Since its inception, underwater digital acoustic communication has required custom hardware that neither has the economies of scale nor is pervasive. We present the first acoustic system that brings underwater messaging capabilities to existing mobile devices like smartphones and smart watches. Our software-only solution leverages audio sensors, i.e., microphones and speakers, ubiquitous in today's devices to enable acoustic underwater communication between mobile devices. To achieve this, we design a communication system that in real-time adapts to differences in frequency responses across mobile devices, changes in multipath and noise levels at different locations and dynamic channel changes due to mobility. We evaluate our system in six different real-world underwater environments with depths of 2-15 m in the presence of boats, ships and people fishing and kayaking. Our results show that our system can in real-time adapt its frequency band and achieve bit rates of 100 bps to 1.8 kbps and a range of 30 m. By using a lower bit rate of 10-20 bps, we can further increase the range to 100 m. As smartphones and watches are increasingly being used in underwater scenarios, our software-based approach has the potential to make underwater messaging capabilities widely available to anyone with a mobile device. Project page with open-source code and data can be found here: https://underwatermessaging.cs.washington.edu/


翻译:从一开始,水下数字声学通信便需要既无规模经济又无广度的定制硬件。我们展示了第一个将水下信息传递能力带给智能手机和智能手表等现有移动装置的声学系统。我们的软件专用解决方案将声音传感器,即麦克风和扬声器,在今天的装置中无处不在,在今天的装置中无处不在,使声水下移动装置之间能够通信。为此,我们设计了一个实时适应移动装置频率反应差异、不同地点多路和噪声水平变化以及因机动性而变化的频道变化的通信系统。我们评估了六种不同真实世界水下环境的系统,在渔船、船只和渔民和乘船者在场的情况下,深度为2-15米。我们的结果显示,我们的系统可以实时调整其频率波段,达到100bps至1.8 kbps和范围30米的位速率。我们通过使用10-20米的低点速率,可以进一步将范围提高到100米。随着智能手机和观察在水下情景中日益使用。我们基于软件/观测的方法方法的方法有可能使水下电数据源定位装置具有以下功能。

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