«Сегодня когнитивная подводная акустика является ключевой технологией беспроводной связи, которую можно использовать в широком спектре военных, коммерческих и научных приложений, включая тактическое наблюдение, морские исследования, мониторинг подводного оборудования, такого как нефтяные вышки и трубопроводы, предотвращение стихийных бедствий. а также изучение морской флоры и фауны ", — сказала Стелла Н. Баталама, доктор философии, главный исследователь и декан Колледжа инженерии и информатики FAU, который сотрудничает с Димитрисом Падосом, доктором философии, соруководителем исследования. , профессор кафедры вычислительной техники, электротехники и информатики ФАУ и научный сотрудник I-SENSE. «С помощью этого гранта Национального научного фонда наша цель — значительно продвинуть передовые достижения в области пассивной подводной акустической локализации в 3D путем предоставления новых алгоритмических решений для решения проблем, существующих в беспроводной сетевой связи, навигации и наблюдения».Современные подходы к подводной локализации и отслеживанию дороги и энергоемки. Эта новая технология, разработанная в FAU, будет продвигать программно-определяемую подводную акустическую технологию для когнитивных сетей и поможет решать и решать проблемы функциональной совместимости при развертывании гетерогенных сетей, которые включают взаимодействие в реальном времени между подводными, водно-наземными, воздушными и спутниковыми узлами связи. Баталама и Падос будут работать над проектированием и разработкой новых собственных программно-определяемых модулей подводной сети, чтобы обеспечить максимальную гибкость и минимизировать форм-фактор и стоимость.
«Подводная беспроводная связь и сети имеют широкий спектр применений, но все еще остаются сложной задачей из-за самой природы среды распространения воды», — сказал Падос. «Длительные задержки распространения, эффекты Доплера из-за движения транспортных средств и воды, а также высокодинамичный многолучевой характер подводной среды приводят к значительным ошибкам и выбросам в измерениях полученных данных. Существует большая потребность в модульных архитектурах программного и аппаратного обеспечения, которые обеспечивают быстрое развертывание. и оценка новых надежных конструкций протоколов ".Исследователи разработают новые оптимальные алгоритмы для трехмерной акустической подводной локализации и отслеживания в океаническом масштабе, а также разработают программное и аппаратное обеспечение для создания и обслуживания программируемого программно-определяемого подводного акустического испытательного стенда, состоящего из четырех узлов. Проект начнется с алгоритмического проектирования и продолжится разработкой, развертыванием и оценкой программно-определяемого интероперабельного межсреднего испытательного стенда межуровневой сети, на котором подводные АПА, воздушные БПЛА, водные наземные АПЛ и спутниковые узлы будут формировать единое целое. когнитивно оптимизированная суперсеть.
Баталама и Падос будут оценивать и тестировать характеристики своей техники (дальность, точность и пропускная способность) сначала в акустическом испытательном резервуаре глубиной 30 футов в FAU, а затем в Атлантическом океане у побережья Дания-Бич в Институте FAU. для океанической и системной инженерии (SeaTech). Возможности локализации будут продемонстрированы в сценариях приложений связи, управления и контроля для удаленной беспроводной навигации и наблюдения.
«Это исследование, возглавляемое профессором Баталамой и профессором Падосом, впервые исследует как теоретические проблемы, так и проблемы развертывания, которые возникают при интеграции автономных и воздушных мобильных систем подводной связи в океаническом масштабе», — сказал Дэниел К. Флинн, доктор философии. ., Вице-президент FAU по исследованиям. «Их проект внесет решающий вклад в развивающуюся область подводных акустических сетей, которая имеет множество социально значимых приложений, таких как поиск и спасание, мониторинг загрязнения и сбор океанографических данных».Проект FAU объединит исследования и образование на уровне магистратуры и бакалавриата в университете, а также охват учащихся средних и старших классов.
FAU также будет использовать возможности для передачи технологий в этой области.