تطوير وتطبيق مستشعر محول الطاقة الصوتي تحت الماء

1 المفهوم الأساسي وتاريخ شبكة محولات الطاقة الصوتية تحت الماء

 

ال شبكة محولات الطاقة الصوتية تحت الماء  هي نتاج تعميم تكنولوجيا الشبكات العالمية. والآن بعد أن تم ربط الأرض عبر وسائل سلكية بصرية أو كهربائية، وتم ربط الشبكة عبر شبكات لاسلكية أو حتى أقمار اتصال في الجو، فإن الشبكة تحت الماء قد تكون الأرض البكر الوحيدة المتبقية التي لم تتم زراعتها بالكامل. من المتصور أنه في يوم من الأيام، عند تشغيل الكمبيوتر والاتصال بالإنترنت، يمكنك على الفور الحصول على بيانات في الوقت الفعلي عن تيارات المحيط في أعماق المحيط الأطلسي. إذا تم تركيب كاميرا تحت الماء، يمكنك أيضًا رؤية الأسماك الملونة في أعلى النهر على شاشتك. . هذه هي المهمة التي تواجه شبكة محولات الطاقة الصوتية تحت الماء: يتم استخدام الشبكة الصوتية تحت الماء كوسيلة لنقل المعلومات، ويستخدم المستشعر تحت الماء كنافذة للحصول على المعلومات، ويتم دمج الشبكة الصوتية تحت الماء أخيرًا في الشبكة التقليدية بطريقة ما لدمج البيانات تحت الماء المرسلة إلى المراقب. وبما أن الموجات الصوتية هي الشكل الوحيد للطاقة التي يمكن أن تنتقل لمسافات طويلة في الماء، فإن موجات الراديو لها مسافة انتشار قصيرة جدًا في الماء، كما أن الضوء أيضًا غير مناسب للبيئات تحت الماء بسبب التوهين والتشتت العالي تحت الماء. . محول الطاقة الصوتي تحت الماء عبارة عن شبكة لاسلكية تتكون من موجات صوتية تحت الماء كحامل للمعلومات. وهي تشبه الشبكة اللاسلكية في الهواء، إلا أن حامل المعلومات في الهواء هو موجات الراديو، وحامل المعلومات في الماء هو الموجات الصوتية. يجب أن تحل الشبكة الصوتية تحت الماء مشكلتين تقنيتين، إحداهما هي محول طاقة الاتصالات الصوتية تحت الماء، والأخرى هي الشبكات القائمة على الاتصال الصوتي. يحل الاتصال الصوتي تحت الماء الاتصال من نقطة إلى نقطة بين مستخدمين (أو مصادر معلومات)، كما تحل الشبكات مشكلة تفاعل المعلومات عندما يتشارك عدة مستخدمين (أو مصادر معلومات) في قناة وسط الماء. باعتبارها تقنية ناشئة قيد التطوير، فإن السبب وراء تأخر تطوير الشبكة الصوتية تحت الماء كثيرًا عن الشبكة اللاسلكية في الهواء محدود إلى حد كبير بسبب تطور تكنولوجيا الاتصالات الصوتية تحت الماء. يمكن إرجاع أقدم اتصال صوتي تحت الماء إلى تعديل السعة (AM) والهواتف تحت الماء ذات النطاق الجانبي الفردي (SSB) للبيانات التناظرية في الخمسينيات من القرن الماضي؛ كان هناك عدد قليل من الأنظمة التناظرية قبل السبعينيات، وذلك بسبب تعديل السعة في بيئة الصدى الصوتي تحت الماء. مع تطور تقنية VLSI، تم تطبيق تقنية مفتاح تحويل التردد الرقمي تحت الماء (FSK) في أوائل الثمانينيات. إنه متين بالنسبة للوقت وانتشار التردد للقناة. ظهر الاتصال الصوتي المتماسك تحت الماء في أواخر الثمانينات. بالمقارنة مع الاتصالات غير المتماسكة، يمكن لتكنولوجيا الاتصالات الصوتية المتماسكة تحت الماء تحسين كفاءة عرض النطاق الترددي للقناة الصوتية ذات النطاق الترددي المحدود تحت الماء. ومع ذلك، نظرًا لقسوة وتعقيد القناة الصوتية تحت الماء، لم يبدأ الاتصال المتماسك الصوتي تحت الماء، وكان من المقبول أن يكون ناتج مسافة وسرعة الاتصال الصوتي تحت الماء في ذلك الوقت حوالي 0.5 كيلومتر. في التسعينيات، بسبب تطور تكنولوجيا شرائح DSP ونظرية الاتصال الرقمي، يمكن تحقيق العديد من تقنيات معادلة القنوات المعقدة، مما أدى إلى تطوير تكنولوجيا الاتصالات الصوتية المتماسكة تحت الماء، وتحولت إلى دراسة اتصالات القناة