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张艳萍 著

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• 通信工程
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• 自适应算法
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出版社： 气象出版社

ISBN：9787502947699

商品编码：29367777188

包装：平装

出版时间：2009-06-01

基本信息

书名：水声通信信道盲均衡理论与算法

定价：25.00元

作者：张艳萍

出版社：气象出版社

出版日期：2009-06-01

ISBN：9787502947699

字数：

页码：156

版次：1

装帧：平装

开本：32开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《水声通信信道盲均衡理论与算法》在分析水声通信信道特性的基础上，系统地论述了盲自适应均衡的基础理论和方法，着重论述盲自适应技术在水声信道均衡中的研究及应用。内容包括基于分数间隔均衡器的常数模算法、正交幅度调制系统的盲均衡算法、符号常数模盲均衡算法、基于判决反馈均衡器的盲均衡算法、波相位恢复盲均衡算法、基于神经网络的盲均衡、基于支持向量机的盲均衡、基于小波变换的盲均衡及MIM0系统的盲均衡技术等，对每种算法都进行了详细的理论阐述和性能仿真分析。 信道盲均衡是当前水声通信中的研究热点之一，《水声通信信道盲均衡理论与算法》旨在为水声信号盲自适应处理提供全面而系统的指导，可供从事水声通信工程及自适应信号处理的研究人员和研究生阅读和参考。

目录

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章 绪论
n1.1 研究背景与意义
n1.2 研究现状
n1.3 问题的提出
n第二章 盲均衡理论基础及算法回顾
n2.1 均衡器的分类和结构
n2.2 自适应均衡技术
n2.3 盲均衡技术
n2.4 盲均衡算法回顾
n2.5 小结
n第三章 分数间隔常数模算法研究
n3.1 分数间隔均衡器
n3.2 波特间隔常数模算法
n3.3 分数间隔常数模算法
n3.4 基于归一化误差函数的可变步长分数间隔算法
n3.5 仿真实验
n3.6 小结
n第四章 正交幅度调制系统盲均衡算法研究
n4.1 正交幅度调制接收机系统模型
n4.2 复基带信道Bussgang算法
n4.3 基于圆环判决域切换的双模式算法
n4.4 基于同相正交分量的盲均衡算法IQA
n4.5 IQA算法性能改进
n4.6 基于方形环判决域切换的混合算法
n4.7 一种适用于高阶QAM信号的盲均衡算法
n4.8 常十字模算法
n4.9 小结
n第五章 符号常数模盲均衡算法研究
n5.1 小均方符号算法
n5.2 符号常数模盲均衡算法
n5.3 weerackody’s算法
n5.4 改进的符号递归常数模算法
n5.5 SR—CMA收敛速度的提高
n5.6 一种基于圆环判决域切换的混合算法
n5.7 时变步长符号递归常数模算法
n5.8 小结
n第六章 基于判决反馈均衡器的盲均衡算法
n6.1 判决反馈均衡自适应技术
n6.2 判决反馈均衡器结构
n6.3 常数模判决反馈盲均衡算法
n6.4 前向分数间隔判决反馈均衡器
n6.5 基于不同误差函数的判决反馈算法
n6.6 稀疏水声信道判决反馈算法
n6.7 小结
n第七章 载波相位恢复盲均衡算法研究
n7.1 均衡加锁相环结构
n7.2 CMA+DD载波恢复算法
n7.3 修正的CMA算法
n7.4 修正的符号常数模算法
n7.5 改进的载波恢复盲均衡算法
n7.6 基于归一化误差函数的快速载波恢复盲均衡算法
n7.7 基于联合极性迭代的载波相位恢复盲均衡算法
n7.8 小结
n第八章 通信信道盲均衡的其他方法
n8.1 基于神经网络的盲均衡算法
n8.2 超指数算法
n8.3 基于支持向量机的盲均衡算法
n8.4 MIMo系统的盲均衡算法
n8.5 基于正交小波变换的盲均衡算法
n8.6 小结
n全书总结
n参考文献
n符号与缩写词含义

