per at ur e  & s ol a r  e nergy gets   decr ease d.    Re search  i n  unde rw at er  c omm un ic at ion   has  gai ned  popula rity ,  in  the  areas   of   po ll ut i on   m anag em ent,  bio lo gical   m onit or in g,   disaste r  pr e ve ntion   a nd   inc reasin g  te rror ist   act ivit ie s  under   sea.  Sett ing  up   a  wire d  c onnecti on  un de r  sea  is   not  feasible  due  t o  the  inc rease d  cost  of   la yi ng   dow n  the  cables.    W i reless  c omm un ic at ion   can  be   use d  t o  t ran s fer  inf orm at ion   am on g  t he  nodes.  U nder  the  sea ,  the   wate r   pr ess ure  is  hi gh  an d  du e  t o  tur bin es  li m it e d  ba nd  wi dth ;  high  er ror  rate   and   pro pa gatio n  delay ,  as  a   resu lt   est ablishin g  a  re li able an d  sec ur e  co m m un ic at ion  is  dif ficul t   as sho wn in F igure  1   [ 1] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Su r vey  on un de rwater  op ti cal  wi rel ess com municatio n:  pe rsp ect iv es  and cha ll en ges   ( Tejaswi ni R  Murg od )   139       Figure   1 .   U nde rw at er  se ns or  ne twork       EM  wav es  pr op a gate  at   longer  distances  t hro ugh  co nd uc ti ve  sea  wate r  at   ver y  lo w  fr e qu e ncies    (i.e.  30  to   30 0Hz) .  T his  nee ds   la r ge   ante nna  a nd  high  powe r  for  t ran s m issi on .  Henc e  it   is  not  ide al   for  unde rw at er   c om m un ic at ion .  I n  c on t rast  to   E M  wa ves,   opti cal   waves  do  not  s uffer   from   ver y  high  at te nuat ion.   Howe ver  opti cal   com m un ic ation   unde r  wate r  s uffer s   f ro m   s cat te ring  loss .   More over   it   ne eds  high  prec isi on  narrowe r  la ser   beam s  fo r   c arr yi ng  the   in form ation .  He nce  op ti cal   w aves  a re  s uitable   f or  sho rt  range   com m un ic at ion  in  un derwate r  e nv ir onm ent.   The  unde rw at e r  wireless  op ti cal   com m un ic at ion   is  a   ki nd  of  c omm un i c at ion   m od e  wi th  li gh t   wa ve   as  the  car rier   of  in f or m at i on.  S ulli an  a nd  Dim t le y  et  al .  in   19 63  fou nd  in  t he  stud y  of  propagati on   char act e risti cs  of   li ght  wa ves,  that  the  ocean  has  at te nu at io n  is  in  the  ord er  of  450  –   55 0  nm   fo r  blu e  li gh t .   The  green   li ght  i n  seaw at er  is  m uch   s m al le r  than  t he  oth e r  ba nds  of  li ght  as   sho wn  in   F i gure  2.    This  sig nifican t  ph ysi cal   discov e ry  la id  a  so li d  f oundat io n  to  so l ve  lo ng  te rm   un derw at er  ta rg et   det ect ion ,   com m un ic at ion  a nd the  othe r  essen ti al  pr ob l e m s   [2 - 3] .           Figure  2 .   Atte nuat ion o f  li ght  wav e  in se awat er       As  the   ba nd width  an d  e ne rg y  c onsu m ption   of   node s   are  the   crit ic al   issues  for   unde rw at e r  com m un ic at ion ,  tra diti onal   la ye red   a ppr oa ch  is  no t  feasi ble.  P rop os in g  dif fer e nt  Me di um   Access  Con t ro l  (MAC)  pro t oc ols,  est a bli sh in g  c ro ss  lay er  de sign s  are  sti ll  a f e w op e n res earch  ch al le ng es. [4]   In   t his  pa per  w e  ex plo re   the  c halle ng e s  face d  in und e rw at e r  com m un ic at ion.  Sect io n  2   hi gh li ghts  th e   diff e re nt  unde r water  netw ork   arch it ect ures,  reli abili ty   and   eff ic ie ncy  issu es  in  un d er water  com m un ic at ion.   Sect ion   3   f oc use s  on  analy sis   of   dif fer e nt  r outi ng   a nd  local iz at ion   al gorithm s.  Chall enges  faced  by  ac ou sti c  com m un ic at ion   are  li ste d  i n  Sect ion   4 .  Sec ti on   5   disc us se s  the  chall en ge s  faced   by  opti cal   co m m un ic at ion   and s om e o f  th e ope n resea rc h  c halle nges a r e d isc us se d  in   Sect ion   6 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng  &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry  201 9   :   138   –   146   140   2.   RELATE D  W ORKS   2.1 .      Net w ork Archi tect ure   o f  U n derw ate r Commu nica tion   Saunvit  Pand ya   et .al  [5 ]   hav e  desi gn e d  a  pr ot oc ol  wh ere  ac ou sti c   com m un ic at i on   c ou l d  be  integrate d  into   an  app li cat io n  centered  s ubs yst e m .  In   this  arch it ect ure  th e  nodes  ha ve  a ct ed  as  a  con ti nuous   transm itter  and   the  base  sta ti on   has  act e d  as  a  receiver .  M ajid  Ham i dzad e h  et .al  [ 6]  hav e  pro posed  a n  arch it ect ure  w her e  node s  we re  gr oupe d  int o  cl us te rs  at   di ff e ren t  la ye rs.  A  tree  m od el   was  c on st ru ct e d  w he re   the  se ns or  node s  at   the   r oo t   le vel  a nd  the   c hild  nodes   we r e  li nk e d  li ke   a  wh eel .   Ba se d  on  the   locat io n  of   th e   nodes  an d  the   nu m ber   of   si nk   nodes  one  sens or   no de  w as  sel ect ed  as  the  cl us te r  hea d.   This  arc hitec ture   i m pr oved  the  pe rfor m ance,  sc al abili ty   and   flexibili ty   of   un derwate r  netw orks  w he re  the   regular  net work   was  i m agined  as  a  hierar c hical  str uctu re.    En er gy  co nsu m pt ion   f or   unde rw at er  c omm un ic at io n  is  m or e  c om par ed  to  te rr est rial   co m m un ic at ion .   Don ghoon  Ki m   [7 ]   pro po s ed  a n  a rc hitec ture  w her e   the  nodes   we re  diff e re ntiat ed  base d  on   their   functi onal it ie s.  The  off shore  nodes  se nt  a  s ign al   to  the  s e ns or  node  u nd er  the  sea.  Ba sed  on  the  dis ta nce  betwee n  the  s ource  and t he  si nk, th e  r el ay   node s were  us e d as t he  interm ediat e nod e s.    