Il suono è il modo migliore per trasmettere un segnale sott'acqua?

Il suono potrebbe essere usato nella trasmissione digitale delle onde sonore sott'acqua? Il suono potrebbe quindi essere convertito da un ripetitore in transito tramite onde radio? In quali altri modi è possibile trasmettere un segnale oltre al suono su lunghe distanze sott'acqua?

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Sì, si chiama comunicazioni acustiche. Ecco un esempio di un documento che utilizza il multiplexing a divisione di frequenza ortogonale (OFDM) in un canale acustico subacqueo.

MODIFICARE:

Si noti che non si potrebbe chiamare un SONAR più perché SONAR sta per SO und N avigation A ND R anging, considerando che si tratta di un sistema di comunicazione, proprio come te non chiamereste il vostro telefono cellulare un radar.

EDIT 2:

Sì, il segnale potrebbe essere convertito in un segnale radio in un ripetitore. Idealmente, il ripetitore fluttuerebbe in superficie e avrebbe un trasduttore (che è fondamentalmente un microfono o un array di microfoni) sul lato sottomarino per ricevere le onde sonore. Il trasduttore converte le onde sonore in un segnale elettrico, che può essere filtrato e / o amplificato, e quindi inviato a un'antenna per la trasmissione radio. L'antenna avrebbe probabilmente bisogno di essere sopra l'acqua perché le onde radio non si propagano molto lontano attraverso l'acqua.

per essere pignoli, RF è fortemente attenuato è l'acqua salata.

L'acqua dolce è molto meno attenuata. Durante la seconda guerra mondiale i sottomarini sommersi potevano usare le loro radio nel lago Michigan.

Sono possibili comunicazioni RF a bassissima frequenza in acqua salata. Il bit rate è molto basso.

Anche i cavi in ​​fibra ottica funzionano bene.

Anche l'acustica tende ad essere attenuata.

Sì, in realtà le onde sonore sono migliori del segnale RF sott'acqua, a causa del requisito di bassa frequenza. Non convertiamo le onde sonore in segnali radio. Il ricetrasmettitore in questo caso si chiama trasduttore.

EDIT: Hai fondamentalmente tre opzioni per la comunicazione wireless in immersione: segnali RF, segnali acustici e segnali ottici. I segnali RF soffrono di una grande perdita di percorso e il raggio di trasmissione è in metri. I segnali ottici soffrono di scattering. I segnali acustici soffrono di bassa velocità di propagazione (~ 1500 m / s), ma il raggio di trasmissione è migliore dei segnali RF. Inoltre, non sono necessarie antenne di grandi dimensioni quando si trasmettono segnali acustici a bassa frequenza, come nel caso dei segnali RF. La larghezza di banda può essere aumentata utilizzando sistemi assistiti da relè.

Dopo una rapida ricerca, sembra che i sonobuoys sembrino avere antenne che sono tenute sopra la superficie per comunicare con un aereo o una nave. Questa non è una comunicazione wireless subacquea. L'obiettivo dei sistemi acustici subacquei è quello di scambiare informazioni "in modalità wireless" tra i nodi sott'acqua e quindi con un nodo centrale in superficie che utilizza segnali RF per comunicare con un centro per ulteriori analisi / decisioni.

Hai 3 modi per comunicare sott'acqua

1) Acustica: mezzi di comunicazione più diffusi. Ha un'elevata latenza ma una buona gamma

2) RF a bassa frequenza. Per aumentare la gamma devi abbassare la frequenza, il che significa una larghezza di banda ridotta, quindi non puoi trasmettere molte informazioni.

3) Ottico: bassa latenza + larghezza di banda elevata ma la portata è limitata a meno di ~ 100 metri

Il modo migliore per la comunicazione subacquea è la comunicazione acustica in cui vengono utilizzate le onde sonore. A volte viene utilizzata la luce visibile come il rosso e il verde, ma in tutti i casi la comunicazione acustica è comune e viene utilizzata di più.

La comunicazione acustica subacquea è considerata uno dei tipi di reti wireless. ma è più complicato, posso dire l'ambiente più difficile da affrontare.

Il canale non può essere invariante nel tempo. tuttavia, nella simulazione, possiamo considerarlo come invariante nel tempo, in realtà non lo è. È considerato come doppio canale selettivo. Ciò rende il canale molto difficile da stimare ed equalizzare.

La larghezza di banda nella comunicazione acustica subacquea è molto limitata, questo è un altro problema in quell'ambiente.

Nella maggior parte dei casi, non esiste un LOS, è un ambiente a più percorsi e i percorsi sono interferiti tra loro. Al giorno d'oggi, OFDM è una delle soluzioni principali per questo, ma a causa del lungo ritardo, OFDM ha richiesto un CP più lungo, il che renderà limitata anche la velocità dei dati! .. allo stesso tempo, il canale della variante temporale ha richiesto piloti per la stima del canale, il che renderà anche la velocità dei dati davvero limitata. (Per generalizzare, l'intervallo di guardia deve essere lungo per evitare l'interferenza del simbolo dell'Inter)

Quell'area è molto comune per la ricerca e lo sviluppo poiché presenta ancora molti problemi

In bocca al lupo

Questo è incredibilmente comune nella robotica acquatica. Esistono molteplici usi per la comunicazione acustica subacquea come il trasferimento di dati, la localizzazione su una nave di superficie, il controllo della missione ecc.

Dal punto di vista del trasferimento dei dati, sì; I segnali RF non durano bene in acqua salata, mentre il suono viaggia molto meglio.

Ma ...

Se stai pianificando di provare questo sulla Terra, tieni presente che l'inquinamento acustico oceanico è un problema e se devi comunicare a grande distanza dovrai emettere un forte rumore. Valuta di usare prima la RF; otterrai una bassa velocità in bit, ma potrebbe essere un modo migliore per trasferire il segnale se le bande acustiche sono già utilizzate dalla vita marina.

In passato e fino ad ora esiste persino la telefonia subacquea analogica che utilizza onde sonore subacquee acustiche. Viene utilizzato dai sottomarini per la comunicazione in quanto la comunicazione radio non è possibile a causa dell'alta attenuazione sott'acqua.

Oggi esiste in realtà uno standard per l'acustica subacquea digitale che si chiama JANUS.