OFDM水聲通信(信息與通信技術)/經典譯叢 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鬍曉毅任歡... 編

圖書標籤:

• OFDM
• 水聲通信
• 信息與通信技術
• 經典譯叢
• 通信工程
• 信號處理
• 水下聲學
• 調製解調
• 無綫通信
• 海洋工程

店鋪： 博庫網旗艦店

齣版社： 電子工業

ISBN：9787121337048

商品編碼：29491979089

開本：16

齣版時間：2018-06-01

基本信息

• 商品名稱：OFDM水聲通信(信息與通信技術)/經典譯叢
• 作者：周勝利//王昭輝|譯者:鬍曉毅//任歡
• 定價：79
• 齣版社：電子工業
• ISBN號：9787121337048

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2018-06-01
• 印刷時間：2018-06-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：16開
• 包裝：平裝
• 頁數：296
• 字數：512韆字

內容提要

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 研究背景
1.1.1 水聲的早期探索
1.1.2 水聲通信媒介
1.1.3 水下係統和網絡
1.2 水聲(UWA)信道的特點
1.2.1 聲速
1.2.2 傳播損失
1.2.3 時變多徑
1.2.4 聲傳播模型
1.2.5 環境噪聲和外部乾擾
1.3 通帶信道的輸入和輸齣關係
1.3.1 各徑自有多普勒擴展的綫性時變信道
1.3.2 具有共同多普勒擴展的綫性時變信道
1.3.3 綫性時不變信道
1.3.4 幅度和時延變化的綫性時變信道
1.3.5 依頻率衰減的綫性時變信道
1.4 水聲通信中的調製技術
1.4.1 跳頻FSK
1.4.2 直接序列擴展頻譜
1.4.3 單載波調製
1.4.4 掃頻(S2C)載波調製
1.4.5 多載波調製
1.4.6 多輸入多輸齣技術
1.4.7 水聲通信的近期發展
1.5 本書的組織結構
第2章 OFDM基本知識
2.1 零後綴的OFDM
2.1.1 發射信號
2.1.2 接收機處理
2.2 循環前綴的OFDM
2.2.1 發射信號
2.2.2 接收機處理
2.3 OFDM相關的問題
2.3.1 ZP-OFDM與CP-OFDM
2.3.2 峰值平均功率比
2.3.3 功率譜和帶寬
2.3.4 子載波分配
2.3.5 總的數據速率
2.3.6 設計指南
2.4 離散傅裏葉變換的實現
2.5 OFDM的挑戰和補救方法
2.5.1 分集閤並和信道編碼的益處
2.6 MIMO-OFDM
2.7 文獻注記
第3章 多進製LDPC編碼的OFDM
3.1 OFDM的信道編碼
3.1.1 信道編碼
3.1.2 編碼調製
3.1.3 編碼的OFDM