Seem a  Ver m a   et .al  [8 ]   pro pose d  a  dynam i c  3D   a rch it ect ur e  wh e re  sel f   config ur i ng   s ens or   node s   wer e p lott ed  on  dif fer e nt  ve rtic al   and   h or iz onta l  le vels.  Dat a  was  m easur ed  at   diff e ren t  i nter vals  to  reduce  the   energy  util iz ation .  Wh e n  the   m easur ed  dat a  was  no t  wit hin   the  s pecified  ra ng e  the n  on ly   the  data  wa s   forw a r ded   t o  the  ba se  sta ti on  in  orde r  to  sa ve  the  e ne rg y  and   powe r  c onsu m ption .  T his   arch it ect ure  re du c e d  the tra ns m issi o n rate , e nergy  and tra ns m issio n t i m e b y i nc ulcat ing  m ulti - hop  c omm un ic at ion .   [ 9]     2.2 .      Reli ab li t y  in  Under w ater C ommu nicati on   The  fun dam ental   requirem ent  of   U WC  is  r el ia ble  deliver y  of   data.  Re li abili ty   of   the   data   can   be   increase d  by  Fo r wa rd  Er r or  Co rr ect io n  (F EC) ,  m ulti path  tra ns m issio n,  r ed unda nc y  et c.  U nd e r water  com m un ic at ion s  hav e   lim it e d  re source ,  lo w  band width  a nd  hi gh  er ror  r at es  due  to  w hich  ac hieving  r el ia bili t y  is a chall en ging tas k.   Re han   Qayy um  et.al  [1 0] h a ve  analy zed the  d iffe ren t reli abili ty  sch e m e s li ke  red un dant  tran sm issi on  ov e r  m ulti ple  paths .  F or  the   FEC  re dunda nt   sy m bo ls  were  at ta ched  to   the  data  to   ac hi eve  high  reli abili ty .     Du e   to  re dundant  m ulti path ,  tra ns m issi on   over hea d  delay s  wer e   intr oduc e d.   Ya o  Lu  [11]  proposes  a   redu nd a nt  uns har e d  m od el   a nd   re dunda nt  sh are d  m od el .  In   the  redu nd a nt   un sh a re d  m od el   ever y  node   had   ‘ n’   redu nd a nt  node s  an d  in  re dund a nt  s ha red  m od el   on ly   nodes  t hat  wer e  near   the  surfa ce  had   ‘ n’   re dunda nt   nodes .  Mu ha m m ad  Sabb ir   Alam   [1 2]  pro po se d  a n  el ect ro m agn et ic   wav e  base d  na vig at io n  syst e m .     The  cl us te r  he ad  an d  base  sta ti on   we re  loc at ed  on  the  s urface.  A uton omou s  ve hicle s  m ov e d  near   the  sen or   nodes  to  colle ct   the  data  and  fo r warde d  it   t o  the  cl us te r  he ad  an d  base  s ta ti on .  Th rou gh  si m ulati on s  it   was   sh ow n  th at  EM  b ase d na vig at ion i nc reased  r e li abili ty  f or  s horter  tra ns m iss ion   ra ng e  n et w orks.     2.3 .      Ef fici enc y  in  Under w ater C ommu nicati on   The  c omm on   pro blem   in  a  m od ern   netw ork   is  traf fic  c ongestio n.  A n  eff ic ie nt   net work  re duces   traff ic  c ongesti on and  delive rs  the  data to  the  destinat io n.     Niti n  Go ya l  [ 13 ]   pro posed  an  ene rg y  ef fici ent  arch it ect ur e  w he re  fuz zy   log ic   con ce pt  is  us ed  to   determ i ne  the  cl us te r  hea d  a nd   cl us te r  siz e .  The  netw ork   was  div i de d  into  la r ger   gro up   of   cl us te rs  wh e re,  intra  an d  inter   cl us te r  com m un ic at io n  was  us e d  to  trans fe r  the  data  bet ween   the  s our ce  and   the  si nk  node .  Using  f uzzy  log ic ,  optim al   n um ber   of   cl us t er  heads  was  f ound  in  orde r  to  hav e  a n  eff i ci ent  networ k  wh ic h  reduce d  the  ene rg y c onsu m ption   of  nodes  a nd e nd to  e nd  de la y[14 ] .   Su m i  A.   Sam ad  [15]  propose d  a   prot oc ol  w her e   ef fici ency   of  the   netw ork  was  i ncr ea se d  by  cr os s   la ye r  desig n.   I n  the  la te ncy  de te ct ion   pha se,   each  node  cal culat ed  the  la te ncy  to  it s  neig hbori ng  node  a nd   was   passe d  by  the  MAC  la ye r  to  the  physi cal   la ye r.   This  inte r act ion   opti m iz ed  the  tra ns m is sion   powe r.   T he   node  first  sent  a  reser vatio n  m ess age  to  the  rec ei ver   an d  afte r  getti ng   an  a ckno wled g em e nt  the  tim e   sl ot  was   reserve d  f or c om m un ic at ion .       3.   ANALY SIS  AND DI SCUS S ION S     In   t his  sect ion  base d  on  the   relat ed  w orks  analy sis  has  be en  car ried  ou t  fo r  r ou ti ng  prot oco ls  a nd  local iz at ion  alg or it hm .     3.1 .      Analysis  of D if feren t   R ou tin g Pro t oc ols   In   th e  un derwate r  com m un ic at ion   net w orks,   becau se   of   long  pro pag at io n  dela ys,  no ise ,  lo w   band width  a nd  m ob il it y  of  no des  routin g  t he  data  to   the  destinat i on  node  is   a   chall en ging   issue.    Var i ou s   r ou ti ng  protoc ols  ar e  pro posed  i n  order  to  route  the  data  t o  the   c orrect  de sti na ti on   with  m ini m u m   nu m ber   of ho p count &  w it ho ut losi ng the  qual it y of  t he da ta .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Su r vey  on un de rwater  op ti cal  wi rel ess com municatio n:  pe rsp ect iv es  and cha ll en ges   ( Tejaswi ni R  Murg od )   141   Ma nju la   et .al  [16]  pro pose d  a  cl us te r   age nt  ba sed   r ou ti ng  ap proac h  wh e re  a ge nts  are  def ine d  at   ever y  se nsor  node  f or   e ve nt  detect ion,  cl us t er  f or m at ion ,  he ad  sel e ct ion,  updatin g  neig hbor  in form at io n  an d  netw ork  m ai nt enan ce .  Eve ry  node  pe rio dica ll y  colle ct s   info rm at ion   about   tem per at ur e,  pressu re,  sal init y  and   com par es  them   with  the  threshold  value.  If   the  sense d  values  are  gr eat er  than  the   threshold ,  an   even t  is   tr igg e red.  Each   even t  is  cl assifi ed  as  crit ic al   and   non  crit ic al .  