الأفقية، لأن تأثير المسارات المتعددة للقناة أكثر تعقيدًا بكثير من تأثير القناة العمودية في أعماق البحار. في منتصف التسعينيات، وصل منتج السرعة والمسافة لمحول طاقة الاتصالات الصوتية تحت الماء في بيئة البحر الضحلة إلى 40 كيلومتر × كيلوبت، مما أدى إلى إنشاء محول الطاقة الصوتية تحت الماء. أحد المكونات الرئيسية للشبكات تحت الماء هو ظهور أجهزة المودم الصوتية تحت الماء. كان أول مفهوم لتطبيق محول الطاقة الصوتية تحت الماء هو شبكة أخذ عينات المحيطات المستقلة (AOSN) في عام 1993. وقد بدأت الولايات المتحدة تجربة سنوية في عام 1998 للتحقق من مفهوم محول الطاقة الصوتي تحت الماء. منذ منتصف التسعينيات، تطورت تكنولوجيا الاتصالات الصوتية تحت الماء وتكنولوجيا الشبكات تحت الماء بشكل مطرد في نفس الوقت. ومع ذلك، ونظراً لخصوصية وتعقيد الوسط المائي (مثل التأخير الزمني الكبير، والتوهين الكبير، وتعدد المسيرات، وتحول التردد)، فإنه يُستخدم على الأرض. لا يمكن تطبيق تكنولوجيا الشبكات اللاسلكية بشكل مباشر على الشبكات تحت الماء، كما أن الأبحاث المتعلقة بالقنوات تحت الماء والاتصالات تحت الماء وبروتوكولات الشبكات تحت الماء في تصاعد مستمر. وفي الوقت نفسه، منذ التسعينيات وحتى الوقت الحاضر، كان تطوير شبكات الاستشعار اللاسلكية الأرضية القائمة على الاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى سريعًا للغاية. يمكن القول أن شبكة الاستشعار الصوتية تحت الماء هي امتداد لمفهوم شبكة الاستشعار الأرضية للتطبيقات تحت الماء. تتكون شبكة أجهزة الاستشعار الصوتية تحت الماء من عقد استشعار متعددة. يمكن أن تكون العقد ثابتة، مثل العوامات الراسية أو الأهداف الغاطسة، أو متحركة، مثل الروبوتات تحت الماء (UV أو AUV). في الوقت الحاضر، يمكن لشبكة الاستشعار الصوتي تحت الماء الحصول على معلومات مختلفة وفقًا للأنواع المختلفة من أجهزة الاستشعار تحت الماء: يمكن استخدامها للحصول على البيانات الأوقيانوغرافية، ومراقبة التلوث البحري، والتنمية القريبة من الشاطئ، والوقاية من الكوارث، والملاحة تحت الماء والمساعدة في تحديد المواقع، ومسح الموارد البحرية والحصول على بيانات البحث العلمي، والرصد التكتيكي الموزع، واستطلاع الألغام، واكتشاف الأهداف تحت الماء وتتبعها وتحديد مواقعها. باختصار، تهدف شبكة الاستشعار الصوتي تحت الماء إلى الحصول على معلومات تحت الماء من خلال عقد استشعار مختلفة في منطقة معينة تحت الماء، وإجراء الاتصالات الصوتية والشبكات مع العقد تحت الماء، وأخيراً المرور عبر عقد محددة وإعادة الراديو في شكل سلكي وسلكي، يتم دمج المعلومات التي تم الحصول عليها في منطقة التغطية في الشبكة التقليدية على الشاطئ وإرسالها إلى الشبكة الفرعية تحت الماء للمراقب. يمكنك رؤية عدة خصائص لشبكة أجهزة الاستشعار الصوتية تحت الماء: الأول هو القدرة على الحركة. نظرًا لأنها متحركة، يجب أن تكون شبكة مستقلة يمكنها التنظيم الذاتي واتباع طريقة معينة لتوجيه الشبكة؛ والثاني هو الاتصال اللاسلكي والصوتي تحت الماء، بسبب استخدام الاتصال الصوتي تحت الماء، يجب أن يكون متكيفًا مع خصائص البيئة البحرية ويحل التحديات التقنية للطبقة المادية؛ ثالثًا، إنها محدودة الطاقة، لأنها لاسلكية، لذا فهي تعمل بالبطارية؛ رابعًا، تحتوي على بيانات، ويمكن لوظيفة التتابع نقل بيانات المراقبة إلى الشاطئ. من أجل نقل البيانات بشكل فعال وموثوق، يجب اتباع بروتوكول شبكة معين. تحدد طوبولوجيا الشبكة طريقة التوجيه، وفقدان الطاقة، وسعة الشبكة وموثوقيتها، لذلك يجب تقديم طوبولوجيا الشبكة أولاً.

