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Ultra-low-cost y ultra-low-power, módems acústicos en miniatura que utilizan técnicas de espectro ensanchado tolerantes a la multipath

Autores: Sherlock, Benjamin; Morozs, Nils; Neasham, Jeffrey; Mitchell, Paul

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Ultra-low-cost y ultra-low-power, módems acústicos en miniatura que utilizan técnicas de espectro ensanchado tolerantes a la multipath


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Redes de sensores submarinos
Módems acústicos
Señalización de espectro expandido
Señales de múltiples trayectorias
Tecnología de comunicación
Internet de las Cosas Submarinas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para permitir redes de sensores submarinos densas a gran escala y a largo plazo o Internet de las Cosas Submarinas (IoUT), esta investigación investiga nuevas formas de onda y prototipos experimentales para comunicaciones robustas en módems acústicos en miniatura de ultra bajo costo y ultra bajo consumo de energía. Se utiliza señalización ortogonal M-ary de espectro expandido (MOS) con símbolos construidos a partir de subsecuencias de códigos seudorandom largos. Esto descorrelaciona las señales de multipropagación, incluso cuando la dispersión temporal abarca muchos símbolos, por lo que se presentan como ruido aleatorio. Se creó una implementación de módem acústico prototipo altamente ingeniosa y miniaturizada, para la banda de 24 kHz-32 kHz, con bajo consumo de energía en recepción (12.5 mW) y potencia de transmisión de 3 km en lagos y >2 km en el mar, incluida la multipropagación severa. En las pruebas del lago de una red de sensores de 7 nodos, multi-salto, con protocolo TDA-MAC, la entrega de paquetes fue cercana al 100% para todos los nodos. Las pruebas de nodos de sensores acústicos en el Mar del Norte lograron una entrega de datos del 99.5% durante un período de 3 meses y una amplia gama de condiciones marinas. La modulación y el hardware han demostrado ser confiables en una variedad de entornos submarinos. El rango y la capacidad competitivos con bajo costo y bajo consumo de energía son atractivos para redes operadas con baterías a gran escala y a largo plazo. Esta investigación ha entregado una tecnología de comunicación viable y asequible para futuras aplicaciones de IoUT.

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