作者介绍

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文摘

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序言

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《浅谈无线电波在复杂环境下的传播特性及其信号处理技术》 简介 本书深入探讨了无线电波在各种复杂非理想环境下传播时所表现出的独特特性，并在此基础上，系统性地阐述了如何通过先进的信号处理技术来应对这些挑战，从而实现可靠高效的无线通信。我们将从无线电波传播的物理机理入手，逐步深入到实际应用场景中的各种影响因素，最后重点介绍一系列行之有效的信号处理方法，旨在为读者构建一个全面、深入的理解框架。 第一部分：复杂环境下的无线电波传播特性 本部分是全书的基石，我们将详细剖析无线电波在非理想环境中传播时所遭遇的种种复杂现象。 多径传播： 这是最普遍也是最核心的传播效应之一。无线电信号在传播过程中，会遇到各种反射、散射和衍射，导致信号到达接收端的路径不止一条。这些多条路径上的信号由于传播距离不同，会产生不同的时延，从而在接收端叠加形成延迟扩展。这种延迟扩展会使得接收到的信号在时域上变得展宽，不同码元之间的信号会相互干扰，即码间串扰（ISI）。我们将深入分析多径传播的成因，例如建筑物、地形、地表等对信号的反射和散射，以及室内环境中的墙壁、家具等对信号的衰减和反射。同时，我们还会探讨多径效应的典型模型，如平坦衰落和选择性衰落，并分析其对信号频谱的影响。 衰落： 信号在传播过程中，其幅度会发生随机的变化，这种现象称为衰落。衰落的产生是多种因素综合作用的结果，包括多径效应（其本身就会导致信号幅度波动）、阴影效应（大尺度障碍物对信号的遮挡）、以及大气层中的吸收和散射等。我们将区分快衰落（由于信号到达路径的随机相干叠加引起，变化速度快）和慢衰落（由于大尺度障碍物或大气条件变化引起，变化速度慢）。书中有专门的章节会详细介绍不同类型的衰落模型，如瑞利衰落、莱斯衰落等，并分析其统计特性。 多普勒效应： 当信号源或接收端相对于传播介质（空气）存在相对运动时，接收到的信号频率会发生偏移，这就是多普勒效应。在移动通信场景中，车辆、行人等移动体的存在会导致接收信号频率的周期性变化。这种频率偏移会进一步加剧信号的失真，尤其是在接收端进行相干解调时，会严重影响解调的准确性。我们将分析多普勒效应的产生机理，以及它对信号频谱和相位的影响，并探讨其对不同调制方式的潜在威胁。 非高斯噪声： 尽管白高斯噪声（AWGN）在许多理论分析中被广泛使用，但在实际的复杂环境中，噪声往往呈现出非高斯特性。例如，脉冲噪声（如电火花、开关噪声）、干扰信号（来自其他无线电设备）等都可能导致接收信号中的噪声成分偏离高斯分布。非高斯噪声的存在会对传统的基于高斯噪声假设的信号处理算法产生不利影响，可能导致性能下降。本书将探讨几种典型的非高斯噪声模型，并初步介绍其对通信系统性能的影响。 信道非线性： 一些通信链路中的器件（如功率放大器）在工作时可能呈现非线性特性，这会导致信号在传输过程中产生谐波和互调失真，进一步劣化信号质量。本书将简要触及信道非线性对信号的影响，并为后续的信号补偿技术做铺垫。 地形和环境的影响： 不同的地理环境，如城市、郊区、山区、森林、水面等，都会对无线电波的传播产生显著影响。城市环境中的高楼林立会导致严重的反射和遮挡，山区则可能存在信号盲区，森林和水面对信号的衰减作用也各有不同。本书将通过实例分析，阐述这些具体环境因素如何具体地影响无线电波的传播特性。 第二部分：信号处理技术在应对传播挑战中的应用 在深入理解了复杂环境下的无线电波传播特性后，本部分将重点介绍一系列先进的信号处理技术，这些技术旨在克服上述传播障碍，实现鲁棒的无线通信。 均衡技术： 这是解决多径传播导致码间串扰（ISI）的核心技术。均衡器的目标是补偿信道引入的幅度失真和相位失真，使接收到的信号尽可能恢复成原始的传输码元。我们将深入介绍几种经典的均衡器设计思路： 线性均衡： 包括零强制（ZF）均衡和最小均方误差（MMSE）均衡。ZF均衡旨在完全消除ISI，但可能放大噪声；MMSE均衡则在消除ISI和抑制噪声之间寻求最优平衡。 非线性均衡： 如最大似然序列估计（MLSE）均衡（例如维特比算法），它能够利用信道的统计信息，通过搜索最可能的传输序列来获得最佳的检测性能。 