2 البنية الطوبولوجية لشبكة أجهزة الاستشعار الصوتية تحت الماء

مثل بنية شبكة الاستشعار اللاسلكية على الأرض، يمكن تقسيم البنية الطوبولوجية لشبكة الاستشعار المائية الصوتية تحت الماء إلى فئتين: شبكة مركزية (شبكة مركزية)، وشبكة نظير إلى نظير موزعة (شبكة نظير إلى نظير موزعة). في الشبكة المركزية، يتم الاتصال بين العقد من خلال عقدة مركزية، ويتم توصيل الشبكة بالشبكة الأساسية من خلال هذه العقدة المركزية. العيب الرئيسي لهذا التكوين هو أن هناك نقطة فشل واحدة، أي أن فشل هذه العقدة سيؤدي إلى فشل الشبكة بأكملها. ولأن نطاق المودم الواحد محدود، فإن تغطية الشبكة المركزية تكون محدودة. الشكل 1 عبارة عن رسم تخطيطي لطوبولوجيا الشبكة المركزية. شبكة نظير إلى نظير تعني أنه لا توجد عقدة مركزية 'لإدارتها' وكل عقدة لها سلطة متساوية نسبيًا. وفقًا لطرق التوجيه المختلفة، توجد بعض الاختلافات في شبكة نظير إلى نظير. توفر شبكة نظير إلى نظير المتصلة بالكامل اتصالات مباشرة 'من نقطة إلى نقطة' إلى عقدتين عشوائيتين في الشبكة. تقلل هذه الهيكلية من الحاجة إلى التوجيه. ومع ذلك، عندما تكون العقد متناثرة في منطقة كبيرة، تكون هناك حاجة للاتصال. لقد زادت القوة بشكل كبير. وستكون هناك أيضًا مشكلة 'القريب والبعيد'، أي أنه عندما ترسل العقدة A حزمة بيانات إلى عقدة بعيدة، فإنها ستمنع العقد المجاورة للعقدة A من استقبال إشارات أخرى.

 

