OFDM水声通信(信息与通信技术)/经典译丛 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡晓毅任欢... 编

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• OFDM
• 水声通信
• 信息与通信技术
• 经典译丛
• 通信工程
• 信号处理
• 水下声学
• 调制解调
• 无线通信
• 海洋工程

店铺： 火把图书专营店

出版社： 电子工业

ISBN：9787121337048

商品编码：29491992805

开本：16

出版时间：2018-06-01

基本信息

• 商品名称：OFDM水声通信(信息与通信技术)/经典译丛
• 作者：周胜利//王昭辉|译者:胡晓毅//任欢
• 定价：79
• 出版社：电子工业
• ISBN号：9787121337048

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2018-06-01
• 印刷时间：2018-06-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：平装
• 页数：296
• 字数：512千字

内容提要

本书以高速OFDM水声通信技术为主线，内容涉猎广泛，概念原理阐述清楚，逻辑性强。从OFDM水声通信各关键技术的原理阐述到OFDM水声通信接收机的设计方法以及OFDM 水声MODEM的研制；从单用户的MIMO-OFDM到多用户MIMO-OFDM水声通信的设计应用；从OFDM的中继传输到OFDM网络编码以及水声测距与定位。通过学习本书可以加深对OFDM水声通信相关原理及系统设计的理解。 本书可作为水声通信相关专业本科高年级和研究生的教材或参考书，也可供相关专业工程技术人员学习和参考。

目录

第1章 引言
1.1 研究背景
1.1.1 水声的早期探索
1.1.2 水声通信媒介
1.1.3 水下系统和网络
1.2 水声(UWA)信道的特点
1.2.1 声速
1.2.2 传播损失
1.2.3 时变多径
1.2.4 声传播模型
1.2.5 环境噪声和外部干扰
1.3 通带信道的输入和输出关系
1.3.1 各径自有多普勒扩展的线性时变信道
1.3.2 具有共同多普勒扩展的线性时变信道
1.3.3 线性时不变信道
1.3.4 幅度和时延变化的线性时变信道
1.3.5 依频率衰减的线性时变信道
1.4 水声通信中的调制技术
1.4.1 跳频FSK
1.4.2 直接序列扩展频谱
1.4.3 单载波调制
1.4.4 扫频(S2C)载波调制
1.4.5 多载波调制
1.4.6 多输入多输出技术
1.4.7 水声通信的近期发展
1.5 本书的组织结构
第2章 OFDM基本知识
2.1 零后缀的OFDM
2.1.1 发射信号
2.1.2 接收机处理
2.2 循环前缀的OFDM
2.2.1 发射信号
2.2.2 接收机处理
2.3 OFDM相关的问题
2.3.1 ZP-OFDM与CP-OFDM
2.3.2 峰值平均功率比
2.3.3 功率谱和带宽
2.3.4 子载波分配
2.3.5 总的数据速率
2.3.6 设计指南
2.4 离散傅里叶变换的实现
2.5 OFDM的挑战和补救方法
2.5.1 分集合并和信道编码的益处
2.6 MIMO-OFDM
2.7 文献注记
第3章 多进制LDPC编码的OFDM
3.1 OFDM的信道编码
3.1.1 信道编码
3.1.2 编码调制
3.1.3 编码的OFDM