海底的脈搏：探索水聲通信的奧秘與前沿 在廣袤而神秘的海洋深處，隱藏著人類尚未完全揭示的無數奧秘。當人類的目光從陸地轉嚮這片藍色疆域時，一種全新的通信方式應運而生——水聲通信。它如同海底的脈搏，傳遞著信息，連接著深海的探索者與未來的應用。本書旨在深入淺齣地剖析水聲通信的理論基礎、關鍵技術、麵臨挑戰以及廣闊的應用前景，為讀者構建一個係統而全麵的認知框架。 第一章：水聲通信的基石——聲波在水介質中的傳播特性 水聲通信的核心在於利用聲波在水中的傳播特性進行信息傳遞。與空氣中的電磁波傳播不同，聲波是一種機械波，它需要介質的振動來傳播。水，作為一種密度相對較高的介質，為聲波的傳播提供瞭獨特的條件。本章將首先闡述聲波在水中的基本傳播規律，包括聲速的定義及其影響因素。水溫、鹽度和壓力的變化都會顯著影響水中聲速，這構成瞭水聲通信中一個至關重要的考量因素。我們將深入探討這些參數如何影響聲波的摺射、反射和衍射，以及由此産生的多徑效應。 其次，本章將分析聲波在水中的衰減機製。聲波在傳播過程中會由於吸收和散射而損失能量，這種衰減與頻率、距離、水體狀態等多種因素相關。高頻聲波衰減更快，這限製瞭其有效通信距離；而低頻聲波衰減較慢，但帶寬有限，可承載的信息量相對較少。理解衰減特性對於設計高效的水聲通信係統至關重要，它決定瞭信號的傳輸功率、調製方式以及所需的接收靈敏度。 此外，我們將探討水聲信道的非平穩性。海洋環境並非一成不變，海浪、洋流、海底地形、生物活動等都會引起聲信道的時變特性。這意味著信道參數（如衰減、時延、多普勒效應）會隨時間而改變，給信號的解調帶來挑戰。本章將重點分析這些非平穩性對水聲通信的影響，並為後續章節介紹的魯棒性技術奠定基礎。 第二章：水聲通信係統的組成與工作原理 一個完整的水聲通信係統通常包含發射端、接收端以及兩者之間的通信信道。本章將詳細解析這些組成部分的職能和協同工作模式。 2.1 發射端：孕育信息的聲波信號 發射端的首要任務是將待傳輸的數字信息轉化為可用於水下傳播的聲波信號。這通常涉及一係列信號處理過程。首先是信息編碼，將原始數據轉換為適閤傳輸的格式。接著是調製，將編碼後的數字信號疊加到載波聲波上。本章將重點介紹幾種常用的水聲通信調製技術，例如： 頻移鍵控 (FSK)：利用載波頻率的變化來錶示數字信號的“0”和“1”。 相移鍵控 (PSK)：利用載波相位變化來編碼信息。 幅移鍵控 (ASK)：利用載波幅度變化來錶示信息。 正交頻分復用 (OFDM)：將數據分成多個子載波並行傳輸，提高頻譜利用率並對抗多徑效應。這一技術是現代水聲通信中的關鍵，我們將對其原理和優勢進行深入剖析。 此外，發射端還需要配備換能器，將電信號轉換為聲波信號，並將聲波信號以閤適的功率嚮水中發射。換能器的類型、指嚮性和發射功率的選擇對通信效果有著直接影響。 2.2 接收端：捕捉與解讀海底的迴響 接收端的工作與發射端相呼應，其核心是捕捉並還原傳輸的聲波信號。這同樣需要一係列復雜的信號處理環節。首先是換能器，將接收到的聲波信號轉換為電信號。隨後，信號放大和濾波，以增強有用信號並抑製噪聲。 關鍵在於解調過程，根據所采用的調製方式，接收端需要準確地提取齣疊加在載波上的數字信息。這涉及到對接收到的信號進行同步、識彆載波參數（頻率、相位、幅度）等操作。 麵對水聲信道的復雜性，接收端還需要實施一係列的信道均衡技術，以補償由於多徑效應、衰減和多普勒效應造成的信號失真。例如，判決反饋均衡器 (DFE) 和最小均方誤差 (MMSE) 均衡器等。 最後，將解調齣的數字信息進行譯碼，還原成原始數據。 2.3 通信信道：變幻莫測的水下環境 水聲通信信道是連接發射端和接收端的橋梁，但它也是最具挑戰性的部分。本章將聚焦於水聲信道的典型特性： 帶寬受限：相比於空氣中的無綫電通信，水聲信道的可用帶寬通常非常有限，製約瞭通信速率。 高衰減：聲波在水中的衰減比電磁波在大氣中顯著，尤其在高頻段。 多徑傳播：由於海底、海麵、島嶼的反射，信號會以不同路徑到達接收端，形成多個副本，造成信號失真和碼間乾擾 (ISI)。 信道時變性：海洋環境的動態變化導緻信道特性不斷改變，引入多普勒頻移。 低噪聲：海洋環境中存在各種噪聲源，如船舶、海洋生物、氣象活動等，影響信號的信噪比 (SNR)。 理解這些信道特性是設計有效水聲通信係統的齣發點。 第三章：關鍵技術與挑戰 在本章中，我們將深入探討實現高效、可靠水聲通信所依賴的關鍵技術，並分析其中存在的重大挑戰。 3.1 信號調製與編碼：信息承載的藝術 除瞭在第二章中提到的基本調製技術，本章將進一步拓展，探討更先進的調製方案，例如： 高階調製：如16-QAM, 64-QAM 等，在保持一定魯棒性的前提下，提高頻譜效率。 擴頻通信：通過將信號 spread 到更寬的頻帶，提高抗乾擾能力和隱蔽性。 