تتواصل شبكة نظير إلى نظير متعددة القفزات فقط بين العقد المتجاورة، وتكتمل الرسالة بقفزات متعددة بين العقد من المصدر إلى الوجهة. يمكن لنظام القفزات المتعددة أن يغطي مساحة أكبر، لأن نطاق الشبكة يعتمد على عدد العقد، ولم يعد يقتصر على نطاق مودم واحد. الشكل 2 عبارة عن رسم تخطيطي لطوبولوجيا شبكة نظير إلى نظير متعددة القفزات. الشبكة عبارة عن شبكة لتطبيقات الهاتف المحمول اللاسلكية، والتي تنتمي إلى شبكة نظير إلى نظير متعددة القفزات. لا تحتاج إلى إنشاء بنية تحتية مسبقًا، والمعروفة أيضًا باسم شبكة البنية التحتية (شبكة البنية التحتية). خصائصها هي: الشبكة المستقلة، والطوبولوجيا الديناميكية، وحدود عرض النطاق الترددي وقدرة الارتباط المتغيرة، والاتصالات متعددة القفزات، والتحكم الموزع، والعقد ذات الطاقة المحدودة، والأمن المحدود. ونظرًا لأنه لا يعتمد على البنية التحتية، فيمكن نشره بسرعة وتغطية مساحة أكبر. نظرًا لأن البنية التحتية التي يمكن الاعتماد عليها في الماء محدودة، وستكون AUV المنقولة جزءًا مهمًا من شبكة الاستشعار الصوتي تحت الماء (يمكن لـ AUV تعزيز أداء شبكة الاستشعار تحت الماء)، وقدرتها على التنظيم الذاتي والطوبولوجيا الديناميكية، تجعل شبكة AdHoc مناسبة جدًا للاستخدام في شبكات الاستشعار الصوتية تحت الماء. على الرغم من أن شبكة AdHoc مناسبة لتطبيق الشبكة الصوتية المائية، إلا أن مسألة السلامة الخاصة بها كانت دائمًا موضوعًا للبحث. في الواقع، يجب أن تكون شبكة أجهزة الاستشعار المائية تحت الماء مزيجًا من شبكة مركزية وشبكة نظير إلى نظير. في الأدب [16]، تم تقديم شبكة استشعار مائية ثنائية وثلاثية الأبعاد. يشير ثنائي الأبعاد إلى بُعد المعلومات التي تم الحصول عليها. في شبكة الاستشعار الصوتي تحت الماء ثنائية الأبعاد، يتم وضع عقد الاستشعار وأجهزة إرسال البيانات (Sink) في قاع البحر، في منطقة صغيرة يكون Sink كمركز لها، ويمكن أن تكون بيانات كل مستشعر في الرابط الأفقي للوصول إلى Sink بطريقة مباشرة أو متعددة القفزات (شبكة نظير إلى نظير متعددة القفزات)، ولا يمكن لبيانات الاستشعار أن تصل إلى المحطة السطحية إلا إذا تم إعادة توجيهها على الرابط الرأسي من خلال Sink. ولأنه لا يمكن الحصول إلا على معلومات منطقة معينة من قاع البحر، فإنها تسمى شبكة استشعار ثنائية الأبعاد. في شبكة الاستشعار الصوتي تحت الماء ثلاثية الأبعاد، يمكن التحكم في عمق الهدف الغاطس، بحيث تقع عقد الاستشعار المتعددة في منطقة معينة على أعماق مختلفة، وبالتالي يمكن الحصول على معلومات المحيط لمنطقة معينة وأعماق مختلفة، لذلك يطلق عليها شبكة استشعار صوتية ثلاثية الأبعاد تحت الماء. في طوبولوجيا الشبكة، فهي أيضًا شبكة نظير إلى نظير متعددة القفزات. يمكن لـ AUV الوصول إلى أعماق مختلفة في المحيط، بالإضافة إلى شبكة استشعار ذات قاع ثابت، ويمكن أيضًا تشكيل شبكة استشعار صوتية ثلاثية الأبعاد تحت الماء. ومن الجدير بالذكر أنه بسبب شبكات الاستشعار الصوتية تحت الماء، هناك دائمًا مشكلة في الوصول إلى الشبكات التقليدية الأخرى الموجودة على الماء. هناك عقدة خاصة تسمى المحطة السطحية أو البوابة أو العقدة الرئيسية لإكمال هذا العمل. ولا يجب أن تحتوي على مودم صوتي للاتصال بالشبكات تحت الماء فحسب، بل يجب أيضًا أن تحتوي على مودم راديو أو مودم كابل للاتصال بالشبكات الفضائية أو الشبكات الشاطئية. يمكن للمحطة السطحية استخدام العوامة كحاملة، أو السفينة السطحية كحاملة. تحدد طوبولوجيا الشبكة طريقة التوجيه وفقدان الطاقة وسعة الشبكة وموثوقية الشبكة. أظهرت الدراسات أن الشبكة المكونة من عقد استشعار متعددة موزعة على فترات متساوية على طول خط مستقيم تستهلك طاقة أكبر من شبكة نظير إلى نظير متعددة القفزات وفقًا لطريقة التوجيه لشبكة نظير إلى نظير متصلة بالكامل؛ وتتأثر سعة الشبكة أيضًا بطوبولوجيا الشبكة.