海底的低语：声波通信的奥秘与创新 在陆地上，无线电波如同看不见的信使，承载着我们瞬息万变的信息。然而，当目光投向那片深邃的蓝色世界——海洋，情况却截然不同。海洋是一个充满挑战的领域，水体介质的复杂性、信号衰减的严重性以及多径效应的普遍性，使得传统无线电通信几乎无用武之地。正是在这样的背景下，一种古老而又新颖的通信方式——声波通信，成为了连接陆地与海底、探索未知深海、实现水下作业的关键技术。 本书《海底的低语：声波通信的奥秘与创新》并非专注于某一种特定的调制技术，而是以更为宏观的视角，深入剖析水声通信的方方面面。它带领读者走进一个充满挑战与机遇的领域，从水声传播的基本原理讲起，逐步揭示声波在海洋环境中遇到的种种难题，并在此基础上，展现人类智慧如何克服这些困难，实现稳定可靠的水下信息传输。 第一部分：深海的语言——水声传播的物理基础 要理解水声通信，首先必须理解声音在水中的传播特性。本部分将从声波的产生、传播媒介（水）的物理性质（密度、温度、盐度、压力等）及其对声速的影响开始。读者将了解到，海洋并非一个均匀的介质，温度、盐度和压力的变化会形成复杂的水声信道，导致声速剖面各异，进而影响声波的传播路径，产生折射、反射等现象。 我们将深入探讨声波在水中传播时面临的几个核心问题： 衰减： 声波能量在传播过程中会受到吸收和散射的影响而衰减。吸收是由于介质的粘滞性以及水中溶解的物质（如镁离子、硼酸根离子）发生化学反应而产生的能量损耗。散射则是由水中的微小颗粒、气泡以及海洋生物引起的声波能量向各个方向的离散。理解衰减的机制对于设计高效的水声通信系统至关重要，它直接决定了通信的距离和所需的发射功率。 多径效应： 海底、海面以及海洋内部的水层界面都会对声波产生反射，使得接收端接收到的信号并非单一的直达声波，而是包含多个路径到达的信号副本，这些副本之间存在时间延迟和相位差异。这种现象被称为多径效应，它会导致信号的衰落和失真，是水声通信中一个极其棘手的挑战。 多普勒效应： 当发射端和接收端之间存在相对运动时，接收到的声波频率会发生偏移，这就是多普勒效应。在水下，潜艇、无人潜航器（AUV）以及海洋生物的运动都可能引起显著的多普勒频移，这对信号的解调和跟踪带来了极大的困难。 本部分还将介绍水声信道的统计特性，例如如何用各种概率分布模型来描述信道的衰落特性，为后续的信号处理和系统设计提供理论依据。 第二部分：破译海底的密码——水声通信系统的构成与挑战 在掌握了水声传播的基本原理后，本部分将聚焦于构建实际的水声通信系统。我们将解析一个典型的水声通信系统所包含的关键组成部分： 发射端： 包括信号源、调制器、功率放大器以及声呐换能器。声呐换能器是实现电声转换的关键，它将电信号转换为声波发射出去，反之亦然。本部分会讨论不同类型换能器的特性及其选择。 水声信道： 即上面讨论的水体环境，是信号传输的媒介。 接收端： 包括声呐换能器、低噪声放大器、解调器以及信号处理单元。低噪声放大器对于捕捉微弱的水下信号至关重要。 在此基础上，我们将深入探讨水声通信所面临的独特挑战，这些挑战是设计高性能水声通信系统必须克服的： 有限的带宽： 相较于无线电通信，水声信道的可用带宽非常有限，通常只有几十kHz，甚至更低。这严重限制了数据传输速率，使得实现高带宽通信成为一个巨大的难题。 低数据速率： 受限于带宽、信道特性和当时的信号处理能力，早期水声通信的数据速率非常低，仅能满足基本的指令传输或遥测需求。如何提高数据速率是技术发展的重点。 不可靠的连接： 由于多径效应、衰落和环境干扰，水声通信连接往往不稳定，容易出现中断。如何在复杂环境下保持连接的鲁棒性是关键。 时延和同步： 水下信号传播速度远低于无线电波，且信道时延变化较大，这给精确的时间同步带来了挑战，尤其是在需要精确测量距离和位置的应用中。 功耗限制： 许多水下设备（如AUV、水下传感器）依赖电池供电，因此降低功耗、提高通信效率是系统设计的重要考量。 