The  Cl us te r  Head   (C H)   is  s el ect ed  based   on   th e   tim e   req ui red   for  inf or m at ion   transm issi on,  energy  requi rem ent  and   li nk   qual it y.  The  CH  aggreg at e s  data  colle ct ed  from   var i ou s   nodes   and  se nds  it   to   al l  the  ot her  nodes  i n  t he  cl ust er.  As   the   r ou t e  disc ov e ry  is  done   by the cl us te r  hea d  a  reli able  pa th is establi s he d.   Gu a ngj ie  H a n  [17]  pro pose d  a  li nk  b ase d  re ver se   r ou ti ng pro t oco l wh e re each  n ode  a nal yz es  the  li nk  sta te   inform ati on   t hro ugh  a  ne ighb or  ta ble  wh ic h  co ns ist s   of   se ndin g  no de  I D,   receivi ng  no de  I D  a nd   the  li nk  sta te   inform at i on.  A   no de  ext racts  the  se nde r  no de  I D  fro m   the  hello  pa cket  an d  receiver  node  I D  f r om   th e   ackno wled ge  pack et   a nd  updates  it s  nei ghbor  ta ble.  A  s ymm et ric  li nk   is  est a blishe d  if  bot h  se nd e r  a nd   receiver   I D  ar e  pr e sent  in   th e  ta ble  othe r w ise   an  asy m metri c  li nk   is  es ta blished   i f  on ly   send e r  can   sen d  a   m essage to rec ei ver   or only  r e cei ver  ca n rece ive a m essage fro m  the sende r .   Sh al li   Ra ni  [18]  propose d  a   cl us te r  base d  rout ing   m echan ism   wh ere  the  ocea n  is  di vid ed  i nto  m ul ti ple  cl us te rs.   T he  cl us te r   hea ds ,  cl us te r   co ordinat or s  and  relay   no de s  are  us e d  to   route  the   dat a  to   diff e re nt no des  w it hin t he net work.  Op ti m al   relay  nod es  are  selec te d  to im pro ve  the  reli abili ty  o f  the  ne t work.   The  co nfi de nc e  value  f or   ea ch  node   is  set   base d  on  the  li nk   qu al it y,  ho p  co un t ,  resid ua l  ener gy  a nd   buff e r  sp ace.  The   no de  with  the   hi gh e r  c onfide nc e  value   is  el ect ed  as  a  relay   node.  This   m e thodo l og y  im pr ove s   reli abili ty , en er gy u ti li zat ion  a nd p ac ket  deliv ery rati o.   Nad eem   Javaid  et .al  [19]  propose d  a  routi ng   protoc ol  w her e  the  e ntire   networ k  is  div ide d  into   disti nct r egi ons  an d  c oope rati ve  prot oc ol is u se d  f or  c ommun ic at io n  w he r e relay  n odes a m pl ify  the sig na l and  pass  t o  the   de sti nation.  To   r edu c e   the  pac ket  dro p  rati on  sin k  node s  are  m ade  m ob il e  and   t hey  tr avel  in   horizo ntal an d vertic al  d i recti on to  c over  the  en ti re  netw ork .   A  l ocati on  f ree   reli able  a nd  e nergy  e ff ic ie nt   press ur e   ba se d  routin g  proto col  is  pro pose d  by  Ah m ad  Kh as aw ne h  et . al   [20]  wh e re  li nk   qual it y,  de pth  inf orm ati on  an d  resi dual   energy  par a m et ers  are  us e d  f or   balancin g  e nergy  co ns um ptio n  an d  reli a ble  data  delive ry.  Trian gu la r  m etr ic   is  us ed  a s  li nk   qual it y  est i m at or ,  after  est im a ti ng   the  li nk  qual it y  and   resid ua l  energy  of   t he   nodes ;  the  pa ckets  are  forwarde d  to  t he  ne xt  hop  wh ic h  is cl os er  to  the  d e sti nation ha ving  best  li nk   qu al it y an d  m axi m u m  r esi du al  e nergy.   Stefan o  et .al  [ 21 ]   pr opos e d  a   routing   al gorithm   wh ere  the  li nk   qual it y  was  ta ken   int o  co ns ide rati on   for  sel ect in g  a   node .  T he  histor y  of  the   suc cessf ul  transm i ssion  was   ta ke n  int o  acc ount   w hile  sel ect ing   the   nex t  no de  in  th e  path.   T o  av oi d  pitfal ls  an d  to  r ou te   the d at a  in  the  sh a dow  zo ne,   a  sim ple  ho p  c ount  to po l og y   was  us e d.  S hort  co ntr ol  m essages  we re  use d  t o  sel ect   th e  cha nnel   f or  t ran sm issi on .   D ue  t o  inc rease   in  the   traff ic   an d  pa cket  siz e,  the  colli sion   al so  increased;  as   the  transm iss ion   was  base d  on   the  li nk   qu al it y  inf or m at ion  th e colli sion rate  had s ub sta ntial ly  r ed uced.   The  Ta ble  1  s hows  a  c om par at ive  stu dy  of   diff e re nt  routing   prot oco ls  ba sed  on  var i ous  facto rs  li ke   band width,  data transm issi on   rate, th rou ghpu t, n et w ork  li fetim e etc .       Table   1 .   C om par iso n of Dif fe ren t R ou ti ng  P ro t oco ls   Proto co l/ ar ch itect u re   Energy  Co n su m p tio n   Clu ster/  sin g le   Pack et  Deliv ery  Ratio n   Data  Tr an s m iss io n   Rate   Pack et  Drop s   Locatio n   Aware n ess   Netwo rk  Lif eti m e   Thro u g h p u t   ABA ( Manju la  et.al. ,20 1 7 )  [ 1 6 ]   Low   Clu ster   Hig h   Hig h   Low   Yes   Mediu m   Hig h   AREP  (Guan g jie  Han   et.al. ,20 1 7 )  [ 1 7 ]   Low   Sin g le   Hig h     Hig h   Low   Yes   n /a   Low   E - CB CC P ( Sh alli   Ran i  et.al. ,  20 1 7 )  [ 1 8 ]   Low   Clu ster   Hig h   Hig h   Low   No   n /a   Mediu m   RB CR P ( Nad ee m   Jav aid   et.al. ,  20 1 7 )  [ 1 9 ]   Hig h   Sin g le   Mediu m   Mediu m   Low   No   Hig h   Hig h   RE - PBR   (Ah m ad   Kh asawn eh  et. al. ,  2 0 1 7 )  [ 2 0 ]   Low   Sin g le   Hig h   Mediu m   Low   No   Hig h   Mediu m   CAR P (   Stef an o   et.al. ,20 1 5 )  [ 2 1 ]   Low   Sin g le   Hig h   Mediu m   Low   Yes   Low   Mediu m   PRUSN(U ich in  L e e  et.al. ,  20 1 0 )  [ 2 2 ]   Hig h   Sin g le   Mediu m   Mediu m   Mediu m   No   Low   Mediu m   AHH - VBE  (  Hai ta o  Yu  et.al. ,  20 1 4 )  [ 2 3 ]   Low   Sin g le   Mediu m   Mediu m   Mediu m   Yes   Low   Mediu m   H2 DAB ( Muh a m m a d   Ay az   et.al .,  20 1 1 )  [ 2 4 ]   Hig h   Sin g le   Mediu m   Mediu m   Low   No   Low   Low   PULRP  (Sar ath  G o p i  et.al. ,20 0 8 )  [ 2 5 ]   Hig h   Sin g le   Mediu m   Low   Hig h   No   Low   Low     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng  &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry  201 9   :   138   –   146   142   3.2 .      