Towards increasing diversity for the relaying of LT Fountain Codes in Wireless Sensor Networks

Diversity is a powerful means to increase the transmission performance of wireless communications. For the case of fountain codes relaying, it has been shown previously that introducing diversity is also beneficial since it counteracts transmission losses on the channel. Instead of simply hop-by-hop forwarding information, each sensor node diversifies the information flow using XOR combinations of stored packets. This approach has been shown to be efficient for random linear fountain codes. However, random linear codes exhibit high decoding complexity. In this paper, we propose diversity increased relaying strategies for the more realistic Luby Transform code in order to maintain high transmission performance with low decoding computational complexity in a linear network. Results are provided herein for a linear network assuming uniform imperfect channel states. Key-words: diversity, relaying algorithms, fountain code, LT code, wireless sensor network, linear networks ∗ CITI laboratory, INSA de Lyon, France † WNET Laboratory, Stevens Institute of Technology, New Jersey, USA Stratégies de relayage pour exploiter de la diversité dans les réseaux de capteurs sans fils Résumé : La diversité est un outil important pour atteindre une bonne performance de transmission dans les réseaux sans fils. Dans cet article, nous proposons d’exploiter la diversité dans un réseau de capteurs à l’aide des différentes techniques de relayage en utilisant les codes fountaines. Contrairement à une transmission traditionnelle, chaque nœud capteur participe à gérer et traiter les informations à transmettre. Nos algorithmes de relayage proposés sont basés sur l’opération XOR entre les paquets codés avec le code LT et nous avons montré que ces algorithmes donnent un gain de performance optimal en gardant la complexité du calcul basse pour convenir aux ressources des nœuds capteurs qui sont limitées. Mots-clés : diversité, algorithmes de relayage, relayage, code fontaine, LT, réseau des capteurs Relaying of LT Fountain Codes in Wireless Sensor Networks 3