使用移动设备的水下消息传输
网络与互联网体系结构
2022-08-24 v1 信号处理
摘要
自问世以来，水下数字声学通信一直需要定制硬件，其既无规模经济也不普及。我们提出了首个将水下消息传输能力引入智能手机与智能手表等现有移动设备的声学系统。我们的纯软件方案利用当今设备中无处不在的音频传感器（即麦克风与扬声器），实现移动设备间的水下声学通信。为此，我们设计了一个实时适应移动设备间频率响应差异、不同位置多径与噪声水平变化以及因移动性导致的动态信道变化的通信系统。我们在六种不同真实水下环境中评估了本系统，深度为 2-15 m，存在船只、渔船及皮划艇与垂钓者。结果表明，本系统可实时自适应其频带，实现 100 bps 至 1.8 kbps 的比特率及 30 m 的通信距离。通过使用 10-20 bps 的较低比特率，我们可将距离进一步增至 100 m。随着智能手机与手表在水下场景中的使用日益增多，我们的基于软件的方法有望使任何持有移动设备的人都能广泛获得水下消息传输能力。含开源代码与数据的项目页见：https://underwatermessaging.cs.washington.edu/
引用
@article{arxiv.2208.10569,
title = {Underwater Messaging Using Mobile Devices},
author = {Tuochao Chen and Justin Chan and Shyamnath Gollakota},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.10569},
year = {2022}
}