OFDM水聲通信 電子與通信 書籍 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• OFDM
• 水聲通信
• 電子與通信
• 通信工程
• 信號處理
• 調製解調
• 無綫通信
• 水下聲學
• 信息技術
• 學術研究

店鋪： 蔚藍書店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121337048

商品編碼：29762967842

商品基本信息，請以下列介紹為準
商品名稱：	OFDM水聲通信 電子與通信 書籍
作者：	Shengli Zhou（周勝利），Zhaohui Wang（王昭輝）
定價：	79.0
齣版社：	電子工業齣版社
齣版日期：
ISBN：	9787121337048
印次：
版次：	1
裝幀：	平裝-膠訂
開本：	16開

內容簡介

本書以高速OFDM水聲通信技術為主綫，內容涉獵廣泛，概念原理闡述清楚，邏輯性強。從OFDM水聲通信各關鍵技術的原理闡述到OFDM水聲通信接收機的設計方法以及OFDM 水聲MODEM的研製；從單用戶的MIMO-OFDM到多用戶MIMO-OFDM水聲通信的設計應用；從OFDM的中繼傳輸到OFDM網絡編碼以及水聲測距與定位。通過學習本書可以加深對OFDM水聲通信相關原理及係統設計的理解。 本書可作為水聲通信相關專業本科和研究生的教材或參考書，也可供相關專業工程技術人員學習和參考。

目錄

目 錄 第1章 引言1 1.1 研究背景1 1.1.1 水聲的早期探索1 1.1.2 水聲通信媒介1 1.1.3 水下係統和網絡2 1.2 水聲(UWA)信道的特點2 1.2.1 聲速2 1.2.2 傳播損失4 1.2.3 時變多徑6 1.2.4 聲傳播模型7 1.2.5 環境噪聲和外部乾擾8 1.3 通帶信道的輸入和輸齣關係9 1.3.1 各徑自有多普勒擴展的綫性時變信道9 1.3.2 具有共同多普勒擴展的綫性時變信道10 1.3.3 綫性時不變信道11 1.3.4 幅度和時延變化的綫性時變信道11 1.3.5 依頻率衰減的綫性時變信道11 1.4 水聲通信中的調製技術12 1.4.1 跳頻 FSK12 1.4.2 直接序列擴展頻譜12 1.4.3 單載波調製13 1.4.4 掃頻(S2C)載波調製13 1.4.5 多載波調製14 1.4.6 多輸入多輸齣技術14 1.4.7 水聲通信的近期發展15 1.5 本書的組織結構15 第2章 OFDM基本知識17 2.1 零後綴的OFDM17 2.1.1 發射信號17 2.1.2 接收機處理19 2.2 循環前綴的OFDM20 2.2.1 發射信號20 2.2.2 接收機處理21 2.3 OFDM相關的問題21 2.3.1 ZP-OFDM與CP-OFDM21 2.3.2 峰值平均功率比22 2.3.3 功率譜和帶寬22 2.3.4 子載波分配22 2.3.5 總的數據速率23 2.3.6 設計指南23 2.4 離散傅裏葉變換的實現23 2.5 OFDM的挑戰和補救方法24 2.5.1 分集閤並和信道編碼的益處25 2.6 MIMO-OFDM27 2.7 文獻注記29 第3章 多進製LDPC編碼的OFDM30 3.1 OFDM的信道編碼30 3.1.1 信道編碼30 3.1.2 編碼調製31 3.1.3 編碼的OFDM32 3.2 多進製LDPC碼33 3.2.1 多進製的規則循環碼34 3.2.2 多進製非規則LDPC碼35 3.3 編碼36 3.4 譯碼37 3.4.1 初始化38 3.4.2 變量節點到校驗節點更新39 3.4.3 校驗節點到變量節點更新39 3.4.4 初始判決和譯碼輸齣40 3.5 碼設計41 3.5.1 規則循環碼的設計41 3.5.2 非規則LDPC碼的設計42 3.5.3 準循環的多進製LDPC碼43 3.6 編碼的OFDM的仿真結果45 3.7 文獻注記47 第4章 PAPR控製48 4.1 PAPR的比較48 4.2 PAPR的減小50 4.2.1 限幅50 4.2.2 選擇性映射51 4.2.3 載波峰值52 4.3 文獻注記53 第5章 接收機綜述和預處理54 5.1 OFDM接收機綜述54 5.2 接收機預處理55 5.2.1 接收機的預處理55 5.2.2 數字實現56 5.2.3 頻域過采樣59 5.3 頻域的輸入/輸齣關係59 5.3.1 單輸入單輸齣信道59 5.3.2 單輸入多輸齣信道61 5.3.3 多輸入多輸齣信道61 5.3.4 信道矩陣結構62 5.4 OFDM接收機的分類62 5.4.1 ICI-忽略的接收機63 5.4.2 ICI-感知的接收機64 5.4.3 逐塊處理65 5.4.4 塊間處理65 5.4.5 討論65 5.5 仿真信道的接收機性能界65 5.5.1 仿真水聲信道66 5.5.2 時變信道下的ICI影響66 5.5.3 SISO信道的中斷性能67 5.6 擴展到CP-OFDM68 5.6.1 接收機預處理68 5.6.2 頻域的輸入/輸齣關係68 5.7 文獻注記69 第6章 檢測，同步和多普勒擴展估計70 6.1 基於互相關的方法71 6.1.1 基於互相關的檢測71 6.1.2 基於互相關的同步和多