第三部分：智慧的交响——水声信号处理与调制技术 面对水声信道的严峻挑战，信号处理技术扮演着至关重要的角色。本部分将详细介绍用于克服这些挑战的各种信号处理和调制技术，重点不在于介绍具体的调制方案，而是其背后解决问题的思路和方法： 信号检测与估计： 如何在噪声和干扰中准确地检测出信号的存在，以及如何估计信号的关键参数（如到达时间、多普勒频移）。 均衡技术： 针对多径效应造成的码间干扰（ISI），介绍各种均衡方法，如线性均衡、非线性均衡，以及自适应均衡器，它们通过补偿信道失真来恢复原始信号。 抗衰落技术： 介绍通过分集技术（空间分集、频率分集、时间分集）来对抗信号衰落。 多普勒补偿： 介绍如何估计和补偿多普勒频移，确保信号的正确解调。 先进的调制与编码策略： 虽然不深入探讨具体的调制方案，但会介绍其设计理念，例如如何利用有限的带宽实现更高的频谱效率，以及如何通过强大的信道编码来提高传输的可靠性。讨论如何根据信道特性选择合适的调制方式，例如在带宽受限的情况下，如何权衡调制阶数与抗噪声能力。 第四部分：未来之海——水声通信的应用与发展趋势 水声通信技术的发展，离不开其广泛的应用需求。本部分将展望水声通信在各个领域的应用，以及未来可能的发展方向： 海洋科学研究： 用于监测海洋环境参数（温度、盐度、洋流）、研究海洋生物活动、获取地震数据等。 水下军事应用： 潜艇通信、水下侦察、水雷探测、反潜作战等。 海洋工程与资源开发： 水下管线监测、石油天然气勘探、海底矿产开发、水下机器人（AUV/ROV）的远程控制与协同作业。 水下通信网络： 构建由多个水下节点组成的通信网络，实现区域性的信息共享和数据传输，为未来“海底互联网”奠定基础。 最后，本部分将探讨水声通信的未来发展趋势，包括： 更高的数据速率： 结合更先进的信号处理算法、调制技术和宽带通信技术，实现更高的数据传输速率，以满足日益增长的数据需求。 低功耗与长续航： 发展更节能的通信协议和硬件设计，延长水下设备的作业时间。 智能化与自适应性： 利用人工智能和机器学习技术，使水声通信系统能够实时感知和适应复杂多变的水声环境，实现更鲁棒、更高效的通信。 融合通信： 探索水声通信与卫星通信、水面无线通信等其他通信方式的融合，构建全方位的海洋信息网络。 标准化与互操作性： 推动水声通信标准的建立，促进不同厂商设备之间的互联互通。 《海底的低语：声波通信的奥秘与创新》是一次深入海洋腹地的技术探索之旅。它旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解水声通信的独特魅力、技术挑战以及无限潜能。无论您是海洋科学的研究者、通信工程的从业者，还是对神秘的蓝色星球充满好奇的探索者，这本书都将是您了解和掌握水声通信技术的宝贵参考。它将引导您聆听海底深处的低语，并一同展望一个更加互联互通的海洋未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用价值，从其附带的案例和习题中便可见一斑。我一直认为，脱离了实际应用的理论是空中楼阁，而这本书显然深谙此道。它不仅仅停留在理论推导层面，而是将大量的篇幅用于讲解如何将这些理论转化为可操作的工程解决方案。比如，在介绍抗多普勒频移的算法时，书中不仅详细推导了ZF和MMSE均衡器的性能差异，还特别附加了一个简短的仿真实验设置指南，指明了在特定噪声环境下，应该如何设置信道参数以观察算法的实际效果。对于我们这些工程师来说，这比单纯的数学证明更有价值。此外，书末的几章关于“水声网络架构”的讨论，更是具有前瞻性，它将单点通信的理论延伸到了分布式系统的层面，让人可以跳出单一链路的限制，去思考整个水下信息传输的生态系统。这本书的结构布局，很明显是为那些目标明确、需要快速将知识转化为生产力的专业人士设计的。

