Cellular Underwater Wireless Optical CDMA Network: Potentials and Challenges

Underwater wireless optical communications is an emerging solution to the expanding demand for broadband links in oceans and seas. In this paper, a cellular underwater wireless optical code division multiple-access (UW-OCDMA) network is proposed to provide broadband links for commercial and military applications. The optical orthogonal codes (OOC) are employed as signature codes of underwater mobile users. Fundamental key aspects of the network such as its backhaul architecture, its potential applications and its design challenges are presented. In particular, the proposed network is used as infrastructure of centralized, decentralized and relay-assisted underwater sensor networks for high-speed real-time monitoring. Furthermore, a promising underwater localization and positioning scheme based on this cellular network is presented. Finally, probable design challenges such as cell edge coverage, blockage avoidance, power control and increasing the network capacity are addressed.Comment: 11 pages, 10 figure

Quantum internet using code division multiple access

A crucial open problem in large-scale quantum networks is how to efficiently transmit quantum data among many pairs of users via a common data-transmission medium. We propose a solution by developing a quantum code division multiple access (q-CDMA) approach in which quantum information is chaotically encoded to spread its spectral content, and then decoded via chaos synchronization to separate different sender-receiver pairs. In comparison to other existing approaches, such as frequency division multiple access (FDMA), the proposed q-CDMA can greatly increase the information rates per channel used, especially for very noisy quantum channels.Comment: 29 pages, 6 figure

Overlapped CDMA system in optical packet networks : resource allocation and performance evalutation

Dans cette thèse, la performance du système CDMA à chevauchement optique (OVCDMA) au niveau de la couche de contrôle d'accès au support (MAC) et l'allocation des ressources au niveau de la couche physique (PRY) sont étudiées. Notre but est d'apporter des améliorations pour des applications à débits multiples en répondant aux exigences de délai minimum tout en garantissant la qualité de service (QoS). Nous proposons de combiner les couches PRY et MAC par une nouvelle approche d'optimisation de performance qui consolide l'efficacité potentielle des réseaux optiques. Pour atteindre notre objectif, nous réalisons plusieurs étapes d'analyse. Tout d 'abord, nous suggérons le protocole S-ALOHA/OV-CDMA optique pour sa simplicité de contrôler les transmissions optiques au niveau de la couche liaison. Le débit du réseau, la latence de transmission et la stabilité du protocole sont ensuite évalués. L'évaluation prend en considération les caractéristiques physiques du système OY-CDMA, représentées par la probabilité de paquets bien reçus. Le système classique à traitement variable du gain (YPG) du CDMA, ciblé pour les applications à débits multiples, et le protocole MAC ±round-robin¿ récepteur/émetteur (R31), initialement proposé pour les réseaux par paquets en CDMA optique sont également pris en compte. L'objectif est d ' évaluer comparativement la performance du S-ALOHA/OY-CDMA en termes de l'immunité contre l'interférence d'accès lTIultiple (MAI) et les variations des charges du trafic. Les résultats montrent que les performances peuvent varier en ce qui concerne le choix du taux de transmission et la puissance de transmission optique au niveau de la couche PRY. Ainsi, nous proposons un schéma de répartition optimale des ressources pour allouer des taux de transmission à chevauchement optique et de puissance optique de transmission dans le système OY-CDMA comme des ressources devant être optimalement et équitablement réparties entre les utilisateurs qui sont regroupés dans des classes de différentes qualités de service. La condition d'optimalité est basée sur la maximisation de la capacité par utilisateur de la couche PHY. De ce fait, un choix optimal des ressources physiques est maintenant possible, mais il n'est pas équitable entre les classes. Par conséquent, pour améliorer la performance de la couche liaison tout en éliminant le problème d'absence d'équité, nous proposons comme une approche unifiée un schéma équitable et optimal pour l'allocation des ressources fondé sur la qualité de service pour des multiplexages temporels des réseaux par paquets en CDMA à chevauchement optique. Enfin, nous combinons cette dernière approche avec le protocole MAC dans un problème d'optimisation d'allocation équitable des ressources à contrainte de délai afin de mieux améliorer le débit du réseau et le délai au niveau de la couche liaison avec allocation équitable et optimale des ressources au niveau de la couche PHY