OFDM水聲通信：探索深海的無限可能 在浩瀚的海洋之下，隱藏著一個充滿未知與機遇的廣闊世界。然而，要真正揭開這層神秘的麵紗，實現對這片藍色疆域的深度探索與有效管理，通信技術始終是一個至關重要的瓶頸。傳統的水聲通信方式，受限於其自身的物理特性和技術局限，在數據傳輸速率、抗乾擾能力以及頻譜利用效率等方麵，早已難以滿足日益增長的海洋探測、水下作業、海洋觀測以及軍事偵察等多元化需求。正是在這樣的背景下，正交頻分復用（OFDM）技術，以其卓越的性能，為水聲通信領域帶來瞭革命性的突破。 《OFDM水聲通信：電子與通信係列》並非一本單純的技術手冊，它是一次深入潛入水聲通信前沿的探索之旅，是對如何利用先進通信理論突破海洋環境限製的係統性思考。本書旨在為讀者勾勒齣一幅清晰的OFDM水聲通信發展藍圖，從基礎理論到實際應用，從挑戰分析到未來展望，力求為研究人員、工程師以及相關領域的學生提供一套全麵、係統且富有洞察力的知識體係。 第一篇：水聲通信的挑戰與OFDM的曙光 海洋環境的復雜性是水聲通信麵臨的首要挑戰。聲波在水中的傳播，與空氣中的電磁波傳播有著天壤之彆。多徑效應、多普勒效應、信道衰落、海洋生物乾擾以及人為噪聲等因素，都極大地影響著水聲信號的質量和可靠性。特彆是在復雜多變的水下環境中，信號衰減迅速，信道特性不斷變化，導緻傳統的單載波調製技術難以在高比特率下保持穩定的通信。 OFDM技術，作為一種將高速數據流分割成多個低速子數據流，並通過大量相互正交的子載波進行調製的現代通信技術，其核心優勢在於能夠有效地對抗頻率選擇性衰落和多徑效應。通過將寬帶信道劃分為多個窄帶子信道，每個子信道上的信號帶寬遠小於信道的相乾帶寬，從而顯著降低瞭多徑效應的影響。此外，OFDM係統在接收端可以通過簡單的FFT/IFFT實現解調，大大簡化瞭接收機的復雜度。 本書將首先詳細闡述水聲信道所麵臨的嚴峻挑戰，深入剖析傳統水聲通信技術的局限性。在此基礎上，本書將係統性地介紹OFDM技術的基本原理，包括其在調製、解調、同步、信道估計以及均衡等方麵的核心機製。通過對比分析，讀者將清晰地認識到OFDM技術在剋服水聲通信瓶頸方麵的獨特優勢，以及它為何能成為下一代水聲通信係統的理想選擇。 第二篇：OFDM水聲通信係統的關鍵技術剖析 OFDM水聲通信係統的設計與實現，涉及到一係列關鍵技術。本書將逐一深入探討這些核心要素： OFDM調製與解調： 詳細講解OFDM的調製過程，包括如何進行數據比特到子載波的映射，如何進行IFFT實現並行發送；以及OFDM的解調過程，包括FFT的實現，如何提取各個子載波上的數據。在水聲通信的應用場景下，將特彆關注如何根據水聲信道的特點選擇閤適的調製星座圖（如QPSK, QAM等），以及如何設計高效的FFT/IFFT算法以適應實時通信的需求。 同步技術： 在水聲通信中，精確的符號定時和載波頻率同步是OFDM係統正常工作的基石。由於多普勒效應和信道時延等因素，同步的難度極大增加。本書將深入研究適用於水聲環境的同步技術，包括但不限於基於導頻符號的定時恢復和頻率補償方法，以及一些先進的盲同步算法。我們將分析不同同步算法在水聲信道下的性能錶現，並為實際應用提供指導。 信道估計與均衡： 水聲信道的時變性和頻率選擇性特性，使得精確的信道估計和有效的均衡至關重要。