 

3 المفاهيم ذات الصلة بطبقة شبكة أجهزة الاستشعار الصوتية تحت الماء

تعد شبكة أجهزة الاستشعار الصوتية تحت الماء بالفعل مجالًا جديدًا تمامًا، ولكن المفهوم الذي تتبعه هو نفس مفهوم مكدس بروتوكول الشبكة شائع الاستخدام. الجدول 1 هو مفاهيم طبقة الشبكة شائعة الاستخدام. من أجل التبسيط، تناقش هذه المقالة الطبقات الثلاث الأساسية فقط: الطبقة المادية وطبقة ارتباط البيانات وطبقة الشبكة. المشكلة التي يتعين على الطبقة المادية حلها هي كيفية استخدام وسيط النقل

 

 

وتتيح الخصائص (أي خصائص القناة) وطرق التشكيل المقابلة لها إرسال البيانات بشكل فعال. يعد الاتصال الصوتي المعتمد على وسط مائي مشكلة نموذجية في الطبقة المادية في طبقة بروتوكول الشبكة. عند طرف الإرسال، يجب تحويل بتات المعلومات إلى إشارات (إشارات صوتية) يمكن إرسالها عن طريق القناة، وعند طرف الاستقبال، يجب تغيير الإشارات الموجودة في الوسط مرة أخرى إلى بتات معلومات. هذه هي مهمة المودم الصوتي تحت الماء، والتي تتضمن بشكل أساسي ثلاثة جوانب: تحويل الوسائط (مثل: تحويل الإشارات الكهربائية الصوتية)، وكفاءة استخدام نطاق التردد، والقدرة على التكيف مع القناة. تنقسم طرق التعديل المستخدمة بشكل شائع في الاتصالات الصوتية تحت الماء إلى فئتين، إحداهما تعديل غير متماسك، مثل مفتاح تحويل التردد (FSK)، والأخرى طريقة تعديل متماسكة، مثل مفتاح تحويل الطور (PSK) وتعديل السعة التربيعية. (قم). يتمتع التعديل غير المتماسك بمتانة جيدة في البيئة الصوتية القاسية تحت الماء، لكن المعدل منخفض؛ تتميز طريقة التشكيل المتماسكة بكفاءة تشفير عالية واستخدام نطاق ترددي عالي، ولكن مسافة الإرسال محدودة. بعض التقنيات هي الطبقة المادية.

 

ووسيلة الانتشار لشبكة الاستشعار الصوتية تحت الماء هي الماء، وهو يختلف كثيراً عن الهواء المتوسط ​​لشبكة الاستشعار الأرضية. ولذلك، لا يمكن تطبيق بروتوكول الشبكة الذي يمكن استخدامه بشكل فعال على الأرض على الشبكة الصوتية تحت الماء. سنبدأ بخصائص الانتشار الصوتي للمياه ونناقش تأثيرات الصوت. وتعلم عوامل الاتصال وتحليل الصعوبات التي تسببها للطبقات المختلفة لمجموعة بروتوكولات الشبكة.

 

4.1 العوامل الفيزيائية المؤثرة الاتصالات الصوتية تحت الماء

4.1.1 'تأخير نشر طويل وتباين تأخير كبير تبلغ سرعة انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في الهواء 200000 مرة سرعة انتشار الموجات الصوتية في الماء. وسرعة الصوت البطيئة تجعل تأخير الانتشار كبيرًا جدًا، مع تأخير يبلغ حوالي 0.67 ثانية لكل كيلومتر، وفي نفس الوقت فإن خصائص القناة الصوتية المتغيرة بمرور الوقت تجعل تباين التأخير كبيرًا جدًا. ويؤثر الأول على إنتاجية الشبكة، وهذا الأخير يجعل بعض البروتوكولات المستندة إلى الوقت غير صالحة للعمل.

 

4.1.2 'خسارة انتشار كبيرة (وتسمى أيضًا خسارة المسار)

وفقًا لنموذج Urick للانتشار، فإن خسارة الانتشار هي مجموع الخسائر الناجمة عن التوسع والتوهين. يشمل فقدان التوهين تأثيرات الامتصاص والتشتت وتسرب الطاقة الصوتية إلى خارج القناة الصوتية. ويحدث الامتصاص نتيجة تحويل الطاقة الصوتية إلى طاقة حرارية، والتي تزداد مع التردد والمسافة. يشير فقدان التوسع إلى توسع الطاقة الصوتية الناجم عن توسع واجهة الموجة. ويشمل بشكل أساسي التوسع الكروي (التوسع الشامل الاتجاهات) للمصادر النقطية في بيئات أعماق البحار. وتزداد خسارة الانتشار مع مربع المسافة؛ والتوسع الأسطواني في بيئات المياه الضحلة. وبالتوسع على المستوى الأفقي، تزداد خسارة الانتشار مع المسافة. وبما أن خسارة انتشار الإشارات الصوتية تزداد مع زيادة التردد والمسافة، فإن نطاق التردد المتاح للقناة الصوتية تحت الماء محدود للغاية، كما أن مسافة الانتشار محدودة أيضًا. لذلك، في شبكة الاتصالات تحت الماء، إذا كنت ترغب في إجراء اتصالات بعيدة المدى، فيمكنك فقط اختيار معدل رمز منخفض؛ إذا كنت ترغب في اختيار معدل ترميز مرتفع، فيمكنك إجراء اتصالات قصيرة المدى فقط. بشكل عام، لجعل مسافة الانتشار تصل إلى 10-100 كم، يكون عرض النطاق الترددي المتاح في نطاق 2-5 كيلو هرتز؛ الإرسال للمسافات المتوسطة هو 1-10 كم، وعرض النطاق الترددي في حدود 10 كيلو هرتز؛ إذا كان نطاق التردد المستخدم أكبر من 100 كيلو هرتز، يجب أن تكون مسافة الانتشار أقل من 100 متر.