在編碼方麵，糾錯編碼是保證數據可靠傳輸的關鍵。我們將介紹： 捲積碼 (Convolutional Codes)：一種常見的糾錯碼，通過引入冗餘來檢測和糾正錯誤。 捲積編碼與Viterbi譯碼：Viterbi算法是高效解碼捲積碼的經典算法。 Turbo碼與LDPC碼：更先進的編碼技術，能夠逼近香農限，提供更高的編碼增益。 交織技術：通過打亂碼元順序，將突發錯誤轉化為隨機錯誤，提高糾錯碼的性能。 3.2 多徑效應與信道均衡：撥開迷霧，重塑信號 多徑效應是水聲通信中最棘手的問題之一。本章將深入分析多徑效應的成因及其對信號的影響，並重點介紹各種信道均衡技術： 時域均衡器：如自適應均衡器，通過不斷調整濾波器係數來補償信道失真。 頻域均衡器：利用FFT/IFFT操作，在頻域進行補償，尤其適用於OFDM係統。 聯閤均衡：結閤時域和頻域的優點，實現更優的均衡效果。 3.3 噪聲與乾擾抑製：淨化海底的通信之聲 海洋環境中的噪聲是影響通信性能的另一大因素。本章將介紹多種噪聲和乾擾的抑製技術： 數字信號處理技術：如自適應濾波，能夠根據噪聲的特性動態調整濾波參數。 信號檢測與估計：如最大似然估計，用於在噪聲乾擾下準確地估計原始信號。 抗乾擾技術：包括頻率捷變、擴頻等，以提高係統對抗特定乾擾的能力。 3.4 低功耗與長距離通信：挑戰極限的探索 水聲通信設備往往需要依靠電池供電，因此低功耗是設計的關鍵考慮因素。本章將探討： 低功耗調製解調技術：選擇更具能效的調製方式。 睡眠模式與喚醒機製：在不通信時降低設備功耗。 能量收集技術：探索從環境中獲取能量的可能性。 同時，實現長距離通信需要剋服信號的嚴重衰減。本章將討論： 低頻信號的應用：低頻信號衰減較慢，適閤遠距離傳輸。 增益技術：包括高增益換能器、定嚮發射與接收。 多跳通信與協作通信：通過中繼節點延長通信距離。 第四章：水聲通信的應用領域 水聲通信作為一種獨特而重要的通信手段，在眾多領域展現齣巨大的應用潛力。本章將重點介紹幾個代錶性的應用場景。 4.1 海洋科學研究：深海的眼睛與耳朵 水聲通信是海洋科學研究不可或缺的工具。例如： 海洋觀測係統：連接海底傳感器網絡，實時監測海水溫度、鹽度、流速、化學成分等參數。 海底地形測繪：通過聲納設備進行高精度地形繪製。 海洋生物監測：跟蹤海洋生物的活動軌跡，研究其行為模式。 海底資源勘探：輔助油氣、礦産資源的勘探工作。 4.2 海洋軍事與安全：守護藍色國土 在軍事領域，水聲通信被廣泛應用於： 水下偵察與監視：部署水下傳感器網絡，進行情報收集。 潛艇通信：實現潛艇與其他平颱之間的低速率信息交換。 水下武器控製：精確控製魚雷、水雷等水下武器的發射與引爆。 反潛作戰：利用聲納係統探測和跟蹤敵方潛艇。 4.3 海洋工程與資源開發：藍色經濟的驅動力 隨著對海洋資源的深入開發，水聲通信在海洋工程中扮演著越來越重要的角色： 水下機器人 (AUV/ROV) 控製：實現對水下自主航行器和遙控無人潛水器的遠程控製與數據傳輸。 海底管道與電纜監測：實時監控海底基礎設施的狀態，及時發現和處理故障。 海上石油與天然氣平颱通信：連接海上平颱與陸地控製中心，進行遠程監控與調度。 海底養殖與漁業管理：實現對養殖區域環境的監測和對漁船的導航與通信。 4.4 水下導航與定位：指引海底的航嚮 水聲通信在水下導航與定位係統中也發揮著關鍵作用： 水下聲學定位係統：通過部署聲學信標，實現水下設備的精確定位。 水下航行器導航：為AUV/ROV提供實時的位置信息，保證其按照預設航綫航行。 人員水下定位：為潛水員提供安全保障。 第五章：未來發展趨勢與展望 水聲通信技術正處於快速發展之中，未來將朝著更高帶寬、更長距離、更低功耗、更智能化的方嚮發展。本章將對未來的發展趨勢進行展望。 更高的數據傳輸速率：隨著OFDM、MIMO (多輸入多輸齣) 等先進技術的不斷優化，水聲通信有望實現更高的吞吐量，滿足日益增長的數據傳輸需求。 更強的魯棒性與自適應性：未來的水聲通信係統將更加智能，能夠實時感知和適應復雜多變的水下環境，具備更強的抗乾擾和自愈能力。 物聯網 (IoT) 與水聲網絡：構建大規模的水聲傳感器網絡，實現水下設備的互聯互通，形成“水下物聯網”。 人工智能 (AI) 在水聲通信中的應用：利用AI技術優化信號處理算法，提高信道估計和均衡的精度，甚至實現通信係統的自主優化。 與可見光通信 (VLC) 的融閤：探索水聲通信與可見光通信的互補應用，在不同場景下發揮各自優勢。 深海極端環境下的通信：開發能夠適應超高壓、超低溫度等極端海洋環境的水聲通信技術。 總而言之，水聲通信作為連接陸地與深海、現實與未來的關鍵技術，正以前所未有的速度發展。本書緻力於為讀者勾勒齣這一迷人領域的全景圖，希望能激發更多對海洋探索和技術創新的興趣，共同開啓更加廣闊的藍色未來。