本書將詳細介紹各種OFDM信道估計算法，例如基於導頻的最小二乘估計（LS）、最小均方誤差估計（MMSE）等，並探討它們在水聲環境下的適用性。在此基礎上，將深入研究適用於水聲OFDM係統的均衡技術，包括迫零均衡（ZF）和最小均方誤差均衡（MMSE）等，以及針對高斯白噪聲（AWGN）和非高斯噪聲環境下的改進算法。 載波間乾擾（ICI）抑製： 由於多普勒效應，當發送端和接收端存在相對運動時，會引起子載波之間的相互乾擾（ICI）。在水聲環境中，多普勒效應尤為顯著。本書將重點介紹抑製ICI的有效手段，例如利用循環前綴（CP）來消除符號間乾擾（ISI）以及利用特定的OFDM結構（如全頻帶FFT，即FBMC）或導頻設計來抑製ICI。 脈衝成形濾波器設計： OFDM係統對發送端和接收端的濾波器特性有較高要求，以確保子載波的近似正交性。本書將探討適用於水聲環境的脈衝成形濾波器設計，例如升餘弦濾波器、高斯濾波器等，並分析它們在減小帶外輻射和控製旁瓣方麵的作用，同時考慮水聲信道的帶寬限製。 魯棒性設計與低復雜度實現： 考慮到水聲通信的實際應用需求，本書還將關注OFDM係統的魯棒性設計，例如如何通過錯誤糾正編碼（如捲積碼、LDPC碼、Turbo碼等）來提高係統的糾錯能力，以及如何通過自適應調製與編碼（AMC）技術根據信道條件動態調整調製方式和編碼率。同時，也將探討如何優化算法，降低OFDM係統的計算復雜度，以適應水下設備的功耗和計算能力限製。 第三篇：OFDM水聲通信的應用探索與未來展望 OFDM技術的引入，極大地拓展瞭水聲通信的應用邊界。本書將呈現OFDM水聲通信在多個領域的實際應用案例和潛在前景： 海洋科學探測： 在深海生物學研究、海底地質勘探、海洋環境監測等領域，OFDM水聲通信能夠提供更高帶寬、更穩定可靠的數據傳輸，支持高清圖像、視頻以及大量傳感器數據的實時迴傳，極大地提升瞭科研的效率和深度。 水下作業與機器人： 對於水下機器人、遙控操作車輛（ROVs）、水下工程設備等，OFDM水聲通信是實現遠程精確控製、數據采集與任務執行的關鍵。高帶寬和低延遲的通信能力，使得復雜的水下作業任務得以更加高效和安全地完成。 軍事偵察與通信： 在軍事領域，OFDM水聲通信為潛艇通信、水下情報搜集、水下預警係統等提供瞭強大的技術支撐。其優異的抗乾擾能力和較高的傳輸速率，能夠滿足軍事應用對信息安全性和通信可靠性的極高要求。 海洋資源開發： 隨著對海洋油氣、礦産等資源的開發力度不斷加大，OFDM水聲通信技術將在海底設施的遠程監控、數據傳輸以及與水麵平颱的通信等方麵發揮關鍵作用。 未來趨勢與挑戰： 展望未來，OFDM水聲通信技術還將繼續嚮更高的數據速率、更廣的通信距離、更強的魯棒性和更低的能耗方嚮發展。本書將探討諸如認知水聲通信、量子通信在水聲領域的應用潛力，以及智能算法在OFDM水聲通信係統中的進一步集成，以應對未來海洋探索和利用中可能齣現的更復雜挑戰。 《OFDM水聲通信：電子與通信係列》不僅僅是一本技術書籍，它更是一扇通往藍色星球深處的大門。它匯聚瞭最新的研究成果與最前沿的技術理念，旨在啓發讀者對水聲通信未來的無限想象，並為推動我國海洋科技的進步貢獻一份力量。無論您是通信工程領域的專業人士，還是對海洋探索充滿好奇的學者，本書都將為您提供寶貴的知識財富和深刻的啓示。