 

4.1.3 'طرق متعددة شديدة

وتنجم ظاهرة تعدد المسارات عن وجود أكثر من مسار انتشار بين مصدر الصوت والمستقبل، وغالباً ما تحدث في البحار الضحلة والانتشار لمسافات طويلة. ببساطة، يمكن للإشارة الصادرة من مصدر صوت واحد أن تستقبل إشارات متعددة تصل في أوقات مختلفة إلى الطرف المستقبل بسبب وجود مسارات متعددة. سيؤدي المسار المتعدد إلى تقلبات في سعة الإشارة ومرحلتها. نظرًا لاختلاف وقت الانتشار للمسارات المختلفة، سيؤدي ذلك إلى تشويه خطير للإشارة، وسيؤدي إلى عدم ارتباط الإشارات المستقبلة بين أجهزة الاستقبال المختلفة، كما سيؤدي تعدد المسارات أيضًا إلى توسيع عرض النطاق الترددي. سيؤدي ذلك إلى تدهور إشارة الاتصال بشدة ويسبب تداخلًا بين الرموز. ويرتبط تعدد المسارات أيضًا بالموضع والمسافة بين مصدر الصوت وجهاز الاستقبال. إذا أخذنا مستوى قاع البحر كمرجع، فإن التأثير متعدد المسارات للقناة العمودية صغير، والتأثير متعدد المسارات للقناة الأفقية كبير.

 

الضوضاء البيئية عبارة عن مجموعة من العوامل، المرتبطة بالمد والجزر، والاضطرابات، والرياح البحرية والأمواج، والعواصف الرعدية. تعد ضوضاء السفن أيضًا مصدرًا مهمًا للضوضاء. وخلافاً للحالة التي يكون فيها ضجيج البحر العميق مؤكداً نسبياً، فإن الضجيج البيئي للبحر الضحل، وخاصة المياه الساحلية والخلجان والموانئ، سوف يتغير بشكل كبير مع الزمان والمكان. وتتكون الضوضاء بشكل رئيسي من ضوضاء السفن والضوضاء الصناعية والضوضاء الهوائية والضوضاء البيولوجية. سوف تقلل الضوضاء البيئية من نسبة الإشارة إلى الضوضاء للإشارة وتؤثر على أداء الاتصال الصوتي تحت الماء. 4.1.5' تشتت دوبلر يحدث تحول دوبلر الشديد بسبب الحركة النسبية لمصدر الصوت والمستقبل. وبما أن سرعة الصوت أبطأ بمقدار 200.000 مرة من سرعة الموجات الكهرومغناطيسية، فإن سرعة صغيرة جدًا يمكن أن تسبب تحول تردد دوبلر، وبسبب القناة، يكون تردد الموجة الحاملة الصوتية تحت الماء أقل. وهذان العاملان يجتمعان لجعل تأثير دوبلر في الماء أكبر بكثير من تأثير الاتصال اللاسلكي في الهواء. إذا كان دوبلر لا ينتج سوى تحويل بسيط للتردد، ويكون تعويض جهاز الاستقبال سهلاً نسبيًا، ومع ذلك، نظرًا لوجود مسارات متعددة، عندما تضرب الإشارة الصوتية سطح البحر مرة واحدة أو أكثر، ستحدث تحولات دوبلر مختلفة بين كل مسار، وهو أمر يصعب تعويضه عند اتصال البيانات عالي السرعة، فإنه سيولد تداخلًا بين الرموز ويقلل من كفاءة نطاق التردد.