Modelado de la variabilidad del canal acústico en simuladores de redes submarinas a partir de datos de experimentos de campo reales
Autores: Campagnaro, Filippo; Toffolo, Nicola; Zorzi, Michele
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelado de la variabilidad del canal acústico en simuladores de redes submarinas a partir de datos de experimentos de campo reales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Canal acústico submarino
Condiciones ambientales
Deterioros del canal
Factores externos
Modelos matemáticos heredados
Mediciones de prueba en el mar
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
El canal acústico submarino depende notablemente del escenario considerado y de las condiciones ambientales. De hecho, las alteraciones del canal difieren significativamente en aguas poco profundas con respecto a aguas profundas, y la presencia de factores externos como camarones que golpean, burbujas, lluvia o barcos que pasan cerca, cambios de temperatura y fuerza del viento pueden cambiar drásticamente la calidad del enlace en diferentes estaciones e incluso durante el mismo día. Modelos matemáticos heredados que consideran estos factores existen, pero o bien no son muy precisos, como el modelo de Urick, o son muy exigentes computacionalmente, como el trazador de rayos Bellhop. Los modelos deterministas basados en tablas de búsqueda (LUTs) de mediciones de prueba en el mar son ampliamente utilizados por la comunidad de investigación para simular el canal acústico con el fin de verificar las funcionalidades de una red en ciertas condiciones de agua antes del despliegue real. Estas LUTs pueden caracterizar la calidad del enlace observando, por ejemplo, la tasa de error de paquetes promedio o incluso una tasa de error de paquetes variable en el tiempo calculada dentro de una cierta ventana de tiempo. Si bien este procedimiento caracteriza bien el canal acústico, los resultados de simulación obtenidos están limitados a una sola realización de canal, lo que dificulta evaluar completamente la red acústica en diferentes condiciones. En este documento, discutimos el desarrollo de un modelo estadístico de canal basado en el análisis de datos de experimentos de campo reales y comparamos su rendimiento con los otros modelos de canal disponibles en el simulador de red submarina DESERT.
Descripción
El canal acústico submarino depende notablemente del escenario considerado y de las condiciones ambientales. De hecho, las alteraciones del canal difieren significativamente en aguas poco profundas con respecto a aguas profundas, y la presencia de factores externos como camarones que golpean, burbujas, lluvia o barcos que pasan cerca, cambios de temperatura y fuerza del viento pueden cambiar drásticamente la calidad del enlace en diferentes estaciones e incluso durante el mismo día. Modelos matemáticos heredados que consideran estos factores existen, pero o bien no son muy precisos, como el modelo de Urick, o son muy exigentes computacionalmente, como el trazador de rayos Bellhop. Los modelos deterministas basados en tablas de búsqueda (LUTs) de mediciones de prueba en el mar son ampliamente utilizados por la comunidad de investigación para simular el canal acústico con el fin de verificar las funcionalidades de una red en ciertas condiciones de agua antes del despliegue real. Estas LUTs pueden caracterizar la calidad del enlace observando, por ejemplo, la tasa de error de paquetes promedio o incluso una tasa de error de paquetes variable en el tiempo calculada dentro de una cierta ventana de tiempo. Si bien este procedimiento caracteriza bien el canal acústico, los resultados de simulación obtenidos están limitados a una sola realización de canal, lo que dificulta evaluar completamente la red acústica en diferentes condiciones. En este documento, discutimos el desarrollo de un modelo estadístico de canal basado en el análisis de datos de experimentos de campo reales y comparamos su rendimiento con los otros modelos de canal disponibles en el simulador de red submarina DESERT.