Comunicaciones inalámbricas subacuáticas a 2,4 GHz para la transmisión de datos con altas tasas de transferencia

Abstract

Underwater communication networks have become an important field of research for many research groups in the recent years. These types of networks are envisioned to enable applications for oceanographic data collection, ocean sampling, environmental and pollution monitoring, in other. In order to communicate us through the underwater networks, we can use acoustic links, links based on electromagnetic waves and optical signals. Currently, the applications are based in acoustic systems because the sound waves are better adapted to the aquatic environment, although the characteristics of these waves have important limitations. The main problem when using low frequencies is the lack of bandwidth to transmit high data rate. Sometimes wireless sensors must be placed quite close in order to obtain accurate measures from the water, so higher frequency bands could be used in special cases. In this Project of final grade, we measure the maximum coverage distance of underwater wireless sensors when they are placed at about 15 cm underneath the water surface, without having wireless coverage from the air side. In order to characterize the behavior of this communication method, we measure, the number of lost packets and round trip time of pings, for transfer rates of 1 Mbps, 2, 5.5 and 11, working with different modulations at different frequencies for different distances. Las redes subacuáticas de comunicación se han convertido, en los últimos años, en un importante campo de investigación para muchos grupos de investigación. Este tipo de redes se prevén que sean utilizadas, para posibilitar el desarrollo de aplicaciones para la recolección de datos oceanográficos, toma de muestras del océano, la monitorización de contaminación ambiental, en otros. Para poder comunicarnos a través de las redes subacuáticas, podemos utilizar, enlaces acústicos, enlaces, basados en ondas electromagnéticas y señales ópticas. Actualmente, las aplicaciones se basan en sistemas acústicos debido a que las ondas acústicas se adaptan mejor al medio acuático, aunque por las características de este tipo de ondas, presenta limitaciones importantes. El principal problema al utilizar las frecuencias bajas es la falta de ancho de banda para transmitir datos a alta velocidad. Pero, existen casos, donde los sensores inalámbricos ser colocado muy cerca con el fin de obtener medidas exactas del agua, por lo que se podría utilizar las bandas de frecuencia más alta, en casos especiales. En este trabajo final de grado, se mide la distancia de cobertura máxima de sensores inalámbricos subacuáticos cuando se colocan a unos 15 cm por debajo de la superficie del agua, sin la necesidad de tener cobertura inalámbrica desde el lado del aire. Caracterizaremos en comportamiento de este método de comunicación, midiendo, número de paquetes perdidos y el tiempo de ida y vuelta de los pings, instantáneos y medios), para tasas de transferencia de 1 Mbps, 2, 5,5 y 11, que trabajan con distintas modulaciones, en diferentes frecuencias para diferentes distancias.