評分☆☆☆☆☆

這部關於OFDM水聲通信的書籍，從我一個初涉此領域的讀者的角度來看，無疑是一本內容詳實、體係結構清晰的專業著作。這本書的編排邏輯非常符閤我們工程實踐者的需求，它沒有那種晦澀難懂的理論堆砌，而是緊密圍繞“水聲”這一特定介質的復雜性展開。我特彆欣賞作者在講解信道建模時所下的功夫，他們將多徑效應、多普勒頻移等水下聲學環境的獨有挑戰，用非常直觀的數學工具和仿真結果進行瞭闡述。特彆是關於信道均衡部分，書中介紹的各種自適應均衡算法，從經典的迫定製算法到更適應時變信道的軟判決方法，都有深入淺齣的分析。對於我們這些需要設計實際通信係統的工程師來說，這些內容簡直是寶典，它不僅告訴我們“是什麼”，更關鍵的是解釋瞭“為什麼”以及“如何做纔能更好”。我感覺作者對水聲信道的深刻理解，使得整本書的理論深度和工程實用性達到瞭一個極佳的平衡點，讀起來既能滿足對基礎理論的探究欲，又能立即指導實際的係統設計工作，這是很多同類教材所欠缺的。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我最初拿起這本電子與通信領域的專著時，內心是有些忐hetic的，因為我對OFDM的理解主要集中在無綫電領域。然而，這本書成功地架起瞭陸地無綫通信理論與水聲環境應用之間的橋梁。書中對正交性的維持和載波間串擾（ICI）的處理，結閤水聲信道的長時延和高時變特性進行瞭細緻的剖析，這一點非常關鍵。我特彆留意瞭關於時頻同步策略的章節，那裏的內容詳略得當，不僅涵蓋瞭傳統的基於導頻的同步，還引入瞭基於盲估計的先進技術，這對於在某些難以部署導頻的場景下尤為重要。作者在論述過程中，多次引用瞭實際的水下實驗數據來佐證理論模型的有效性，這種“理論指導實驗，實驗反哺理論”的寫作手法，極大地增強瞭內容的可靠性和說服力。閱讀過程中，我仿佛置身於一個虛擬的聲學實驗室，親眼見證瞭各種參數調整如何影響最終的誤碼率性能，這種沉浸式的學習體驗是其他純理論書籍無法比擬的。

評分☆☆☆☆☆

從排版和閱讀舒適度來說，這本書也做得相當到位。雖然主題技術性極強，但圖錶的質量非常高，關鍵的數學推導步驟清晰，符號定義前後一緻，這大大減少瞭我在閱讀中因跳躍性思考而産生的認知負擔。特彆是，每當引入一個新的復雜概念時，作者總會配上一張結構清晰的流程圖，將抽象的信號處理步驟可視化。這種對讀者體驗的細緻關懷，使得我這種非全職研究人員也能較快地跟上進度。此外，書後附帶的參考資料列錶也十分豐富和權威，為我後續的深入研究指明瞭方嚮，這些引用文獻的選擇體現瞭作者對該領域曆史脈絡和最新進展的全麵掌握。我個人認為，一本好的教材，不僅要教給讀者知識，更要培養他們自主學習和查找資料的能力，這本書在這方麵做得非常齣色，它更像一個高質量的學術嚮導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值在於它沒有止步於對標準OFDM技術的復述，而是著眼於解決水聲通信的“痛點”。例如，在處理高多普勒擴展問題時，作者並沒有簡單地套用現有的多普勒補償方案，而是提齣瞭一套結閤瞭OFDM時域擴展和頻域稀疏采樣的混閤策略，這展現瞭作者的前沿研究視野。更讓我驚喜的是，書中專門闢齣瞭一章來討論低復雜度實現的問題。在水聲設備通常受限於計算能力和功耗的背景下，如何用有限的資源跑齣高效的OFDM係統，這是一個繞不開的工程難題。書中對定點運算的考量、快速傅裏葉變換（FFT）的優化實現路徑，都體現瞭作者深厚的係統級設計經驗，這部分內容對於正在進行硬件平颱選型的研發人員來說，具有無可替代的指導價值。我感覺這本書不僅是知識的傳授者，更是一位資深工程師的“實戰經驗分享錄”。

評分☆☆☆☆☆

我與幾位從事水下機器人和潛航器通信的同事交流過，大傢普遍認為，這本書提供瞭一個紮實的理論基石和一套可操作的優化框架。它超越瞭簡單的教程範疇，真正觸及瞭水聲信道特性的本質——即其隨機性、時變性和非平穩性。書中對編碼和調製方案的選擇與信道條件掛鈎的討論尤為精闢，例如，在信噪比波動劇烈的環境中，如何權衡Turbo碼、LDPC碼與傳統捲積碼的優劣，以及如何動態調整調製階數（MQAM到MPSK的切換策略）。這種麵嚮實際應用場景的綜閤性分析，是這本書區彆於其他側重單一理論點的書籍的關鍵所在。總而言之，它不僅是學習OFDM水聲通信的入門必備，更是工程師案頭常備的、隨時可以查閱和迴顧的權威參考手冊。