¿Es el sonido la mejor manera de transmitir una señal bajo el agua?

¿Se podría usar el sonido para transmitir ondas de sonido bajo el agua digitalmente? ¿Podría el sonido ser convertido por un repetidor para transitar por ondas de radio? ¿De qué otras maneras se puede transmitir una señal que no sea sonido a largas distancias bajo el agua?

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Sí, se llama comunicaciones acústicas. Aquí hay un ejemplo de un artículo que utiliza multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) en un canal acústico subacuático.

EDITAR:

Tenga en cuenta que ya no lo llamaría SONAR porque SONAR significa SO y N avigation A nd R anging, mientras que este es un sistema de comunicación, al igual que no llamaría a su teléfono celular un radar.

EDITAR 2:

Sí, la señal podría convertirse en una señal de radio en un repetidor. El repetidor idealmente estaría flotando en la superficie y tendría un transductor (que es básicamente un micrófono o conjunto de micrófonos) en el lado submarino para recibir las ondas de sonido. El transductor convierte las ondas de sonido en una señal eléctrica, que puede filtrarse y / o amplificarse, y luego enviarse a una antena para transmisión de radio. Es probable que la antena necesite estar sobre el agua porque las ondas de radio no se propagan muy lejos a través del agua.

para ser exigente, la RF está fuertemente atenuada es agua salada.

El agua dulce está mucho menos atenuada. Durante la Segunda Guerra Mundial, los submarinos sumergidos podían usar sus radios en el lago Michigan.

Las comunicaciones de RF de muy baja frecuencia son posibles en agua salada. La tasa de bits es muy baja.

Los cables de fibra óptica también funcionan bien.

La acústica tiende a atenuarse también.

Sí, en realidad las ondas de sonido son mejores que la señal de RF bajo el agua, debido al requisito de baja frecuencia. No convertimos las ondas sonoras en señales de radio. El transceptor en este caso se llama transductor.

EDITAR: Básicamente, tiene tres opciones para la comunicación inalámbrica bajo el agua: señales de RF, señales acústicas y señales ópticas. Las señales de RF sufren una gran pérdida de ruta y el rango de transmisión es en metros. Las señales ópticas sufren de dispersión. Las señales acústicas sufren de baja velocidad de propagación (~ 1500 m / s), pero el rango de transmisión es mejor que las señales de RF. Además, no necesita antenas grandes para transmitir señales acústicas de baja frecuencia, como es el caso de las señales de RF. El ancho de banda se puede aumentar mediante el uso de sistemas asistidos por retransmisión.

Después de una búsqueda rápida, parece que las sonoboyas parecen tener antenas que se mantienen sobre la superficie para comunicarse con un avión o un barco. Esta no es una comunicación inalámbrica subacuática. El objetivo de los sistemas acústicos subacuáticos es intercambiar información "inalámbricamente" entre nodos bajo el agua, y luego con un nodo central en la superficie que utiliza señales de RF para comunicarse con un centro para análisis / decisiones adicionales.

Tienes 3 formas de comunicarte bajo el agua

1) Acústica: medio de comunicación más popular. Tiene alta latencia pero buen rango

2) RF de baja frecuencia. Para aumentar el rango, debe reducir la frecuencia, lo que significa un ancho de banda pequeño, por lo que no puede transmitir mucha información.

3) Óptico: baja latencia + alto ancho de banda, pero el rango está limitado a menos de ~ 100 metros

La mejor forma de comunicación submarina es la comunicación acústica donde se utilizan ondas sonoras. A veces, se usa luz visible como rojo y verde, pero en todos los casos, la comunicación acústica es común y se usa más.

La comunicación acústica subacuática se considera uno de los tipos de redes inalámbricas. pero es más complicado, puedo decir que es el entorno más difícil de manejar.

El canal no puede ser invariante en el tiempo. sin embargo, en la simulación, podemos considerarlo como invariante en el tiempo, pero en realidad no lo es. Se considera como doble canal selectivo. Eso hace que el canal sea muy difícil de estimar e igualar.

El ancho de banda en la comunicación acústica subacuática es muy limitado, ese es otro problema en ese entorno.

En la mayoría de los casos, no hay un LOS, es un entorno de múltiples rutas y las rutas se interfieren entre sí. Hoy en día, OFDM es una de las principales soluciones para eso, pero debido al largo retraso, OFDM requirió un CP más largo, ¡eso también limitará la velocidad de datos! .. al mismo tiempo, el canal de variante de tiempo requirió pilotos para la estimación del canal, lo que también hará que la velocidad de datos sea realmente limitada. (Para generalizar, el intervalo de guarda debe ser largo para evitar la interferencia del símbolo Inter)

Esa área es muy común para la búsqueda y el desarrollo, ya que todavía tiene muchos problemas.

Buena suerte

Esto es increíblemente común en la robótica acuática. Existen múltiples usos para la comunicación acústica subacuática, como la transferencia de datos, la localización a una embarcación de superficie, el control de la misión, etc.

Desde el punto de vista de transferencia de datos, sí; Las señales de RF no duran bien en agua salada, mientras que el sonido viaja considerablemente mejor.

Pero ...

Si planea probar esto en la Tierra, tenga en cuenta que la contaminación acústica oceánica es un problema , y si necesita comunicarse a grandes distancias, deberá hacer un ruido fuerte. Considere usar RF primero; obtendrá una tasa de bits baja, pero podría ser una mejor manera de transferir la señal si la vida marina ya está utilizando las bandas acústicas.

En el pasado y hasta ahora existe incluso telefonía subacuática analógica que utiliza ondas acústicas de sonido subacuático. Lo utilizan los submarinos para la comunicación ya que la comunicación por radio no es posible debido a la alta atenuación bajo el agua.

Hoy en día, existe un estándar para la acústica digital subacuática que se llama JANUS.