| 商品名稱: OFDM水聲通信 | 齣版社: 電子工業齣版社 | 齣版時間:2018-06-01 |
| 作者:周勝利 | 譯者:鬍曉毅 | 開本: 16開 |
| 定價: 79.00 | 頁數: | 印次: 1 |
| ISBN號:9787121337048 | 商品類型:圖書 | 版次: 1 |
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高年級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 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 FSK 12 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OFDM 17 2.1.1 發射信號 17 2.1.2 接收機處理 19 2.2 循環前綴的OFDM 20 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-OFDM 21 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-OFDM 27 2.7 文獻注記 29 第3章 多進製LDPC編碼的OFDM 30 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OFDM 32 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 載波峰值抑製 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-OFDM 68 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普勒擴展估計 74 6.2 CP-OFDM的檢測、同步和多普勒擴展的估計 76 6.2.1 具有自重復的CP-OFDM前導碼 76 6.2.2 基於自相關的檢測、同步和多普勒擴展估計 77 6.2.3 實現 78 6.3 一個ZP-OFDM塊的同步和多普勒擴展估計 79 6.3.1 基於空子載波的盲估計 80 6.3.2 導頻輔助的估計 80 6.3.3 基於判決輔助的估計 80 6.4 多普勒擴展估計的仿真結果 81 6.4.1 CP-OFDM的RMSE性能 81 6.4.2 ZP-OFDM的RMSE性能 82 6.4.3 CP-OFDM和ZP-OFDM的盲估計方法的比較 83 6.5 實用係統的設計實例 84 6.6 殘餘多普勒頻移估計 85 6.6.1 重采樣後的係統模型 85 6.6.2 殘餘多普勒頻移補償的影響 86 6.6.3 兩種殘餘多普勒頻移估計方法 88 6.6.4 仿真結果 88 6.7 文獻注記 90 第7章 信道和噪聲方差估計 91 7.1 ICI-忽略的信道估計問題描述 91 7.1.1 輸入/輸齣關係 91 7.1.2 基於字典的描述 92 7.2 ICI-忽略的稀疏信道感知 93 7.2.1 字典分辨率與信道稀疏性 94 7.2.2 稀疏因子 95 7.2.3 導頻數目與路徑數目 95 7.3 ICI-感知的稀疏信道感知 96 7.3.1 問題描述 96 7.3.2 ICI-感知的信道感知 97 7.3.3 導頻子載波的分布 98 7.3.4 數據符號的影響 98 7.4 稀疏恢復算法 99 7.4.1 匹配追蹤 99 7.4.2 ?1範數*小化 99 7.4.3 通過FFT實現矩陣矢量乘法 101 7.4.4 計算復雜度 102 7.5 擴展到多輸入信道 102 7.5.1 ICI-忽略的稀疏信道感知 102 7.5.2 ICI-感知的稀疏信道感知 103 7.6 噪聲方差估計 104 7.7 噪聲預白化 105 7.7.1 噪聲譜估計 105 7.7.2 頻域白化 106 7.8 文獻注記 106 第8章 數據檢測 107 8.1 ICI-忽略的OFDM係統的逐符號檢測 108 8.1.1 單輸入單輸齣信道 108 8.1.2 單輸入多輸齣信道 109 8.2 ICI-感知的OFDM係統中的塊數據檢測 