自适应均衡： 考虑到信道特性的时变性，自适应均衡器能够实时跟踪信道变化并调整自身参数。我们将介绍基于梯度下降（如LMS算法）和递归最小二乘（RLS算法）的自适应均衡器。 分集合技术： 分集合（Diversity）是一种通过在不同时间和空间维度上接收信号的副本，并将它们进行合并，从而降低衰落影响的技术。 空间分集： 通过使用多个天线在空间上接收信号，不同天线接收到的信号在多径叠加和衰落程度上通常是不同的，从而提高了信号的鲁棒性。我们将介绍最大比合并（MRC）、等增益合并（EGC）和选择性合并（SC）等合并策略。 频率分集： 利用信号在不同频率上传播特性的差异，通过在多个频率上传输信息来抵抗选择性衰落。 时间分集： 通过在不同的时间点重传信息，以应对快速衰落。 极化分集： 利用信号在不同极化方向上传播特性的差异。 调制与编码技术： 鲁棒调制方式： 介绍一些对衰落和噪声更具抵抗力的调制方式，如正交频分复用（OFDM），它通过将高速数据流分割成多个低速数据流在不同子载波上传输，有效抵抗多径效应。 纠错编码： 如卷积码、Turbo码、LDPC码等，它们通过在发送端增加冗余信息，在接收端进行解码，能够有效检测和纠正信道传输过程中产生的错误，显著提高通信的可靠性。 干扰抑制技术： 自适应滤波器： 如最小均方误差（LMS）和递归最小二乘（RLS）算法，可用于抑制已知或未知干扰。 谱减法等信号增强技术： 用于处理非高斯噪声和干扰。 信道估计与补偿： 在许多先进的信号处理技术（如OFDM解调、MMSE均衡等）中，准确的信道估计是至关重要的。本书将探讨训练序列法、盲估计法等信道估计技术，并介绍如何利用估计出的信道信息对信号进行补偿。 第三部分：实际应用与未来展望 本部分将把前两部分所介绍的理论和技术应用到具体的通信系统中，并对未来的发展趋势进行展望。 典型通信系统中的应用： 移动通信： 如2G、3G、4G、5G等标准中，如何利用均衡、分集、OFDM等技术来克服室内外、高速移动等场景下的传播挑战。 无线局域网（WLAN）： 如Wi-Fi技术，在室内复杂环境中，反射、衰落等问题普遍存在，信号处理技术扮演着关键角色。 特定应用场景： 如水下通信（虽然本书主题是“水声通信”，但我们在此可以泛指复杂且具有特殊物理环境的通信，例如，可以提及水下通信会面临信号衰减更快、传播速度慢等特有问题，但本节主要聚焦于电磁波通信的应用。），工业无线通信等。 性能评估指标： 介绍比特信噪比（SNR）、误码率（BER）、吞吐量等关键性能指标，并讨论如何在各种传播条件下评估信号处理技术的有效性。 未来发展趋势： 人工智能与机器学习在信号处理中的应用： 探索如何利用深度学习、强化学习等技术来设计更智能、更高效的均衡器、信道估计器和干扰抑制算法。 智能无线通信： 结合软件定义无线电（SDR）和认知无线电（CR）等概念，实现通信系统对环境的自适应和智能决策。 新型调制与编码方案： 持续探索和研发能够应对更极端传播环境的新型调制与编码技术。 本书特点： 本书注重理论与实践相结合，既有严谨的数学推导和算法分析，也结合了实际通信系统中的应用场景。我们力求语言清晰易懂，避免过度冗余的专业术语，并辅以图表和例子来帮助读者理解复杂概念。通过系统性的讲解，本书旨在帮助读者深入理解无线电波在复杂环境下的传播机制，掌握应对这些挑战的关键信号处理技术，并对未来无线通信的发展趋势有一个宏观的认识。本书适合从事通信工程、电子工程、计算机科学等相关领域的科研人员、工程师以及高等院校相关专业的学生阅读。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计给我留下了深刻的印象。封面上流动的蓝色光晕，如同深邃海洋中传递的无形讯息，配以沉稳大气的书名字体，立刻勾起了我对书中内容的好奇与期待。翻开书页，纸张的质感也相当不错，厚实且带有微微的韧性，触感温润，非常适合长时间阅读。目录的设计也十分清晰，章节的划分逻辑性强，从基础概念到高级算法，层层递进，让人一目了然。虽然我还没有深入阅读具体内容，但仅从这本书的外在呈现，就能感受到作者在选题、写作以及出版过程中所付出的心血。它不仅仅是一本技术书籍，更像是一件精心雕琢的艺术品，传递着一种专业、严谨又不失灵动的气息。我尤其欣赏它在细节上的考究，比如书页的裁切边缘光滑整齐，内页的排版也十分美观，字号大小适中，行间距恰到好处，这对于需要长时间专注阅读的读者来说，无疑极大地提升了阅读的舒适度，减少了视觉疲劳。我相信，这样一本内外兼修的书籍，其内在的内容也一定同样精彩，值得我深入探索和学习。

