國防特色規劃教材·信息與通信技術：水聲通信理論與應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張歆，張小薊 著

圖書標籤:

• 水聲通信
• 信息與通信技術
• 國防科技
• 教材
• 通信理論
• 信號處理
• 水下聲學
• 軍事通信
• 電子工程
• 雷達

齣版社： 西北工業大學齣版社

ISBN：9787561235058

版次：1

商品編碼：11200826

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-11-01

用紙：膠版紙

頁數：358

正文語種：中文

編輯推薦

　　《國防特色規劃教材·信息與通信技術：水聲通信理論與應用》為“十一五”國防特色規劃教材，內容豐富，概念清晰，理論分析嚴謹，邏輯性強，由淺入深，注重一般通信理論與水聲通信的結閤。為瞭幫助讀者掌握基本理論與分析方法，每章都列舉瞭一定數量的例題。筆者在水聲信道和通信技術方麵的部分研究成果也以例題的形成給齣，為瞭方便讀者深入研究，每章還附有相關的參考文獻。

內容簡介

　　《國防特色規劃教材·信息與通信技術：水聲通信理論與應用》係統、深入地闡述瞭水聲通信係統的基本概念、基本原理和基本分析方法。在重點論述水聲通信技術基本理論的基礎上，力求充分反映當前國內外水聲通信技術的最新發展成果。
　　全書共10章。內容包括緒論、水聲信道的傳播特性與聲場模型、時變多徑水聲信道的分析與仿真、水聲通信係統中的調製技術、多徑水聲信道中的自適應均衡技術、水聲信道中的多普勒頻移估計與補償、水聲衰落信道中的分集技術、擴頻水聲通信技術、正交頻分復用技術、水聲網絡技術等。
　　本書內容豐富，概念清晰，理論分析嚴謹，由淺入深，注重理論聯係實際。每章還列舉瞭一定數量的例題，並附有思考題和練習題，便於讀者深入學習和研究。
　　《國防特色規劃教材·信息與通信技術：水聲通信理論與應用》可以作為水聲通信專業高年級本科生和研究生的教科書，也可以作為從事水聲通信研究的工程技術人員的參考書。

目錄

第1章 緒論
1.1 水聲通信係統的組成和主要性能指標
1.2 水聲通信係統的特點
1.3 水聲通信係統的分類
1.4 水聲通信係統的研究與發展
1.5 本書的概貌
思考與練習題
參考文獻

第2章 水聲信道的傳播特性與聲場模型
2.1 水聲信道的傳播特性及對水聲通信的影響
2.2 水聲信道中的環境噪聲
2.3 聲場模型
2.4 常用聲場分析模型與方法
2.5 通信信道的一般模型
2.6 加性噪聲的數學模型
2.7 信道容量的概念
思考與練習題
參考文獻

第3章 時變多徑水聲信道的分析與仿真
3.1 時變多徑水聲信道的錶示
3.2 信道衝激響應的時變模型
3.3 信道的擴展與相關性
3.4 水聲信道衝激響應及其統計特性的測量與分析
3.5 時變多徑信道中的信號傳輸
3.6 時變多徑信道的仿真方法
3.7 時變多徑水聲信道的仿真與通信係統性能分析
思考與練習題
參考文獻

第4章 水聲通信係統中的調製技術
4.1 通信信號與係統的錶徵
4.2 頻移鍵控調製
4.3 相移鍵控調製
4.4 加性高斯白噪聲信道中的最佳接收機
4.5 水聲通信係統中的數字調製技術
思考與練習題
參考文獻

第5章 多徑水聲信道中的自適應均衡技術
5.1 帶限時變多徑信道中的碼間乾擾
5.2 有ISI的AwGN信道的最佳接收機
5.3 綫性均衡器
5.4 判決反饋均衡器
5.5 分數間隔均衡器
5.6 格型濾波器
5.7 自適應均衡算法
5.8 聯閤同步與自適應均衡技術
5.9 多信道均衡
5.10 盲均衡
5.11 其他抗多徑技術
思考與練習題
參考文獻

第6章 水聲信道中的多普勒頻移估計與補償
6.1 基於信號模糊函數的多普勒頻移估計
6.2 基於數據分組長度的多普勒頻移估計
6.3 多普勒補償的方法
思考與練習題
參考文獻

