Underwater Real-time Video Transmission via Wireless Optical Channels with Swarms of AUVs

计算机科学 实时计算 水下 光无线 稳健性(进化) 带宽(计算) 传输(电信) 无线 水声通信 频道(广播) 误码率 电子工程 计算机网络 工程类 电信 海洋学 地质学 基因 化学 生物化学
作者
Hanjiang Luo,Xu Wang,Fanfeng Bu,Yuting Yang,Rukhsana Ruby,Kaishun Wu
出处
期刊:IEEE Transactions on Vehicular Technology [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-16
标识
DOI:10.1109/tvt.2023.3280121
摘要

Underwater wireless optical communication (UWOC) has received widespread attention recently due to its distinct advantages in terms of high bandwidth, low power consumption, low delay and confidentiality. However, unlike underwater acoustic communication systems, it suffers from constraints, such as limited communication range and misalignment in oceanic extreme environments. To perform long-distance high bandwidth transmission such as real-time video streaming, it requires relaying technology to perform reliable and robust transmission. Although pre-deploying a large number of sensor nodes is one of the possible solutions, this is impractical in response to emergency events, such as oil pipeline leakage and maritime search and rescue. To this end, in this paper, we propose to leverage a swarm of autonomous underwater vehicles (AUVs) to establish reliable underwater optical communication links in a rapidly changing marine environment for real-time video transmission. We first model the optical transmission channel, and then calculate both the optical angle and the reliable communicating range that satisfy a pre-defined bit error rate (BER). We then formulate the optimization problem based on two aligned solutions while targeting on minimizing both deployment energy consumption and time latency, in which the AUV's uncertainty issue caused by localization error and hovering instability is considered. Finally, we design an adaptive optical beam and power adjustment algorithm to enhance the robustness of the optical link further. Through extensive simulations, the results demonstrate that the proposed scheme is efficient and achieves reliable and robust communication.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
6秒前
9秒前
9秒前
淡定的安阳完成签到 ,获得积分10
11秒前
彬彬发布了新的文献求助10
11秒前
隐形曼青应助guojingjing采纳,获得10
12秒前
截图疯子发布了新的文献求助10
13秒前
Peng丶Young完成签到,获得积分10
13秒前
季秋十二完成签到,获得积分10
13秒前
领导范儿应助dreamers采纳,获得10
14秒前
观察者完成签到,获得积分10
14秒前
所所应助01采纳,获得10
14秒前
江江江发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
nana发布了新的文献求助10
16秒前
淡定的安阳关注了科研通微信公众号
17秒前
18秒前
福气番茄给李四的求助进行了留言
19秒前
20秒前
英姑应助Ann采纳,获得10
20秒前
21秒前
zzpj应助彬彬采纳,获得10
22秒前
22秒前
亓亓完成签到 ,获得积分20
23秒前
25秒前
guojingjing发布了新的文献求助10
25秒前
01发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
Singularity发布了新的文献求助10
28秒前
28秒前
29秒前
江江江完成签到,获得积分10
29秒前
小默发布了新的文献求助10
30秒前
Akim应助友善的小鹏鹏采纳,获得10
30秒前
32秒前
32秒前
dreamers发布了新的文献求助10
33秒前
单薄松鼠完成签到,获得积分10
35秒前
wzt发布了新的文献求助10
35秒前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 500
少脉山油柑叶的化学成分研究 430
Revolutions 400
MUL.APIN: An Astronomical Compendium in Cuneiform 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2454727
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2126360
关于积分的说明 5415796
捐赠科研通 1854984
什么是DOI,文献DOI怎么找? 922513
版权声明 562340
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 493597