Analysis  of D if feren t  L oca li z at io n  Algo ri th ms   As  the  GPS  Sign al   is  low  underwate r,   loc at ing   the  no des  is  a  chall eng in g  ta sk .  Du e  to   hig h  wate r   pr ess ure  a nd  tur bin es   the  no des  c onti nuou sly   change  t he ir  locat io n.   Va rio us   local iz at ion  al gorithm s  hav e   been  pro pose d  to  determ ine  the  ph ysi cal   locat ion   of  th e  sens or  no de s.  L ocali zat ion  al gorithm s  can  be   cl assifi ed  as  ra ng e  b a sed  and  range  fr ee  alg ori thm s.   Anja na  et .al [26] propose d  a f ault resil ie nt algorit hm  w her e  each senso r  no des  m ai ntains t he  locat io n  inf or m at ion   of  it s  neighboring   node  a nd   con ti nu ously   m on it or s  the  node  m ob il it y.   A  tim e  sync hro niz e d  ancho r  node  is   us ed  as  a  bas e  sta ti on   wh ic h  has  G PS  rec ei ver   an d  can  transm it  rad io  and   ac ou sti c  sign al s .    The  A - node  pe rio dical ly   br oa dcasted  a  pac ket  to  the  S - nodes  dep l oyed  unde rw at er;  upon   s ucces sf ul  r ecei pt   of the  pac ket the S - node  sta rted  c om pu ti ng it s locati on.   E li ye h  [2 7]  pro posed  a n  al gorithm   wh er e  local iz at ion   and   tim e  sy nchr on iz at io n  wer e  j oi ntly   perform ed.   Th e  al go rithm   wo r ke d  in  five  phases,  in  the  fi rst  ph ase  the  s ens or   no des  co ll ect ed  the  timesta m p  inf or m at ion   an d  it s  init ia l  po sit ion   from   the  ancho r  node .   By   us ing   t he  tim est a m p  inform at ion   colle ct ed  in  th e   first  ph ase ,  le a st  square   an d  weig hted   le ast   sq ua re  e stim ato rs   we re  us e d  t o  est im at e  the  cl ock  sk e w  a nd  offset  in  the  seco nd  ph a se.  T he  pr op a gatio n  dela y  was  cal culat ed  in  the  thi rd  ph ase  by  com pensat ing   the  sp ee d,     as  it   var ie d  with  dep t h  tem per at ur e  a nd   sal init y.  The  so und  s peed   betw een  sens or   nodes  an d  anc hor  node s   was  cal c ulate d  in  ph ase   f our.  Ph ase   fi ve  wa s  an  it erati ve   phase  wh e re  t he   cal culat ed  s ou nd  sp ee d  was  f ed  as   an  i nput  to   phase  t wo  an d  the  u pd at e d  cl oc k  s kew  and  s ound  ve locit y  wer e   use d  t o  cal c ulate   the     pro pag at io n de la y.   Jingjie   Gao   [ 28]   propose d  a  hybri d  local iz at ion   al gorithm   wh e re  the  entir e  network   was   is  diff ere nt  sta ges  based  on  the  hop  c ounts  from   the  anc hor  node s.  Di ff e ren t  st ages  a dopte d  diff e re nt  local iz at ion   m et ho ds.  A nc hor  nodes  we re  dep l oyed  at   th e  sea  surface  a nd   t heir  locat i on   we re  kn own,   wh e re  as  ordina ry   nodes  are de plo ye d  at   dif fer e nt stages .    Patric k  Ca r ro l l  [2 9]  pro pose d  a  local iz at ion   al gorithm   fo r  m ob il e  node   via  distrib uted  ante nn a   syst e m .  The  m od em   us ed  he r e  had   a  capaci ty   to  est i m at e   the  dopple r  sc al ing   facto r  of   the  received  s ign al .  The  acc uracy   in  th e  po sit io n  est i m ation   was   increa sed   b y   com bin ing  the   tim e  of   a rr i va l  an d  dopple r  sp ee d  inf or m at ion   int o  a   sin gle  m essage.   At  s om e  tim e  internal  t he   act ive  node   se nt  a  m essage  t o  al l  li ste ning  nodes   to p e rfo rm  the locali zat ion   process.  Based  on th e  r ecei ved  wav e f or m , each   node  e stim ated  the  do pp le r spee d.     Muk es h  Be ni wal  [30]  pro pose d  an  al gori thm   wh ere  the   locat ion s  of  f ew  node s  were  known  i n  adv a nce.   The   m ob il e  beaco ns  wer e   us e d  t o  div e  i n  ve rtic al   directi on  int o  the  sea.  T hese  m ob il e  beaco ns  ha ve   GP S   recei ver  at   the  s urface   an d  as   they   dr i ve   deep  int o  the   sea   onl y  the  Z   co ord inate   val ue  c ha ng e s.    These  be aco ns  broad cast e d  a   m essage  at   reg ula r  inter vals  and   the  se nso r  nodes  li ste ne d  to  the  br oadcast   m essage  an d  cal culat e  their  distance  f rom   li s te nin g  to   the  three  bea cons.  T he  Tab le   2  su m m ariz e s  a nd   com par es the  di ff ere nt locali z at ion  alg ori thm s       4.   CHALL ENG ES FA CED  B Y UNDER W ATER  A COU STIC  COM M UN I C ATIO N   a)   Lo w  Data  Ra t es:   The  s pee d  at   wh ic h  s ound  tra vels  th rou gh  water   is  hi gh ly   dep e nden t  on   te m per at ure ,   pr ess ure  a nd  s al init y  le vel.  U nd e r water  ac ousti c   cha nnel   ha ve  li m it ed  ba ndwidt h,   a s  th e  ra ng e   of  distance   increases  the  ba ndwidt h decre ases w hich  af f ect s the thro ug hput  of the  net work.   b)   Mult ipath  fa din g:  Mult ipath  i s  the  pro pag at i on   ph e nom enon  that  res ults  in  sig nals  reac hi ng   the  r ecei vi ng   anten na  by  tw o   or   m or e  path s.  T he  ef fects  of   m ulti path  in cl ud e  c onstr uctive  an d  destr uc ti ve  interf ere nc e ,   and phase  sh i fting   of the  sig na l. Th e  m ulti pa th d e pe nds  on the lin k  c onfig urat ion.   c)   Dop pler: Th e  m ot ion  of the  s ea surface an d t he  low  s peed   of  s ound p e net rati on  int rod uc es a larg e Dopple r  sp rea d,  a nd  res ults  in   a  fast - f adin g  fr e quenc y - sel ect ive  be ha viour   ( or  te m poral  a nd  s patia l  var ia bili ty )  of   the un derwate r  aco us ti c cha nnel .   