第7章 水聲衰落信道中的分集技術
7.1 分集與閤並技術的基本概念
7.2 水聲信道中的分集技術
7.3 多徑分離技術與Rake接收
7.4 MIMO係統與發射分集
7.5 空時編碼
思考與練習題
參考文獻

第8章 擴頻水聲通信技術
8.1 擴頻通信係統的模型
8.2 直接序列擴頻
8.3 跳頻擴頻
8.4 僞隨機編碼
8.5 擴頻係統的同步
8.6 擴頻技術在水聲通信係統中的應用
思考與練習題
參考文獻

第9章 正交頻分復用技術
9.1 OFDM技術概述
9.2 OFDM的基本原理
9.3 OFDM信號的差分檢測與相乾檢測
9.4 信道估計
9.5 OFDM係統的同步技術
9.6 OFDM中的峰均功率比問題
9.7 OFDM在水聲通信係統中的應用
思考與練習題
參考文獻

第10章 水聲網絡技術
10.1 水聲網絡的概念
10.2 水聲網絡的拓撲結構
10.3 水聲網絡的網絡協議體係結構
10.4 水聲信道對水聲網絡技術的影響
10.5 水下網絡的應用——Seaweb介紹
思考與練習題
參考文獻

《信息與通信技術：水聲通信理論與應用》是一本深入探討水聲通信領域前沿理論與實際應用的專業著作。本書緊密圍繞國防特色規劃教材的定位，緻力於為讀者構建一套係統、紮實的水聲通信知識體係，並強調其在國傢安全與戰略發展中的重要作用。 第一部分：水聲通信的基本原理與挑戰 本書的開篇，將讀者引入神秘而廣闊的水下世界。首先，詳細闡述瞭聲波在水介質中的傳播特性，包括聲速、衰減、摺射、反射、衍射等關鍵物理現象。這些基礎概念的深入理解，是掌握後續所有水聲通信技術的前提。作者會細緻分析不同水文條件（如溫度、鹽度、壓力梯度）對聲波傳播路徑的影響，以及淺海、深海等典型環境下的傳播特點。 隨後，本書將重點剖析水聲通信麵臨的獨特挑戰。與空中無綫通信相比，水聲通信在帶寬、傳輸速率、時延、可靠性等方麵存在顯著劣勢。這些挑戰主要源於： 傳播介質的復雜性： 水介質的非均勻性和動態變化，導緻聲波路徑多變，信號易受乾擾和衰落。 高衰減特性： 聲波在水中的衰減比電磁波在空氣中要大得多，限製瞭通信距離。 低帶寬限製： 聲波的頻率受限於人耳的聽覺範圍，也受限於換能器（傳感器）的物理特性，導緻可用的頻譜資源非常有限，直接影響通信速率。 多途傳播與乾擾： 海底地形、障礙物以及海麵反射都會引起多途傳播，導緻信號失真和符號間乾擾（ISI）。來自海洋生物、船舶、海洋工程設備等産生的噪聲，也嚴重影響通信的信噪比。 高時延： 聲速在水中的傳播速度遠低於電磁波，導緻通信時延顯著，這對實時性要求高的應用場景構成瞭挑戰。 第二部分：水聲信道模型與建模 為瞭有效地設計和優化水聲通信係統，精確的水聲信道模型至關重要。本書將係統介紹各種經典和先進的水聲信道模型，並分析其適用場景。 經典模型： 詳細介紹基於物理傳播理論的模型，如射綫理論模型、簡化的衰減模型，以及早期用於分析和仿真的經驗模型。 統計模型： 重點闡述用於描述水聲信道時變特性的統計模型，包括多途模型（如平坦衰落模型、瑞利衰落模型）、多普勒效應模型等。作者會分析不同模型如何刻畫水聲信道的衰落、多普勒擴展、相乾時間等重要參數。 基於數據驅動的模型： 隨著大數據和機器學習技術的發展，本書也會介紹如何利用實際測量數據構建更精確、更具適應性的水聲信道模型。 建模的挑戰與未來方嚮： 討論現有模型在復雜海洋環境下的局限性，並展望未來水聲信道建模的發展趨勢，例如考慮非綫性效應、更精細的海洋環境參數等。 第三部分：水聲通信的信號處理技術 信號處理是水聲通信的核心技術之一。本書將深入探討在惡劣水聲環境下實現可靠通信所需的各種信號處理算法。 