PREMESSA
Con questo elaborato vogliamo illustrare e testare alcuni sistemi di trasmissione acustici multiportante sviluppati per l’ambiente subacqueo.
Negli ultimi decenni c’è stato un grande sviluppo nella ricerca inerente sistemi di trasmissione digitali acustici subacquei, sia a scopi militari, sia a scopo di ricerca sottomarina di profondità. Rispetto ai primi sistemi di trasmissione di tipo non coerente a causa dell’elevato livello di Doppler Spread e Doppler Shift presente in questo ambiente, i sistemi multiportante offrono una migliore efficienza spettrale, una maggiore robustezza ai disturbi ed una più facile equalizzazione con sistemi Zero Forcing.
La scelta di utilizzare sistemi acustici piuttosto che sistemi in radio frequenza è data dal fatto che, data la salinità marina che dona una modesta conduttività all’acqua, le onde elettromagnetiche si attenuano velocemente, facendo sì che non si possano effettuare trasmissioni a distanze superiori a qualche decina di metri (utilizzando tra l’altro solo basse frequenze). Al contrario i segnali acustici trasmessi tramite onde di pressione, si possono propagare anche per centinaia di chilometri, anche se con talune limitazioni.
Più specificatamente in questo elaborato vogliamo definire più precisamente quali possono essere le limitazioni e l’affidabilità di alcuni sistemi multiportante OFDM acustici subacquei proposti in letteratura scientifica [7]. Per fare ciò abbiamo sviluppato un software in
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linguaggio C++ utilizzando delle librerie specifiche per il signal processing, quali IT++ [9]. Questo software di simulazione ci è servito per testare un sistema OFDM in ambiente subacqueo applicando delle codifiche a protezione d’errore al segnale trasmesso, un sistema SIMO fino a 10 trasduttori in ricezione, ed un sistema di equalizzazione specifico che recuperasse anche il Doppler Shift non uniforme sulla banda di trasmissione, introdotto anch’esso dallo stesso software, e nella realtà apprezzabile anche per piccolissime velocità di spostamento. Abbiamo testato il tutto in funzione del rapporto segnale rumore Eb/N0, per
vari livelli di Doppler Spread e di Doppler Shift, inoltre, poiché è prevista una trasmissione pacchettizzata dei simboli OFDM, abbiamo fatto anche dei test per determinare l’influenza della lunghezza del pacchetto sull’affidabilità della ricezione.
Nel Capitolo 1 descriveremo le problematiche nell’uso di canali acustici sottomarini e presenteremo vari modelli di modem esistenti oggi sul mercato [4] [5] [6]. Nel Capitolo 2 descriveremo il nostro sistema di simulazione, che ha fatto da banco di prova per i test. Nel Capitolo 3 esporremo i risultati dei test ed infine le Conclusioni alle quali tali test ci hanno portato.