110 8.2.1 MAP均衡 111 8.2.2 具有先驗信息的綫性MMSE均衡器 111 8.2.3 擴展到單輸入多輸齣信道 113 8.3 帶狀ICI的OFDM係統的數據檢測 114 8.3.1 BCJR算法及Log-MAP算法實現 114 8.3.2 因子圖算法和高斯消息傳遞 116 8.3.3 相關高斯消息的計算 117 8.3.4 擴展到SIMO信道 118 8.4 MIMO-OFDM的數據檢測 118 8.4.1 ICI-忽略的MIMO-OFDM 118 8.4.2 完全ICI的均衡 119 8.4.3 帶狀ICI均衡 119 8.5 MIMO-OFDM數據檢測中的MCMC檢測法 120 8.5.1 ICI-忽略的MIMO檢測的MCMC檢測法 121 8.5.2 帶狀ICI的 MIMO檢測的MCMC檢測法 121 8.6 文獻注記 122 第9章 逐塊處理的OFDM接收機 123 9.1 非迭代ICI-忽略的接收機 124 9.1.1 非迭代ICI-忽略的接收機結構 124 9.1.2 仿真結果:ICI-忽略的接收機 124 9.1.3 實驗結果:ICI-忽略的接收機 124 9.2 非迭代ICI-感知的接收機 127 9.2.1 非迭代ICI-感知的接收機結構 127 9.2.2 仿真結果:ICI-感知的接收機 127 9.2.3 實驗結果:ICI-感知的接收機 128 9.3 迭代接收機處理 129 9.3.1 迭代的ICI-忽略的接收機 129 9.3.2 迭代的ICI-感知的接收機 129 9.4 ICI-漸進的接收機 130 9.5 仿真結果:ICI-漸進的接收機 131 9.6 實驗結果:ICI-漸進的接收機 134 9.6.1 BLER性能 134 9.6.2 環境影響 135 9.6.3 漸進的接收機與迭代的ICI-感知的接收機對比 136 9.7 討論 136 9.8 文獻注記 137 第10章 分簇的信道自適應OFDM接收機 138 10.1 信道時變特性的說明 138 10.2 基於簇的塊間信道變化的建模 139 10.3 基於簇自適應的塊間接收機 140 10.3.1 簇偏移的估計和補償 141 10.3.2 基於簇自適應的稀疏信道估計 143 10.3.3 信道再估計和簇的變化更新 145 10.4 實驗結果:MACE10 146 10.4.1 總體的重采樣後的BLER性能 146 10.4.2 **重采樣後的BLER性能 148 10.5 實驗結果:SPACE08 149 10.6 討論 151 10.7 文獻注記 151 第11章 深海水平信道的OFDM通信 152 11.1 深海水平通信的係統模型 153 11.1.1 發射信號 153 11.1.2 成簇多徑信道的建模 153 11.1.3 接收信號 154 11.2 基於判決反饋的接收機設計 155 11.3 基於因子圖的聯閤IBI/ICI均衡 156 11.3.1 概率問題的提齣 156 11.3.2 基於因子圖的均衡 157 11.4 迭代的塊間接收機處理 158 11.5 仿真結果 160 11.6 AUTEC環境下的實驗結果 162 11.7 擴展到水下廣播網絡 164 11.7.1 水下廣播網絡 164 11.7.2 半仿真實驗結果:MACE10 165 11.8 文獻注記 167 第12章 參數化的外部乾擾抵消的OFDM接收機 168 12.1 乾擾的參數化 168 12.2 乾擾抵消的迭代OFDM接收機 169 12.2.1 初始化 171 12.2.2 乾擾檢測與估計 171 12.2.3 信道估計、
我一直對無綫通信技術有著濃厚的興趣,尤其是那些在復雜環境下工作的通信方式。OFDM水聲通信-經典譯叢 這本書,如同一本藏寶圖,為我揭示瞭一個充滿挑戰又充滿機遇的領域。它不僅僅是關於OFDM的理論堆砌,更重要的是它將OFDM的理論巧妙地應用於解決水聲通信特有的難題。我特彆喜歡書中對各種乾擾的分析,比如水聲信道的時變性、非綫性以及低帶寬等限製,這些都是在陸地無綫通信中很少遇到的。作者通過大量的圖錶和仿真結果,直觀地展示瞭這些乾擾對OFDM信號的影響,並詳細介紹瞭各種應對策略。其中,關於自適應均衡算法的部分,讓我大開眼界。書中不僅講解瞭算法的原理,還提供瞭具體的實現思路,這對於我這個喜歡動手實踐的讀者來說,無疑是巨大的福音。我已經開始嘗試將書中介紹的一些算法應用到自己的小項目中,雖然目前還在摸索階段,但已經能感受到它帶來的顯著改善。這本書就像是一位嚴謹的導師,它不會直接給你答案,而是引導你獨立思考,找到解決問題的最優方法。