調製解調技術： 介紹適用於水聲環境的調製方式，如頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）、正交頻分復用（OFDM）等，並分析它們在低信噪比、高時延、多途效應下的性能錶現。特彆會強調OFDM技術在水聲通信中的優勢，如抵抗多途效應的能力。 均衡技術： 詳細講解如何利用均衡器來抵消多途傳播引起的符號間乾擾（ISI）。內容將涵蓋傳統的綫性均衡器（如LMS、RLS）以及更先進的非綫性均衡器，並結閤水聲信道的特點分析其參數設置和性能優化。 信道估計與跟蹤： 闡述在時變的水聲信道中進行準確信道估計和實時跟蹤的重要性，介紹常用的導引序列（Pilot Symbols）設計方法以及基於最小二乘、最大似然等算法的信道估計技術。 糾錯編碼技術： 重點介紹在水聲通信中廣泛應用的糾錯碼，如捲積碼、裏德-所羅門碼（RS碼）以及Turbo碼、LDPC碼等現代高性能糾錯碼。分析這些編碼方案如何提高通信的魯棒性和可靠性，並針對水聲信道的特點進行碼字設計和譯碼算法優化。 自適應技術： 探討各種自適應算法在水聲通信中的應用，包括自適應均衡、自適應調製編碼（AMC）等，旨在根據信道條件的變化動態調整通信參數，實現最優性能。 噪聲抑製與乾擾剔除： 介紹基於譜減法、維納濾波等傳統方法的噪聲抑製技術，以及更先進的基於機器學習的噪聲和乾擾剔除方法，以提高信號的清晰度。 第四部分：水聲通信係統的設計與實現 在掌握瞭基本原理和信號處理技術之後，本書將進一步引導讀者進行實際的水聲通信係統的設計與實現。 換能器技術： 介紹水聲換能器的基本原理、類型、設計要求以及在通信係統中的作用。討論換能器的頻率響應、指嚮性、功率等參數對通信性能的影響。 硬件平颱與嵌入式係統： 探討水聲通信設備（如聲納、水下節點）的硬件組成，包括信號處理器、數據采集與迴放單元、通信接口等。重點關注嵌入式係統在水聲通信設備中的設計與實現，以及相關的軟件開發。 協議棧設計： 詳細介紹水聲通信網絡協議棧的設計。與傳統的IP協議棧相比，水聲網絡協議棧需要特彆考慮低帶寬、高時延、節點失效等特點。本書將深入分析MAC層（如TDMA、CDMA、Aloha變種）、網絡層（如路由算法、擁塞控製）以及應用層協議的設計。 水聲網絡拓撲與路由： 探討不同水聲網絡拓撲（如點對點、星型、網狀）的優缺點，以及適用於水聲環境的路由算法，如基於跳數、能量、時延等的多目標路由。 同步技術： 在低帶寬、高時延的環境下，實現係統間的精確同步是一個重大挑戰。本書將介紹各種同步技術，包括時鍾同步、載波同步、符號同步等，以及它們在水聲通信中的實現細節。 第五部分：水聲通信的應用領域與發展趨勢 本書的最後一大部分，將聚焦於水聲通信的實際應用，並展望未來的發展方嚮。 軍事應用： 重點闡述水聲通信在軍事領域的關鍵作用，包括水下偵察、預警、目標跟蹤、水下兵力協同、水雷探測與對抗、水下武器指揮與控製等。強調國防特色規劃教材在培養相關領域專業人纔方麵的重要性。 海洋科學研究： 介紹水聲通信在海洋觀測、環境監測、海底資源勘探、海洋生物研究等方麵的應用，例如構建海底觀測網絡、進行海洋聲學實驗、遙感海底地質等。 水下工程與資源開發： 探討水聲通信在水下機器人（AUV/ROV）導航與控製、海底油氣勘探、水下設施維護、海上風電場建設等領域的應用。 水下安全與搜救： 討論水聲通信在水下事故搜救、水下導航定位、水下邊界監控等方麵的作用。 未來發展趨勢： 展望水聲通信技術未來的發展方嚮，例如： 更高的數據速率： 隨著信號處理和編碼技術的進步，追求更高的通信速率以支持更復雜的數據傳輸。 更高的可靠性與魯棒性： 進一步提升係統在極端復雜海洋環境下的通信性能。 