d)   No ise :  N oise  i n  ac ousti c  cha nn el   can   be   cl assifi ed  a s  am bient  noise   a nd  s pecific  nois e.  Am b ie nt  no i se  is  the  noise   w hich  c om es  from   ic e  br eakin g  in  P ol ar  Re gions,  tur bu le nce,  breaki ng   wa ve s,    rain  et c,  w her e   as  sp eci fic  no i se  in  m an - m ade  no ise   w hich  is  caused   by  pum ps ,  gear s ,  powe r  pla nts,  shi p  m ov e m ent etc .                     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Su r vey  on un de rwater  op ti cal  wi rel ess com municatio n:  pe rsp ect iv es  and cha ll en ges   ( Tejaswi ni R  Murg od )   143   Table  2.   Su m m ary o f  the   Di fferent L ocali zat ion   Algo rithm s       5.   CHALL ENG ES FA CED  B Y UNDER W ATER  OPTI CA L  COM M UN I C ATIO N   Op ti cal   sig nals  betwee n  40 0  to  70 0n m   can  be  us e d  f or  unde r water  com m un ic at ion   f or   faster  pro pag at io n,   but  op ti cal   tran sm it te r  and   receiver  m us t  be  placed  at   sh or te r  distances.  Op ti cal   trans ducers  if   placed  at   la rg e r  distances  tha n  beca us e  of  high  tur bule nc e  per f orm ance   m ay   be  deg ra ded.  Table  3  s how n  sp eci fies  the   absor ption,  scat te ring   a nd  at te nu at io n  le vel  for  di fferent  ty pes  of  water .  As  sho w n    in Ta ble 4.         R e fe r e nc e   P ubli shing   Da te   T y pe   S tatic/ Mobi le  R e fe re n c e   No of   Node s   Dimension   De pth   S ound S pe e d   L oc a li z a ti on  e rr or   C ha ll e ng e s  Addr e ssed   L im it a ti ons   26   2 0 1 7   Ran g e  Bas e d   St a t i c :   A n ch o r  N o d e  Mo b i l e :   Sen s o r  n o d e   50   5 0 0 * 5 0 0 * 5 0 0  m   50   A s s u m ed   St a t i c   A v era g e  erro r = 1. 3   km     A n ch o r  n o d es   are   fau l t   t o l era n t     E n erg y   u t i l i z at i o n   i s  re d u ce     Sen o r  n o d e s   are  n o t   fau l t   t o l era n t     Mai n t ai n i n g   i n f o rm at i o n   ab o u t   n ei g h b o u r  n o d e s   c an   b e  d i ff i c u l t   a s   n o d es   are m o b i l e   27   2 0 1 7   Ran g e  Bas e d   St a t i c :   A n ch o r  n o d e   Mo b i l e :  O rd i n ary   n o d e w i t h   u n i f o rm   d i s t ri b u t e d   s p e ed  [ - 5 , 5 ]   k n o t s   4   1 0 0 0  *  1 0 0 0 * 3 0 0   3 0 0 m   A v g   s o u n d   s p e ed   :   1 5 0 0 m / s   Rep re s e n t ed   as  a  f u n c t i o n   o f :  1 /   2     L o cal i za t i o n   a n d   s y n ch r o n i za t i o n   are d o n e t o g et h er      Set t i n g   t h e  t h re s h o l d   v al u e  s h o u l d   b e  d o n e   p ro p e rl y   i n   o r d er  t o   s t o p   t h e  i t era t i v e   p ro ce s s .     E n erg y   co n s u m p t i o n   i s  m o re.   28   2 0 1 7   Pred i c t i o n   Bas e d     St a t i c  :   A n ch o r  N o d e   Mo b i l e :  O rd i n ary   n o d e s   1 0 0   2 0 0 0 *   2 0 0 0 m   2 0 0 m   n/a   A s   co m m u n i cat i o n  r an g e  i n c rea s es   l o c al i za t i o n   erro r  i n c rea s es     L o cal i za t i o n   d o es   n o t   n ee d   p ri o r   k n o w l ed g e  o f   s o u n d   s p eed     Co m m u n i cat i o n   co s t  i s  re d u ce d     Mo re   n u m b er  o f  refere n ce   n o d es   ar e  u s e d     Rel o ca l i z at i o n   p ro ce d u r e  a t   d i ff ere n t   s t a g e s   i s   t i m e  co n s u m i n g .   29   2 0 1 6   Ran g e  Bas e d   Mo b i l e :   A n ch o r  n o d e s   4   Po o l  t es t   i s   d o n e  w i t h  gr i d   d i m en s i o n  :  (7 2 , 2 5 ,1 0 )   3 0 0 m   A s s u m ed   St a t i c   n/a     A ccu racy   i n   l o c at i o n   i s   i n c rea s e d     A n   as s u m p t i o n   i s   m ad e  as   al l   a n t en n a   n o d e s   k n o w s   t h e i r   p erfe ct   l o c at i o n   a n d   are  al l   g l o b a l l y   t i m e   s y n ch r o n i ze d ,  w h i ch   i s   d i f fi c u l t   t o  a ch i e v e.     Fau l t   h an d l i n g   i s   n o t   ad d re s s e d .   30   2 0 1 6   Ran g e  Free    St a t i c :   Sen s o r  N o d e s   Mo b i l e :  Beac o n s   2 5 0   1 5 0 * 2 5 0   m   2 5 0 m   1 5 0 0  m / s   n/a     L o cal i za t i o n   i s   d o n e  w i t h o u t   t h e   n ee d   o f   t i m e   s y n ch r o n i za t i o n     L o cal i za t i o n   r at i o n   d ecre as es   fr o m   9 0   t o   6 5   %   a s   t h e  b e ac o n   i n t er v a l   i n cre as e s     Mo re  e n er g y   i s   co n s u m ed   i f  t h e   t ra n s m i s s i o n   r an g e  i s   co n s i d ere d   a t   h i g h er   l ev el     31   2 0 1 3   Ran g e  Bas e d   N o d e s  are  m o b i l e    1 0 0   1 0 0 0 m   * 1 0 0 0 m   * 2 0   reg i o n s   3 6 0 m   n/a   A v era g e  E rro r:   2 .6 3  m     L o cal i za t i o n   i s   d o n e  w i t h o u t   t h e   u s e   o f   an ch o r   n o d e s     Sen s o r s   ar e  al l o w ed   t o   m o v e  o n l y   w i t h i n   t h e   ac t i v e  r es t r i ct ed   area,  b u t   w h e re  a s   i n   o cea n   t h e  n o d e s   w i t h   t h e  w a v e s   a n d   cu rre n t .     T o   l o ca t e  t h e  n o d e s   t h e  l o ca t i o n   o f  a t   l ea s t   o n e  n o d e  s h o u l d   b e k n o w n   i n  a d v a n ce.   32   2 0 1 3   Ran g e  Free   St a t i c :   Sen s o r  N o d e s   5 0 0   1 0 0 0 *   2 0 0 *   2 0 0 m   n/a   n/a   L o cal i za t i o n   erro r  i n c rea s es   w i t h  h i g h er  n o d e  m o b i l i t y .     Can   b e  a p p l i e d   t o   l ar g e  s ca l e  m o b i l e   n et w o r k s .     E n erg y   eff i ci en cy   i s   i n c rea s e d .       A co u s t i c   v e h i c l es   are   u s e d  due  t o   w h i c h   t h e   co s t   m a y   b e  i n c rea s e d .   