评分☆☆☆☆☆

尽管我还没来得及深入研读，但这本书的选题角度就足以让我眼前一亮。水声通信，这个本身就充满神秘色彩的领域，常常被大众所忽视。而“盲均衡”的引入，更是将技术门槛和理论深度推向了一个新的高度。我猜测这本书必定会涉及大量关于水声信道特性的详细描述，包括其衰减特性、延迟扩展、多普勒效应等等，这些都会是理解盲均衡算法在水声环境中应用的关键。而“盲均衡”的“盲”字，我认为强调的是一种在信息不完全情况下的智能信号处理能力，这是一种非常高级的信号恢复技术。我期待书中能够详细阐述不同类型的盲均衡算法，例如基于统计特性的方法，如最大似然估计、最小均方误差等，以及基于判决反馈的方法。同时，我也好奇书中是否会介绍一些适用于水声信道的特定盲均衡算法，或者对现有算法进行了改进和优化，以应对水声环境的独特挑战。这本书的出版，对于推动水声通信技术的发展，特别是提高水下信息传输的可靠性和效率，无疑具有重要的理论和实践意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，让我对未来通信技术的可能性产生了新的遐想。我一直对无线通信领域抱有浓厚的兴趣，但传统的无线通信方式似乎在某些极端环境下遇到了瓶颈，例如水下通信。这本书的标题直接点明了其研究方向——水声通信，这本身就充满了挑战性和前沿性。我猜测书中会详细介绍水声信道的特性，比如其多径效应、低带宽、时变性等，这些都是阻碍水声通信发展的关键因素。而“盲均衡”这个词，更是激发了我极大的好奇心。它意味着作者试图在不了解信道特性的情况下，依然能够有效地恢复传输的信号，这无疑是一项极具创新性的技术。我期待书中能够深入剖析各种盲均衡算法的原理，包括但不限于它们是如何通过信号自身的统计特性或者结构性信息来估计和补偿信道失真的。我猜想书中可能会涉及一些数学工具，比如统计信号处理、最优化理论等，这让我既感到一丝挑战，又充满了学习的动力。这本书的价值不仅仅在于解决当前的技术难题，更在于它为未来水下探测、军事通信、海洋科学研究等领域打开了新的大门，充满了无限的应用前景。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和用词都透露出一种扎实的学术功底。虽然我还没仔细阅读内容，但仅从书名《水声通信信道盲均衡理论与算法》来看，就能感受到其研究方向的专业性和技术深度。我推测本书会详细探讨水声通信这一特定环境下信号传输的挑战，比如信道噪声、多径效应、带宽受限等问题。而“盲均衡”的引入，更是将其提升到了一个更具挑战性的研究层面，意味着作者将重点介绍如何在不预先知晓信道特性的情况下，设计出能够有效补偿信道失真的算法。我非常期待书中能够深入解析各种盲均衡算法的理论基础，例如它们是如何利用信号的统计特性或者结构来估计信道，进而实现信号的恢复。同时，我也想知道书中是否会提供一些针对水声信道特性的创新性盲均衡算法，以及这些算法在实际应用中的性能表现。这本书的出版，对于推动水声通信领域的技术进步，特别是在提高水下通信的鲁棒性和可靠性方面，必将发挥重要的作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了一种沉静而又充满力量的视觉感受。深邃的蓝色背景，如同广阔无垠的海洋，象征着水声通信的广阔应用前景。书名“水声通信信道盲均衡理论与算法”中的字体，既有力又不失优雅，暗示了书中内容的严谨性与深度。我推测，这本书会从基础的水声通信原理讲起，逐步深入到信道建模，然后重点讲解各种盲均衡技术。我对“盲均衡”这个概念感到特别好奇，因为它意味着在不事先知道信道状态的情况下，也能有效地恢复信号。这在实际应用中，尤其是在水下这样环境复杂、信道难以精确预测的场景下，具有极其重要的价值。我期待书中能够详细介绍各种盲均衡算法的数学原理、推导过程以及在水声通信中的具体实现方法。我也希望书中能包含一些实际的仿真实验结果或者案例分析，来验证这些算法的有效性。这本书的出现，对于希望深入了解水声通信和信号处理技术的读者来说，无疑是一本不可多得的参考资料，它将引领我们探索水下信息传输的奥秘。