智能化與自適應性： 利用人工智能和機器學習技術，實現通信係統的智能化管理和自適應優化。 混閤通信： 探索水聲通信與其它通信方式（如光學通信、射頻通信）的融閤，以實現更廣泛、更高效的水下通信網絡。 低功耗與長壽命： 針對無人水下航行器（UUV）和長期布放的傳感器節點，開發低功耗的水聲通信技術。 安全性： 關注水聲通信信息的安全與隱私保護。 本書內容豐富，理論與實踐相結閤，力求為讀者提供一個全麵、深入的水聲通信知識框架。通過對本書的學習，讀者將能夠深刻理解水聲通信的原理、掌握關鍵技術，並能將其應用於實際工程問題中，為我國在海洋開發、國防建設等領域培養高素質的科技人纔貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書我斷斷續續看瞭幾個月，終於算是啃下來瞭。一開始是被“國防特色”這幾個字吸引，總覺得這種教材會更加務實、更加貼近實際需求，也確實如此。書中的內容，尤其是在介紹水聲通信的原理和技術發展曆程時，條理非常清晰，邏輯性很強。作者在講解基本概念時，總能聯係到一些現實中的場景或者潛在的應用，讓我這個初學者也能理解。比如，在講到信號傳播的衰減和多徑效應時，不僅僅是給齣瞭數學公式，還用形象的比喻說明瞭這些效應對通信質量的影響，以及如何在設計中加以剋服。而且，書中穿插瞭一些曆史案例，講述瞭水聲通信技術在國防領域的一些關鍵突破和應用，這讓我在學習理論知識的同時，也對這項技術有瞭更深的認識和敬畏。那些關於聲呐、水下傳感器網絡等部分的講解，雖然有些地方我還需要反復琢磨，但整體感覺非常紮實，就像在打地基一樣，把最核心的知識點牢牢地抓住瞭。特彆是關於調製解調、編碼糾錯的章節，理論推導嚴謹，同時又提供瞭很多工程實現的考量，這對於我這種想從理論走嚮實踐的人來說，簡直是如獲至寶。雖然我並不是這方麵的專業人士，但閱讀這本書的過程，讓我對信息與通信技術在水下領域的應用有瞭前所未有的清晰認識。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對信息技術和海洋探索都充滿興趣的愛好者，我一直對水下通信技術感到好奇。機緣巧閤下，我讀到瞭這本《信息與通信技術：水聲通信理論與應用》，這本書可以說是完全打開瞭我對水聲通信認知的大門。它不像我之前看過的那些泛泛而談的文章，而是以一種係統、深入的方式，將復雜的水聲通信原理一層層地剖析開來。一開始，我被書中對水聲信道特性的細緻描述所吸引，作者生動地解釋瞭聲音在水中的傳播方式與在空氣中截然不同，以及由此帶來的各種挑戰，比如巨大的傳輸損耗、多徑效應、多普勒效應等等，這些都是我之前從未深入瞭解過的。接著，書中詳細介紹瞭各種用於剋服這些挑戰的水聲通信技術，從基本的調製解調技術，到更高級的信道編碼、均衡技術，再到智能化的信號處理方法，都進行瞭清晰的闡述。我尤其對書中關於自適應均衡算法和分布式水聲通信網絡的研究部分印象深刻，這讓我看到瞭水聲通信在未來物聯網、海洋監測等領域的巨大潛力。雖然其中有些數學公式和算法對我來說有一定的閱讀門檻，但作者的講解方式以及豐富的圖錶，極大地幫助我理解瞭核心思想。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在某研究所從事相關領域研究的技術人員，最近在尋找一本能夠係統梳理水聲通信理論並提供應用思路的參考書。在閱讀瞭這本書後，我認為它在理論體係的構建和實際應用場景的關聯上，做得相當齣色。書中對於水聲通信係統的組成、工作原理的闡述，條理清晰，邏輯嚴謹，能夠幫助讀者快速建立起對整個技術體係的認知框架。