评分☆☆☆☆☆

翻阅全书，我感受最深的是作者群对于“不确定性”的深刻洞察和应对策略的构建。水声信道，其最大的特点就是时变性、高时延和低带宽，这些挑战性因素使得通信系统设计难度倍增。这本书的精妙之处在于，它没有试图去“消除”这些不确定性，而是非常务实地构建了一整套与不确定性共存并从中提取有效信息的理论框架。无论是对信道估计的迭代优化，还是对能量效率的权衡取舍，都体现了一种工程上的务实哲学——即接受环境的复杂性，然后用更聪明的算法去驾驭它。我尤其欣赏其中关于“低复杂度设计”的讨论，它提醒我们，在追求极致性能的同时，不能忽略硬件实现的成本和实时性要求。这种将理论的优雅与工程的残酷平衡在一起的叙事方式，让这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一部关于如何在极端环境中进行有效沟通的“智慧录”。每一次重读，都会有新的感悟，因为它所探讨的，是信息论在最苛刻环境下的一种终极体现。

评分☆☆☆☆☆

语言的流畅度，是衡量一本优秀译著的试金石。我必须承认，最初我对“译丛”抱有一种警惕，生怕遇到那些生硬、欧化或晦涩难懂的中文表达。然而，这本译者的功力着实令人赞叹。他们显然不是简单地将英文单词一一对应翻译过来，而是真正理解了水声通信领域的专业术语体系，并用一套符合中文学术规范且易于理解的语言将其重构。特别是在描述那些高度抽象的信号处理过程时，译者巧妙地运用了一些比喻和类比，极大地降低了理解的门槛。比如，当解释“多载波调制”时，译者没有机械地照搬英文术语，而是用了一个非常生动的比方，让原本抽象的频分复用概念瞬间立体了起来。这种对读者体验的尊重，让原本可能枯燥的阅读过程变成了一种享受。我甚至觉得，对于非英语母语的读者来说，阅读这本译著比直接阅读某些原版英文教材可能更加高效，因为它在确保准确性的前提下，极大地优化了信息的传递效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容深度，绝对不是市面上那些浅尝辄止的入门读物所能比拟的。我之前尝试过几本相关的英文原著，总觉得在某些关键的理论推导上跳跃性太大，让人难以跟上作者的思路。而这本译作，其最大的亮点就在于对数学模型的阐释异常详尽和细致入微。举个例子，对于多径效应的处理部分，作者不仅给出了最终的公式，还花了大量篇幅去剖析不同信道模型（如瑞利分布和威布尔分布）在实际水声环境下的适用场景和参数估计方法，每一个变量的物理意义都被解释得清清楚楚。这对于我这种需要将理论应用于实际系统设计的人来说，简直是如获至宝。阅读过程中，我常常需要停下来，对照着笔记本反复推敲那些复杂的傅里叶变换和卡尔曼滤波的应用细节。作者的严谨态度贯穿始终，没有一句废话，每一个章节的衔接都像是精密机械的咬合，逻辑链条清晰得让人拍案叫绝。正是这种深入骨髓的扎实，让我确信，这本书确实有资格被冠以“经典”之名，它是那种需要你投入大量时间去“啃食”，但回报极其丰厚的智力投资。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，初看之下就给人一种沉稳而专业的印象，那种深邃的蓝色调仿佛将人拉入了深海之中，与水声通信的主题完美契合。我尤其欣赏它在排版上的用心，文字的间距和字号的选择都恰到好处，即便是面对如此硬核的技术内容，阅读起来也丝毫没有感到压迫感。装帧的质感也相当不错，拿在手里很有分量，这大概也是“经典译丛”系列一贯的水准吧。我记得我是在一个非常安静的午后翻开它的，阳光正好斜射在书页上，那瞬间，我仿佛已经能听到那些通过声波在水下传播的数字信号的低语。虽然我还没有完全深入到每一个公式的细节，但仅仅是浏览目录和前言，就能感受到编著者对这门学科的敬畏与深入的理解。特别是它对历史脉络的梳理，清晰地勾勒出了从早期实验到现代技术迭代的全景图，这对于一个希望系统性掌握该领域知识的初学者来说，无疑是一份宝贵的路线图。那种扑面而来的学术气息，让我对后续的阅读充满了期待，它不像某些教科书那样冷冰冰地堆砌知识点，而是带着一种讲述故事的节奏感，引人入胜。