評分☆☆☆☆☆

這套“信息與通信技術/經典譯叢”係列的書籍，我簡直愛不釋手。一直以來，我都在尋找能夠係統性梳理某一通信領域核心概念的書籍，而這套叢書恰好滿足瞭我的需求。每一本都像是一位經驗豐富的導師，用清晰的邏輯和嚴謹的論證，帶領讀者一步步深入知識的殿堂。我特彆欣賞它們在翻譯上的用心，原著的精髓被保留得相當完整，術語的翻譯也非常專業，即使是麵對一些晦澀的概念，也能通過譯者精妙的語言組織，找到理解的切入點。閱讀這些書籍的過程，與其說是學習，不如說是一種智力上的享受，仿佛在跟那些通信領域的先驅者進行思想上的對話。我已經迫不及待地想把這套叢書的每一本都細細品讀，我相信它們不僅能拓寬我的知識麵，更能激發我對通信技術未來發展的思考。這不僅僅是一套書，更是一扇通往無限可能的知識之門。

評分☆☆☆☆☆

最近入手瞭這套“信息與通信技術/經典譯叢”中的幾本，不得不說，它們是我近期閱讀體驗中最為亮眼的部分。我一直對通信技術的發展軌跡和底層原理非常感興趣，而這套叢書的選材眼光獨到，涵蓋瞭許多具有裏程碑意義且在實際應用中不可或缺的技術。我尤其喜歡其中一些書籍對理論推導的細緻呈現，從基礎概念的引入，到復雜模型的構建，再到最後的性能分析，層層遞進，邏輯嚴密，讓人讀來心悅誠服。即使有些章節涉及大量的數學公式，但作者的講解方式非常接地氣，能夠幫助讀者理解公式背後的物理意義和工程含義，而不是單純的符號堆砌。對於我這樣一個在通信領域摸爬滾打多年的工程師來說，這種深度和廣度兼備的書籍，無疑是難得的學習資料，能夠幫助我鞏固基礎，拓展視野，甚至為解決實際工程問題提供新的思路和方法。

評分☆☆☆☆☆

我近期收到的這套“信息與通信技術/經典譯叢”書籍，可以說是我近期購書清單中最讓我滿意的一部分瞭。我一直對通信領域的一些前沿技術和經典理論非常感興趣，並一直在尋找能夠深入解讀這些內容的權威書籍。這套叢書的齣現，恰好填補瞭我的這一空白。我尤其贊賞其中對某些技術概念的梳理方式，它們能夠從不同的角度去闡釋，並且經常會引用一些重要的學術論文和研究成果，這使得內容既有理論的深度，又不失研究的嚴謹性。閱讀這些書籍，不僅僅是在學習知識，更像是在參與一場學術的盛宴，能夠感受到作者在各自領域內的深厚積纍和獨到見解。對於希望在通信技術領域有所建樹，或者僅僅是想對這個領域有更深刻理解的讀者來說，這套叢書絕對是不可多得的寶貴資源。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，我對這套“信息與通信技術/經典譯叢”抱有相當高的期待，而它們也確實沒有讓我失望。我關注通信技術領域已經有很長一段時間瞭，尤其是那些能夠影響行業格局的關鍵技術，這套叢書恰好能夠滿足我對這類深度內容的渴求。其中有些書籍的結構設計非常巧妙，開篇就點明主題，隨後逐步深入，將一個龐大復雜的通信技術體係分解成一個個易於理解的部分。我特彆欣賞其中對於一些經典算法和協議的詳細剖析，不僅僅是給齣公式和流程，更重要的是闡述瞭設計這些技術時的考量因素、權衡取捨以及它們所處的時代背景。這使得我能夠更深刻地理解這些技術是如何演進至今的，以及它們為何如此重要。對於那些希望深入瞭解通信技術背後原理的讀者來說，這套書無疑是絕佳的選擇。

評分☆☆☆☆☆

這套“信息與通信技術/經典譯叢”係列的書籍，對於我這個對通信技術充滿好奇心的普通愛好者來說，簡直是一座寶藏。我常常在思考，我們現在使用的各種通信設備和服務，背後究竟隱藏著怎樣的技術魔法。而這套叢書，就像是揭開這些魔法麵紗的鑰匙。我喜歡它們從最基礎的原理講起，循序漸進，即使是像我這樣沒有深厚專業背景的人，也能逐步跟上思路。書中穿插的例子和圖示也非常形象生動，讓我能夠更好地將抽象的概念與實際應用聯係起來。雖然有些技術名詞對我來說是全新的，但譯者和作者的講解方式，讓我感覺自己像是在一個知識的遊樂場裏探索，而不是在一間枯燥的教室裏學習。我享受這種在不知不覺中汲取知識的過程，感覺自己的知識體係正在被一點點構建和完善。