尤其是在對當前主流水聲通信調製解調方案的對比分析部分，作者不僅列舉瞭各自的性能指標，還深入探討瞭其在不同應用環境下的適用性，這對於指導實際項目的設計和優化非常有價值。我個人對書中關於水聲通信中的自適應均衡和分布式組網技術的部分非常感興趣，這些內容直擊水聲通信麵臨的關鍵技術瓶頸，並且提供瞭前沿的研究思路和解決方案。此外，書中對一些典型應用案例的介紹，例如水下測繪、水下目標探測、水下機器人通信等，都緊密結閤瞭實際工程需求，能夠幫助我們更好地理解理論是如何轉化為實際工程能力的。這本書的“國防特色”並非簡單的口號，而是體現在其內容的側重點和對工程實用性的強調上。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在校的通信工程專業學生，最近因為課程需要，開始接觸水聲通信這個方嚮，手裏恰好有這本《信息與通信技術：水聲通信理論與應用》。坦白說，拿到書的時候，我對“國防特色”這幾個字略帶一絲疑慮，擔心內容會過於晦澀或者脫離我們普通院校的教學體係。然而，實際閱讀下來，我的看法有瞭極大的轉變。這本書的講解深度和廣度都恰到好處，既有紮實的理論基礎，又不乏前沿技術的探討。在講解水聲信道的特性時，作者非常細緻地分析瞭環境因素對信號傳播的影響，比如溫度、鹽度、壓力、海況等等，這些對於理解水聲通信的挑戰至關重要。而且，書中對於不同類型的水聲通信調製方式的對比分析，讓我對各自的優缺點有瞭更直觀的認識。特彆是關於低速率、高可靠性通信和高速率、低可靠性通信的設計思路，以及在不同場景下的權衡，都給齣瞭非常具有參考價值的指導。我最欣賞的一點是，書中並沒有止步於理論，而是大量引用瞭實際工程案例和研究成果，這使得原本抽象的理論變得生動具體。通過閱讀這些案例，我能更好地理解理論知識是如何被應用到解決實際工程問題中的，這對於我未來的學習和職業發展非常有啓發。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的像一本“水下通信的百科全書”，讓我這個完全的外行也看得津津有味。我一開始隻是好奇水下是怎麼通信的，為什麼不能用和陸地上一樣的無綫電，讀瞭這本書我纔明白其中的奧妙。書裏講到聲音在水裏傳播和在空氣裏完全不一樣，能量損失特彆大，還會有各種迴聲乾擾，所以需要用一套完全不同的方法來傳遞信息。作者把這些復雜的概念都講得非常通俗易懂，就像在給我講故事一樣。比如，講到信號怎麼變強變弱，怎麼被反射迴來，都有很形象的圖畫和例子。然後，書裏又講瞭各種各樣厲害的“魔法”——各種各樣的信號編碼、加密技術，還有讓信號變清晰的“耳朵”和“嘴巴”，這些都是為瞭讓水下的信息能夠準確無誤地傳遞。我特彆喜歡看關於“水聲通信網絡”的那一部分，想象著無數個水下設備通過聲音互相交流，感覺就像進入瞭一個奇妙的水下世界。雖然有些地方的公式看起來有點嚇人，但我能理解作者想要錶達的意思，就是這些復雜的數學工具是為瞭讓水下通信變得更聰明、更強大。總的來說，這本書讓我對這個神秘的水下通信領域有瞭全新的認識，感覺自己也變得更博學瞭。

評分☆☆☆☆☆

思考與練習題

評分☆☆☆☆☆

10.1 水聲網絡的概念

評分☆☆☆☆☆

《水聲通信理論與應用(信息與通信技術國防特色規劃教材)》可以作為水聲通信專業高年級本科生和研究生的教科書，也可以作為從事水聲通信研究的工程技術人員的參考書。

評分☆☆☆☆☆

參考文獻

評分☆☆☆☆☆

參考文獻

評分☆☆☆☆☆

2.1 水聲信道的傳播特性及對水聲通信的影響

評分☆☆☆☆☆

5.4 判決反饋均衡器

評分☆☆☆☆☆

第3章 時變多徑水聲信道的分析與仿真

評分☆☆☆☆☆

思考與練習題