Il presente progetto si prefigge lo scopo di proporre una architettura di comunicazioni per reti underwater che facciano uso di collegamenti wireless ottici ad elevata velocità trasmissiva con bassa latenza ed inoltre elevata affidabilità. Le reti di questo tipo stanno sempre più catturando l¿attenzione della comunità scientifica perché le applicazioni vanno da monitoring del mare attraverso reti di sensori a guida a distanza di veicoli subacquei passando anche per video streaming effettuati da veicoli equipaggiati con telecamere. Per rendere possibile la realizzazione di un obiettivo così ambizioso, due diversi paradigmi mutuati dalle visible light communications (VLC) verranno presi in considerazione. Il primo è quello del free-space optics ove uno o più LED equipaggiano il trasmettitore e dei fotodiodi il ricevitore. Il secondo scenario è quello del camera communications nel quale array di LED equipaggiano il trasmettitore e una video-camera equipaggia il ricevitore per effettuare una elaborazione prettamente spaziale. Per entrambi gli scenari si prenderanno in considerazioni strutture dati di tipo spazio tempo specialmente prendendo in considerazione, ed esame, le caratteristiche propagative del canale. Da ultimo si procederà alla implementazione delle architetture proposte considerando i due diversi paradigmi e anche le tecniche di mitigazione di disturbi come ad esempio equalizzatori o soppressori di interferenza.
Da una panoramica circa cosa la letteratura scientifica propone come soluzioni per comunicazioni in ambito underwater, appare evidente come dal punto di vista prettamente trasmissivo non vi sono soluzioni specifiche ma semplicemente mutuate da altri ambiti e considerate tout-court senza cercare di ottimizzarle al contesto o, ancor meglio, di proporre soluzioni ad-hoc.
In ambito strettamente trasmissivo, come ad esempio per la modulazione, gli schemi e le costellazione utilzzati così come quelli di co-decodifica non cercano di evidenziare le caratteristiche peculiari del mezzo trasmissivo considerato. Per questo si cercherà di individuare sulla base delle analisi svolte sul canale, delle architetture di trasmissione ottimizzate per lo scenario all'interno del quale si troveranno ad operare. Così lunghezze d'onda, correlazione spaziale e temporale saranno alcuni degli aspetti da prendere un forte considerazione per poter proporre uno schema trasmissivo che tenga conto delle specificità, punti di forza e debolezza della propagazione.
Quanto detto fino ad ora, è in parte applicabile anche al caso di modellizzazione del canale in quanto sono stati proposti modelli fisici mentre, per contro, poche soluzioni hanno riguardato misure effettuate sul campo sia nel caso di modelli spaziali (MIMO e non) che frequenziali. Anche l'analisi della tempo varianza è rimasta fuori dagli studi.
Questo giustifica il motivo per il quale si ritiene necessario procedere con uno studio accurato e approfondito del comportamento propagativo di segnali ottici in acqua, in relazione ad una molteplicità di fattori che vanno dalla torbidità e dalle cause che la generano, a fenomeni di turbolenza dovuta alle correnti, alla profondità e altro ancora.
In aggiunta si nota come l'implementazione di schemi proposti che tengano conto sia di misure di canale, quindi non solo modelli, e modulazioni ad-hoc, possa fornire un valore aggiunto tramite validazione.