Có phải âm thanh là cách tốt nhất để truyền tín hiệu dưới nước?

Âm thanh có thể được sử dụng trong việc truyền sóng âm dưới nước kỹ thuật số? Âm thanh sau đó có thể được chuyển đổi bởi một bộ lặp để truyền qua sóng vô tuyến không? Những cách khác mà một tín hiệu có thể được truyền đi ngoài âm thanh trên một khoảng cách dài dưới nước?

/space/32421/how-would-a-transmission-be-relayed-ENC-bottom-of-europa-ocean-to-earth

Vâng, nó được gọi là truyền thông âm thanh. Dưới đây là một ví dụ về một bài báo sử dụng ghép kênh phân chia tần số trực giao (OFDM) trong kênh âm thanh dưới nước.

BIÊN TẬP:

Lưu ý rằng bạn sẽ không gọi nó là SONAR nữa vì SONAR là viết tắt của SO und N aving A nd R anging, trong khi đây là một hệ thống liên lạc, giống như bạn sẽ không gọi điện thoại di động của mình là radar.

EDIT 2:

Có, tín hiệu có thể được chuyển đổi thành tín hiệu vô tuyến tại bộ lặp. Bộ lặp sẽ lý tưởng nổi trên bề mặt và có đầu dò (về cơ bản là micrô hoặc mảng micro) ở phía dưới nước để nhận sóng âm thanh. Đầu dò chuyển đổi sóng âm thanh thành tín hiệu điện, có thể được lọc và / hoặc khuếch đại, sau đó được gửi đến ăng ten để truyền radio. Ăng-ten có thể cần phải ở trên mặt nước vì sóng vô tuyến không truyền đi rất xa trong nước.

Để được kén chọn, RF bị suy giảm mạnh là nước muối.

Nước ngọt ít bị suy giảm. Trong các tàu ngầm chìm WW2 có thể sử dụng bộ đàm của họ ở hồ Michigan.

Truyền thông RF tần số rất thấp có thể có trong nước muối. Tốc độ bit rất thấp.

Cáp quang cũng hoạt động tốt.

Âm học cũng có xu hướng bị suy giảm.

Vâng, thực sự sóng âm thanh tốt hơn tín hiệu RF ở dưới nước, do yêu cầu tần số thấp. Chúng tôi không chuyển sóng âm thanh thành tín hiệu radio. Bộ thu phát trong trường hợp này được gọi là đầu dò.

EDIT: Về cơ bản, bạn có ba tùy chọn để liên lạc không dây ở dưới nước: tín hiệu RF, tín hiệu âm thanh và tín hiệu quang. Tín hiệu RF bị mất đường truyền lớn và phạm vi truyền được tính bằng mét. Tín hiệu quang bị tán xạ. Tín hiệu âm thanh chịu tốc độ lan truyền thấp (~ 1500 m / s), nhưng phạm vi truyền tốt hơn tín hiệu RF. Ngoài ra, bạn không cần ăng-ten lớn khi truyền tín hiệu âm thanh tần số thấp, đó là trường hợp cho tín hiệu RF. Băng thông có thể được tăng lên bằng cách sử dụng các hệ thống hỗ trợ chuyển tiếp.

Sau khi tìm kiếm nhanh, dường như sonobuoys dường như có ăng-ten được giữ phía trên bề mặt để liên lạc với máy bay hoặc tàu. Đây không phải là một giao tiếp không dây dưới nước. Mục tiêu của hệ thống âm thanh dưới nước là trao đổi thông tin "không dây" giữa các nút dưới nước, và sau đó với một nút trung tâm ở bề mặt sử dụng tín hiệu RF để liên lạc với một trung tâm để phân tích / quyết định thêm.

Bạn có 3 cách giao tiếp dưới nước

1) Acoustic: Phương tiện giao tiếp phổ biến nhất. Có độ trễ cao nhưng phạm vi tốt

2) RF tần số thấp. Để tăng phạm vi, bạn phải giảm tần số, có nghĩa là băng thông nhỏ, do đó bạn không thể truyền nhiều thông tin.

3) Quang học: Độ trễ thấp + Băng thông cao nhưng phạm vi được giới hạn dưới ~ 100 mét

Cách tốt nhất để giao tiếp dưới nước là giao tiếp âm thanh nơi sóng âm thanh được sử dụng. Đôi khi, ánh sáng nhìn thấy được sử dụng như đỏ và xanh lá cây, nhưng trong mọi trường hợp, giao tiếp âm thanh là phổ biến và được sử dụng nhiều hơn.

Giao tiếp âm thanh dưới nước được coi là một trong những loại mạng không dây. nhưng nó phức tạp hơn, tôi có thể nói là môi trường khó đối phó nhất.

Kênh không thể bất biến theo thời gian. tuy nhiên, trong mô phỏng, chúng ta có thể coi nó là bất biến theo thời gian, thực tế thì không phải vậy. Nó được coi là kênh chọn lọc kép. Điều đó làm cho kênh rất khó để ước tính và cân bằng.

Băng thông trong giao tiếp âm thanh dưới nước rất hạn chế, đó là một vấn đề khác trong môi trường đó.

Trong hầu hết các trường hợp, không có LOS, đó là môi trường đa đường và các đường dẫn bị can thiệp lẫn nhau. Ngày nay, OFDM là một trong những giải pháp chính cho điều đó, nhưng vì độ trễ dài, OFDM yêu cầu CP dài hơn, điều đó cũng sẽ khiến tốc độ dữ liệu bị hạn chế! .. đồng thời, kênh biến thể thời gian yêu cầu các phi công ước tính kênh sẽ khiến tốc độ dữ liệu thực sự bị hạn chế. (Để khái quát, khoảng thời gian bảo vệ phải dài để tránh nhiễu biểu tượng Inter)

Khu vực đó, rất phổ biến để tìm kiếm và phát triển vì nó vẫn còn nhiều vấn đề

Chúc may mắn

Điều này là vô cùng phổ biến trong robot thủy sinh. Có nhiều cách sử dụng cho giao tiếp âm thanh dưới nước như truyền dữ liệu, bản địa hóa cho tàu mặt nước, điều khiển nhiệm vụ, v.v.

Từ quan điểm chuyển dữ liệu, có; Tín hiệu RF không tồn tại tốt trong nước muối, trong khi âm thanh truyền đi tốt hơn đáng kể.

Nhưng ...

Nếu bạn dự định thử điều này trên Trái đất, hãy lưu ý rằng ô nhiễm tiếng ồn đại dương là một vấn đề và nếu bạn cần liên lạc qua khoảng cách lớn, bạn sẽ cần phải tạo ra tiếng ồn lớn. Cân nhắc sử dụng RF trước; bạn sẽ nhận được tốc độ bit thấp, nhưng có thể là cách tốt hơn để truyền tín hiệu nếu các dải âm đã được sử dụng bởi sinh vật biển.

Trong quá khứ và cho đến bây giờ thậm chí còn tồn tại cả điện thoại dưới nước tương tự sử dụng sóng âm dưới nước. Nó được sử dụng bởi các tàu ngầm để liên lạc vì liên lạc vô tuyến là không thể do sự suy giảm cao dưới nước.

Ngày nay, thực sự có một tiêu chuẩn cho âm học kỹ thuật số dưới nước được gọi là JANUS.