33   2 0 1 2   Ran g e  Bas e d     2 5 0   1 0 0 0 *   1 0 0 0 m   4 0 0 0  m t rs   1 5 0 0  m / s   A v era g e  erro r  i n c rea s es   w i t h  t h e  i n c rea s e i n   t em p erat u re     Co n s i d ers   h ar s h   u n d erw a t er  en v i r o n m en t   w h i l e   cal c u l at i n g   t h e   l o c al i za t i o n  err o r     Req u i r es   p rec i s e  t i m e   s y n ch r o n i za t i o n   b et w e en   t h e n o d es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng  &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry  201 9   :   138   –   146   144   Table  3.  Rel at ion s hi p betwee n  Ra ng e  and B andwidt h  in  Und e r water  Acousti c N et w ork   Ran g e [ k m ]   Ban d wid th  [ k Hz]   <0 .1   >1 0 0   0 - 1 .1   20 - 50   1 - 10   10   10 - 100   2 - 5   1000   <1       Table  4.   A bs or ption Scat te rin g  a nd A tt en uat ion   Level  for Diffe re nt Type s of  Water   W ate r  T y p e   Ab so rptio n   Scattering   Atten u atio n   Pu re  sea  water   0 .04 0 5   0 .00 2 5   0 .04 3   Clean  water   0 .11 4   0 .03 7   0 .15 1   Co astal water   0 .17 9   0 .21 9   0 .29 8   Turb id  harb o r   0 .26 6   1 .82 4   2 .19       Th ough  by  usi ng   op ti cal   com m un ic at ion   the  prop a gat ion   delay   m a y  be  reduced ,   the  op ti cal   com m un ic at ion   sho ws  le ss  perform ance  fo r  deep   sea  or  sh al low  water .  The  at te nuat ion   is  al so   qu it e  high   wh e n  t he  tu r bid  inc reases  [34 - 35] .        6.   OPEN  RESE ARCH  CHAL LE NGES   a)   Se cu rity :  Un de rw at er  se nsor  nodes  hav e  li m it ed  ener gy,  com pu ta ti on   a nd   c omm un ic at ion   capa bili ti es  so  the  se nor  node s  nee d  m or e  protect ion  tha n  the   no des  i n  te rr est rial   a re a.  De nial  of  S erv ic e  at ta ck   is  a  crit ic al   issue  in  underwate r  c om m un ic at ion   wh ic h  m ay  d istu r b  the  net wor k  colla borati on .  New   te c hn i ques   m us t be p r opos ed  in  or der  t he se cur e  the  net work f ro m  Do S att ack.    b)   Re li able  Data  t ran s fer :  U nder water  the  data  trans fer   can  be   ei ther  end - to - end   or   ho p - by - hop.   TCP  can  be   us e d  f or   e nd - to - e nd  ap proac h,   bu t  va ri ous  pro blem s  m ay  incu r  in  la ye r ed  ap proac h.   I n  un derwate r  t he   pro pag at io n  ti m e is  m uch  larg er t han  t he  tra ns m issi on  tim e  w hic h  inc reas es li nk  er r or   ra te s.  Op ti cal  w a ves   and   ra dio   waves  do  not  pr opagate  well   unde r water  s o  m os t  un derwat er  com m un ic at ion   use s  ac ousti c  wav e s  for  data   transf e r.   Th e  pro pag at io n  spe ed  of  aco us ti c  wav es  is  1500 m /s  wh ic h  is  m uch   slow er  tha n  op ti cal  and  radi o  wa ves  a bout  2 . 25*1 0 8 . Sound   wa ves  a re e asi ly  aff ect ed b y ang le   of  i nciden ce , r e flect io n,   tem per at ur e  sali nity  w hich  ca us es m u lt ipath  fad i ng.    c)   Traffic   co ng es ti on   co ntr ol:  A coust ic   transdu cers  can  tra nsm it   a t  hig h  rat e  bu t  can not  re cei ve  at   the  sam e   rate beca us e th ey  are  half dup le x,  they can no t sim ultaneou sl y t ran sm i t and   receive. C olli sion   fr ee m ulti ple   acce ss  is  a  chall eng in g  i ss ue  in  unde r water  c omm un ic at ion .   Eff ic ie nt  colli sion   re so l ution  protoc ols  can  be   pro po se d  i n order  to ha nd le  t he  c onflic ts wi thin the  n et w ork.   d)   Hybr i d  unde r water  wireless   com m un ic at ion :  Hi gh  s pee d  unde rw at er   wireless  tra ns m is sion  is  the   ur ge nt   requirem ent  in   to day’s  resea rch  w hich   ca n  be   achie ved  by  opti cal   co m m un ic at ion ,  bu t   it   is  use d  for   sh ort er  distanc es.  For  la r ge  distances  ac ousti c  com m un icati on   is  us e d  bu t  because   of  low  ba ndwi dth  pro pag at io n  s pe ed  is  dec rease d.   S o  a  hybri d  op ti cal - ac ousti c  com m un ic a tio n  ca n  be  pr opos e d  in  order   t o  achieve  hi gh s peed tra ns m iss ion   f or  la rg e r d ist ances.       7.   CONCL US I O N    An   e ff ic ie nt  and   reli able  unde rw at er  c omm un ic at ion   is  the  basic  requirem ent  in  tod ay ’ s   com m un ic at ion   syst e m .  Var iou s  a rch it ect ur es  hav e  been   pro posed  to  i nc rease  the  reli abili ty   and   through pu t   of   t he  com m un ic at ion   c ha nnel .  In   t his  pa pe r  a  br oad   i ntr oductio n  of   underwate r  c omm un ic at ion   syst e m   is  pro vid e d  disc us sin g  va rio us  arch it ect ur es .   Re li ability   a nd   e ff ic ie ncy   are  the  i m po rta nt  need s  of   a ny   com m un ic at io n  syst em .  Different  m et ho do log ie s  t hat  can   be  us e d  to   im pro ve  reli abili ty   and  ef fici en cy   are  al so   discuss e d.   In   this  pa pe r,   an  at tem pt  is  m ade  to  m ake  rigorous  s urv ey   of   existi ng   routin g  m echa nism s.  Each  routin g  protoc ol  is  carefu ll y  analy zed  on  va rio us   pa ram et ers  li ke  pack et   delivery  rati o,   energy  co ns um ption,  transm issi on   r at e,  pac ket  dro ps ,  net work  li f et i m e  and   th rough pu t.   Alm os t  al l  routing  pr oto c ols  us e  ac ou sti c   wav e s  f or   c omm un ic at ion .  T he  m ajo r  dr a w back   of  aco us ti c  wav e s  is  tran sm issi on   delay s  and   hi gh   e rro r  rate.   As  an  al te r nate   op ti cal   com m un ic at io n  can  be  us e d  wh ic h  achieves  high  transm issi on   rat e  bu t  it   su f fers   fro m   at te nu at io n,   du e  to  wh ic h  it   c annot  be  us e d  for  la r ger  tra nsm issi on s.  