評分這本書的封麵設計相當樸實,沒有華麗的插圖,隻有書名和作者的名字,這讓我一開始對內容沒有太多期待。然而,當我翻開它,被它深入淺齣的講解所吸引。它並非那種枯燥的技術手冊,而是更像一位經驗豐富的老師,循序漸進地引導我理解OFDM在水聲通信領域的核心概念。從最基本的OFDM原理,到其在水聲環境下的特殊挑戰,再到各種優化算法和實際應用案例,這本書都做瞭詳盡的闡述。我尤其欣賞其中對信號處理的數學推導,雖然有些部分需要反復琢磨,但作者的邏輯清晰,注釋詳細,使得理解的過程不至於太過艱澀。特彆是關於多徑效應和多普勒效應如何影響OFDM信號,以及如何通過均衡技術來緩解這些問題,書中給齣瞭多種解決方案,並對比瞭它們的優劣,這對我解決實際工作中的難題提供瞭寶貴的參考。雖然我還沒有完全讀完,但已經能感受到這本書的紮實功底和作者深厚的學術造詣。它為我打開瞭一扇瞭解水聲通信領域前沿技術的大門,讓我對這個曾經模糊的概念有瞭清晰的認識。
評分坦白說,一開始我拿到這本書,以為它會是那種堆砌公式、術語晦澀難懂的“硬核”技術書籍。我做好瞭啃硬骨頭的準備,甚至擔心自己會因為理解難度而放棄。然而,齣乎意料的是,這本書的敘事方式相當引人入勝。它並非一上來就拋齣復雜的數學模型,而是從水聲通信的基本原理講起,逐步深入到OFDM的核心。作者的語言風格非常平實,即使是對於一些復雜的概念,也能用生動形象的比喻來解釋,讓我能夠輕鬆地進入狀況。我印象最深刻的是書中關於OFDM在水聲信道中的符號間乾擾(ISI)和載波間乾擾(ICI)的討論。作者通過對比不同均衡算法的性能,清晰地展示瞭OFDM的優勢以及在水聲環境下可能遇到的挑戰。而且,書中還引入瞭許多實際的案例研究,這些案例讓抽象的理論變得更加具體,也讓我看到瞭OFDM技術在實際應用中的巨大潛力。我尤其喜歡書中對於未來發展趨勢的探討,它讓我對這個領域有瞭更廣闊的視野,也激發瞭我進一步探索的欲望。
評分我是一名在水聲通信領域工作的工程師,一直以來都在尋找一本能夠係統性梳理OFDM技術的書籍。直到我接觸到OFDM水聲通信-經典譯叢,我纔真正覺得找到瞭“對的書”。這本書的係統性非常強,從OFDM的基本原理到在水聲通信中的具體實現,再到各種性能優化和未來發展方嚮,都有著詳盡的介紹。我最看重的是它對實際應用問題的關注。書中不僅講解瞭OFDM的理論,更重要的是它探討瞭如何在復雜的水聲環境下有效部署OFDM係統。例如,關於信道估計和均衡的章節,提供瞭多種實用的算法和實現技巧,這對於我解決實際工程中的問題非常有幫助。我之前在處理水聲通信中的多徑效應時,總是感到力不從心,而這本書提供的解決方案,讓我茅塞頓開。此外,書中對不同調製方案和編碼技術的對比分析,也讓我能夠根據具體需求選擇最閤適的方案。這本書不僅是一本技術手冊,更是一位經驗豐富的顧問,它幫助我理清瞭思路,提升瞭解決問題的能力。
評分這本書的價值,遠超我最初的預期。我之所以購買這本書,是因為聽聞其在OFDM水聲通信領域是不可多得的經典之作,抱著學習和參考的目的。閱讀過程中,我發現它不僅內容詳實,而且邏輯嚴謹,條理清晰。從OFDM的基本原理,到其在水聲通信中的具體應用,再到各種優化和改進的策略,層層遞進,如同抽絲剝繭一般,將復雜的技術問題一一剖析。我特彆喜歡書中關於OFDM係統設計原則的講解,它不僅僅停留在理論層麵,而是結閤瞭實際的水聲通信場景,提齣瞭許多具有指導意義的設計思路。例如,書中對於如何根據信道特性選擇閤適的FFT點數、循環前綴長度以及子載波間隔等問題,都給齣瞭詳細的論證和建議,這對於我優化現有OFDM水聲通信係統起到瞭至關重要的作用。此外,書中對各種乾擾的抑製和糾錯碼的應用也有深入的探討,這些內容都極大地拓寬瞭我的技術視野,也讓我對OFDM在水聲通信中的應用有瞭更深層次的理解。
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