T his   m otivate s  research es   to   ex pl or e  a   hybri d o ptica l - acoust ic   ap pro ach. I n  rece nt  ye ars  ve ry less  work in  car ried  on hyb rid  a ppr oach.    Secu rity   play s  an  im po rtant  r ole  in  any  com m un ic at ion   syst e m .  Un de rw at er  sens or  netw ork  m us t  be  secur e d  from   t he  at ta cks  of  the  intr uder .  R el ia ble  data  tra ns fe r,   c onge sti on   co ntr ol  an d  set ti ng   up   a   hy br id   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Su r vey  on un de rwater  op ti cal  wi rel ess com municatio n:  pe rsp ect iv es  and cha ll en ges   ( Tejaswi ni R  Murg od )   145   (optic al   and   a coust ic )  com m un ic at io n  syst em   are  so m e   of  the  op e n  rese arch   c halle ng e s  ind e ntifie d  in  this   pap e r.   A  c omparati ve  stu dy   of   dif fer e nt  local iz at ion   al gorithm s  is  a lso  m ade  in  thi s  pap e r.   Chall eng e s  addresse d  by  di ff ere nt  al g or it hm s  are  discusse d  in  detai l.  Also   t he  chall eng e s  face d  by   unde rw at er  ac ou sti c   and opti cal  com m un ic at ion  a re  discuss e d.       REFERE NCE S    [ 1 ]   Ahm ed  Mahd y   a nd  Jite nd er  S.   Deogun,   “ W ire l ess Opti cal  Com m unic a ti ons:  A Su rve y ”  2399 - 2404 .     [ 2 ]   “E - ITRC  proto col   with  Long   &  Adjustable   ran ge  on   Underwat er   Acoustic   Sensor  Ne t work”,   IE EE   2 1st  Inte rnational   Co nfe renc e  on   Advance d  In formati on  Net work ing  a nd  Applications ,   604,   665 - 672 ,   2 007.   [ 3 ]   Haz iel  Latupapu a1,   Andrias  I  L at upapu a2,   Abdi   W aha b3,   Mudrik  Ala y drus4,  “ W ire le ss   Sensor  Network  Design  for  Ea rthqua k e’s  and  La ndslide ’ s  Ea rl y   W arn ing s”,   Indone sian  Journal  of  El ec tr ic al  Engi n ee ring   and  Computer  Sci en ce ( IJE ECS )   Vol.   11,   No.  2 ,   Augus t  2018,   pp .   437~445.   [ 4 ]   Za bih   Ghass emloo y ,   Murat   U y s al ,   Julia n   Chen g,   “ Emerging  O pti c al   W ir el ess  Co m m unic at ions - Advanc es  an d   Chal le ng es” ,   IE EE   Journal  On S el e ct ed   Areas  In   Comm unic ati ons ,   Vol .   33 ,   NO .   9 ,   SEP TE MBER 2 015.   [ 5 ]   Saunvit   Pand y a ,   Jonatha n  En gel ,   Jac k  Che n,   Zhi fan g  Fa n,   Chang  Li u,   “ COR AL:  Mi nia tur e  Acoustic  Com m unic at ion  Subs y stem  Arc hit e ct ure   for  U nder wate r  W irel ess  Sensor  Net works ”,   IEE E  S ensors ,   163 - 166,   2005.     [ 6 ]   Maji d  Ham idz a deh,   Nos ratalla h  Forghani,   Al i   Movagha r,   “ A  New  Hier arc h al   and  Sc alable  Archi tectur e  f or   Perform anc e  En hanc ement   of  L arg e  Sc al e   Underwat er   Sensor  Networks”,   IE E E  Symposium  o n  Computers  &   Informatic s ,   55 ,   520 - 525,   2011 .   [ 7 ]   Manda r  Chit r e,   Le e  Fre it ag ,   E th em  Sozer ,   Shira z  Shahabudeen,   Mili ca  Stoja nov i c,   John  Potte r ,   “ An  Archi te c tur e   for  Underwater  Networks”,   I EEE  OCEANS   200 6  -   As ia Pac if ic  –   Singapore,  1 - 5 ,   2006 .   [ 8 ]   Seema  Verm a,   Prac hi,   “ Com muni cation  Archi te c ture   for  Underwat er  W ire l es s  Sensor   Network” ,   Compute r  Net work  and   Inf orm ati on  Sec uri t y ,   6 ,   67 - 74 ,   2015 .   [ 9 ]   Burhan  Ul  Islam   Khan,   Rashid ah   Funke  Olanr ew aj u,   Farh at   Anw ar,   Ath aur   Rahm an  Najeeb,  Mashkuri  Yaa cob,   “ A   Surve y   on   MA NETs:  Arch it e ct ur e,   Evol ut ion,   Ap pli c at ions,   Secur ity   Iss ues  and  S olut ions” ,   Indon esian  Journal  o f   El e ct rica l  Eng in ee ring a nd   Computer  Sc ie nc e   ( IJ EE CS)   Vol.   12 ,   No.  2,   Novem be r  2018,   pp.   832~842.   [ 1 0 ]   Reha n  Qa yy um ,   Adnan  Iqba l  a nd  Hass aa n  Kha li q  Qureshi ,   “ Perform anc e  Ana l y sis  of  D at a   De li ver y   R eliabili t y   Schemes  in  Underwat er  Sens or  Networks”,  20th  IEE E  S ymposium  on  Computers  and  Comm unic ati o n ,    1020 - 1025,   201 5.   [ 1 1 ]   Yao  Lu1  Zhong  de - huan2  Yang   j ia n - jun3 ,   “ Rel i a bil ity   Redunda n c y   design   of  Un der wate r   Sensor  Networks”,   IE E E  2010   2nd  Int ernati onal  Con fe ren ce   on   Informatio n  Engi n ee ring   a nd  Computer  Sc i enc e ,   44 ,   1 - 4 ,   20 10.   [ 1 2 ]   Muham m ad  Sabbir  Alam,  Md.  Farha d  Hos sain,   Kum udu   Muna singhe,   and  Abbas  Jam al ipour,  “ Rel ia bil i t y   an d  Delay   An aly sis  of  AU V   Naviga t ion  S y stem  Us ing  EM  W ave   Bas ed  Un der wate r  Sensor  Network” ,   IEE E  2015  9th  Inte rnational   Co nfe renc e  on   Sign al  Proc essing  an d  Comm unic ati o n  Syste ms ,   30,   1 - 6,   2015 .     [ 1 3 ]   Niti n  Go y al,  Ma y ank   Dave ,   A nil   Kum ar  Verm a2,   “ Ene rg y   Effici en t  Archi t ec tur e  for  Intr a   and  Inte r  C luste r   Com m unic at ion for Unde rwat er W ire le ss   Sensor  Networks”,   W ire le ss   Pe rs   Comm un   89:687 – 707.   [ 1 4 ]   Yate ndra   Singh  Bhanda ri ,   Yashw ant   Singh  Chauha n,   Priti Dim ri ,   “ Modell ing  of  Ti m e  Eff icien c y  in  Hete roge neo us   and  Adhoc  Networks ”,  Indone sian J ournal  of  El e ct rical   Engi ne eri ng  and  Computer  Sci enc e   ( IJE E CS)   Vol.   12,   No.  1,   Octob er  2018 ,   pp.   147~154.   [ 1 5 ]   Sum i  A.  Sam ad,   S.K.  Sheno y ,   and  G.  Santhosh  Kum ar,   “ I m pr oving  Ene rg y   E ffic i ency   of  Underwat e r  Acoust ic  Sensor  Networks  Us ing  Tra n sm ission  Pow er   Control :  A  Cross - Lay er  Approac h” ,   Springe r - Verl ag  Berl in   Heide lb erg ,   93 – 101,   2011 .   [ 1 6 ]   Manjul a  R.   Bhar amagoudra ,   SunilKum ar  S.  Manvi,   Bil a l  Gonen,   “ Eve nt  Drive n  E ner g y   Dep th  and   cha nnel   awa r e  routi ng  for  und e rwate r   ac oust ics   sensor  net works   Agent  orie nt ed  cl ust eri ng  b a sed  appr oa ch” ,   Computers  and  El e ct rica l  Eng in ee ring , 58 , 1 - 19, 2 017.   [ 1 7 ]   Guangji e  Han,L i  Li ua,   Na  Baoa,  Jinfang  Jianga ,   W enbo  Zha ngb,   Joel  J.P.C.   Rodrigue s,  “ AREP :  An  asy m m et ri c   li nk - base d  r eve r se  routi ng  proto col   for  under wa te r  a cousti c  sens or  net works ”,   J ournal  of  net wo rk  and  computer   appli cations , 2 - 8 , 2017.   [ 1 8 ]   Shall i  Ran ia,  S y ed  Hass an  Ahmedb,   J y oteesh  Malhot r ac ,   R aj n ees h  Ta lwar ,   “ En e rg y   effi cient  ch a in  base d  routi ng   protoc ol   for  und erwa te r   wire le ss   sensor   net works ”,   Journal  o f  N etwor ks  and  Computer  App li ca ti on s , 1 - 9,   2016.   [ 1 9 ]   Nade em  Java ida,Shera z  Hus sain a,   As hfa q  Ahm a da,   Muham m ad  Im ran b,   Abid  K hana ,   Mohs en  Guiza n i,   “ Regi o n   base d  coope r ati ve  routi ng  in  under wate r  wi r el ess  sensor  ne tworks”,   Journ al  of  Ne tworks   and  Computer   Appl ic a ti ons ,2 - 1 1,   2016 .   [ 2 0 ]   Ahm ad  Khasawneh,   Muham m ad  Shafie  Bin  A bd  La t iff,  Om pra kash  Kaiwa r t y a ,   Hass an  Chi za ri ,   “ A  rel i able  ene rg y - effic ie n t press ure - base d  r outi ng  pro toc ol   f or  under wat er  w ire l ess sensor network”,   2 - 15,   20 17.   [ 2 1 ]   Stefa no  Basang i,  Ch ia ra  Pe tri ol i,   Robert o   Petro cc i a,   Dani ele  Spac c ini ,   “ CARP :  Cha nnel   awa r e  rout i ng  protoc ol  for   under wate r   a cou stic   wir el ess n etw ork”   Adhoc Networ ks ,   34,   92 - 1 04,   2015 .   [ 2 2 ]   Uichi n  Lee,   Pau l  W ang,   Youngt ae   Noh,  Lu iz   F.   M.  Viei ra ,   Mar io  Gerl a ,   Jun - Hong  Cui,   “ Pressu re  Routi ng  for   Underwat er   Sen sor Net works ”,   I EE E   INFOCOM ,   2010 .   [ 2 3 ]   Hait ao  Yu ,   Nian m in  Yao,   Jun  Liu,  “ An  ada pt ive   routi ng  proto col  in  under wa te r  s par se  a cousti c   sensor  net works ,   Adhoc   N et works , 121 - 143,   2015.   [ 2 4 ]   Muham m ad  Ay az ,   Azwe en  Abdulla h ,   Ibra him a  Fa y e,   Yasir   Bat ir a,   “ An  eff i ci en t  D y namic  Address ing  base d   routi ng  pro toc ol   for  Underwater  W ire le ss   Sensor  Networks”,   Com pute r Comm unications ,   475 – 486 , 2012.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng  &  Co m p  Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   1 ,  Ja nu a ry  201 9   :   138   –   146   146   [ 2 5 ]   Sara th  Gopi,   G.   Kanna n,   Dee pt hi  Chande r,   U.  B.   Desai   and  S.  N.  Merc hant ,   “ PU LRP:  Path  U nawa re  Lay e red   Routi ng  Proto co l  for  Und erwa ter   Sensor Net work s”,   publ icati on   i n  the  ICC  proc e edi ngs ,   3141 -   31 45,   2008 .   [ 2 6 ]   Anjana   P  Das,  Sabu  M  Tha m pi,   “ Fault - resil i ent   l oca l iz a ti on  for  u nder wate r  senso r  net works ”,   Ad hoc  Net works ,   5 5 ,   132 - 142,   2017 .   [ 2 7 ]   El i y eh  Mort aza vi,   Reza  Javid a n,   M ohamm ad  J ava d  Dehgha n i,  Vali   Kavoosi,   “ A  robust  m et hod  for  under wat er   wire le ss   sensor  j oint   lo calizat i on  and  s y nchr oni zat ion” ,   Oce an   Eng ine ering ,   137 ,   2 76 - 286,   2017 .   [ 2 8 ]   Jingji e   Gao,   Xi aohong   She,   Ha i y an   W ang ,   “ A   h y brid  lo ca l iz a ti on  al gori thm  for   m ult i‑hop  m ob il e  under wa ter   ac ousti c  ne twork s”,   2 - 7 ,   2017 .     [ 2 9 ]   Patri ck  C arr oll,  Kathe rin e  Dom rese ,   Hao  Zhou ,   Shengli   Zhou ,   “ Doppler   Aided  l oca l iz a ti on  of  m obil e  nod es  in  a n  under wate r   distr i bute d  ant enn a  s ystem”,   Phy sica l Com municat ion , 18,   49 - 59 ,   2016 .   [ 3 0 ]   Mukesh  Beni wal,   Ris hi  Pal  Singh,  Anju  Sangwan,   “ A  Loc al i za t ion  Scheme  for  Underwat er  Sensor  Network s   W it hout  T ime  Sy nchr on izati on ”,  Wireless   Pe rs   C omm unic ati on ,   8 8, 537 – 552, 2016 .   [ 3 1 ]   P.  M.  Am ee r ,   Li lly ku tty   J ac o b,   Underwa te r   loc a li z at ion   usi ng  stocha st ic   p roximit y   embed ding  and   m ult i - dimensional   sc aling.   In .   Na ti onal   Confe ren ce on Com municat ions ( NCC )   2013,   19 :1679 -   1690.   [ 3 2 ]   Ying  Guo,  Yut a o  Li u ,   “ Local i zation  for   Anchor   Free   Unde rwat er  Sensor  Netw orks”,   Computer s  and  Elec tri cal  Engi ne ering ,   39,   1812 - 1821,   201 3.   [ 3 3 ]   Sam edha   S.  Nai k  and  Ma nisha   J.  Nene ,   “ Eff e ct   of  Sound  Speed  on  Local i za t ion  Algorit hm   for  Underwat er   Senso r   Networks”,   541 -   550,   2012.   [ 3 4 ]   Dipal i  Para g  Ad h y ap ak1,   Sridh a ran   Bhava ni2 ,   Aparna   Prade ep  L at urka r ,   “ Ant  Based  Cross   Lay er ed  Optimiza t ion   Protocol   for  W i rel ess  Multi m ed ia   Sen sor  Netw ork  with  Fuzz y  Cluste ring ”,   In donesian  Journal  of  Elec tric al   Engi ne ering  and   Computer  Sc ie n ce ( IJE ECS)   Vol.   10,   No.  3 ,   June   2018,   pp .   1303~ 1309.   [ 3 5 ]   Subhashini.   N,  A.  Brint ha  Th er ese ,   “ Long  Reac h  and  High  Capa cit y   H y brid  Pas sive  Optic a l  Net work”,   Indone si an   Journal  of   Elec t rical   Engi ne erin g  and  Computer   Sci en ce   ( IJE ECS )   Vol.   11,   No.  3 ,   Septe m ber   2018 ,   pp.   891~897.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.