OFDM水声通信 电子与通信 书籍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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店铺： 蔚蓝书店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121337048

商品编码：29762967842

商品基本信息，请以下列介绍为准
商品名称：	OFDM水声通信 电子与通信 书籍
作者：	Shengli Zhou（周胜利），Zhaohui Wang（王昭辉）
定价：	79.0
出版社：	电子工业出版社
出版日期：
ISBN：	9787121337048
印次：
版次：	1
装帧：	平装-胶订
开本：	16开

内容简介

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

目 录 第1章 引言1 1.1 研究背景1 1.1.1 水声的早期探索1 1.1.2 水声通信媒介1 1.1.3 水下系统和网络2 1.2 水声(UWA)信道的特点2 1.2.1 声速2 1.2.2 传播损失4 1.2.3 时变多径6 1.2.4 声传播模型7 1.2.5 环境噪声和外部干扰8 1.3 通带信道的输入和输出关系9 1.3.1 各径自有多普勒扩展的线性时变信道9 1.3.2 具有共同多普勒扩展的线性时变信道10 1.3.3 线性时不变信道11 1.3.4 幅度和时延变化的线性时变信道11 1.3.5 依频率衰减的线性时变信道11 1.4 水声通信中的调制技术12 1.4.1 跳频 FSK12 1.4.2 直接序列扩展频谱12 1.4.3 单载波调制13 1.4.4 扫频(S2C)载波调制13 1.4.5 多载波调制14 1.4.6 多输入多输出技术14 1.4.7 水声通信的近期发展15 1.5 本书的组织结构15 第2章 OFDM基本知识17 2.1 零后缀的OFDM17 2.1.1 发射信号17 2.1.2 接收机处理19 2.2 循环前缀的OFDM20 2.2.1 发射信号20 2.2.2 接收机处理21 2.3 OFDM相关的问题21 2.3.1 ZP-OFDM与CP-OFDM21 2.3.2 峰值平均功率比22 2.3.3 功率谱和带宽22 2.3.4 子载波分配22 2.3.5 总的数据速率23 2.3.6 设计指南23 2.4 离散傅里叶变换的实现23 2.5 OFDM的挑战和补救方法24 2.5.1 分集合并和信道编码的益处25 2.6 MIMO-OFDM27 2.7 文献注记29 第3章 多进制LDPC编码的OFDM30 3.1 OFDM的信道编码30 3.1.1 信道编码30 3.1.2 编码调制31 3.1.3 编码的OFDM32 3.2 多进制LDPC码33 3.2.1 多进制的规则循环码34 3.2.2 多进制非规则LDPC码35 3.3 编码36 3.4 译码37 3.4.1 初始化38 3.4.2 变量节点到校验节点更新39 3.4.3 校验节点到变量节点更新39 3.4.4 初始判决和译码输出40 3.5 码设计41 3.5.1 规则循环码的设计41 3.5.2 非规则LDPC码的设计42 3.5.3 准循环的多进制LDPC码43 3.6 编码的OFDM的仿真结果45 3.7 文献注记47 第4章 PAPR控制48 4.1 PAPR的比较48 4.2 PAPR的减小50 4.2.1 限幅50 4.2.2 选择性映射51 4.2.3 载波峰值52 4.3 文献注记53 第5章 接收机综述和预处理54 5.1 OFDM接收机综述54 5.2 接收机预处理55 5.2.1 接收机的预处理55 5.2.2 数字实现56 5.2.3 频域过采样59 5.3 频域的输入/输出关系59 5.3.1 单输入单输出信道59 5.3.2 单输入多输出信道61 5.3.3 多输入多输出信道61 5.3.4 信道矩阵结构62 5.4 OFDM接收机的分类62 5.4.1 ICI-忽略的接收机63 5.4.2 ICI-感知的接收机64 5.4.3 逐块处理65 5.4.4 块间处理65 5.4.5 讨论65 5.5 仿真信道的接收机性能界65 5.5.1 仿真水声信道66 5.5.2 时变信道下的ICI影响66 5.5.3 SISO信道的中断性能67 5.6 扩展到CP-OFDM68 5.6.1 接收机预处理68 5.6.2 频域的输入/输出关系68 5.7 文献注记69 第6章 检测，同步和多普勒扩展估计70 6.1 基于互相关的方法71 6.1.1 基于互相关的检测71 6.1.2 基于互相关的同步和多

OFDM水声通信：探索深海的无限可能 在浩瀚的海洋之下，隐藏着一个充满未知与机遇的广阔世界。然而，要真正揭开这层神秘的面纱，实现对这片蓝色疆域的深度探索与有效管理，通信技术始终是一个至关重要的瓶颈。传统的水声通信方式，受限于其自身的物理特性和技术局限，在数据传输速率、抗干扰能力以及频谱利用效率等方面，早已难以满足日益增长的海洋探测、水下作业、海洋观测以及军事侦察等多元化需求。正是在这样的背景下，正交频分复用（OFDM）技术，以其卓越的性能，为水声通信领域带来了革命性的突破。 《OFDM水声通信：电子与通信系列》并非一本单纯的技术手册，它是一次深入潜入水声通信前沿的探索之旅，是对如何利用先进通信理论突破海洋环境限制的系统性思考。本书旨在为读者勾勒出一幅清晰的OFDM水声通信发展蓝图，从基础理论到实际应用，从挑战分析到未来展望，力求为研究人员、工程师以及相关领域的学生提供一套全面、系统且富有洞察力的知识体系。 第一篇：水声通信的挑战与OFDM的曙光 海洋环境的复杂性是水声通信面临的首要挑战。声波在水中的传播，与空气中的电磁波传播有着天壤之别。多径效应、多普勒效应、信道衰落、海洋生物干扰以及人为噪声等因素，都极大地影响着水声信号的质量和可靠性。特别是在复杂多变的水下环境中，信号衰减迅速，信道特性不断变化，导致传统的单载波调制技术难以在高比特率下保持稳定的通信。 OFDM技术，作为一种将高速数据流分割成多个低速子数据流，并通过大量相互正交的子载波进行调制的现代通信技术，其核心优势在于能够有效地对抗频率选择性衰落和多径效应。通过将宽带信道划分为多个窄带子信道，每个子信道上的信号带宽远小于信道的相干带宽，从而显著降低了多径效应的影响。此外，OFDM系统在接收端可以通过简单的FFT/IFFT实现解调，大大简化了接收机的复杂度。 本书将首先详细阐述水声信道所面临的严峻挑战，深入剖析传统水声通信技术的局限性。在此基础上，本书将系统性地介绍OFDM技术的基本原理，包括其在调制、解调、同步、信道估计以及均衡等方面的核心机制。通过对比分析，读者将清晰地认识到OFDM技术在克服水声通信瓶颈方面的独特优势，以及它为何能成为下一代水声通信系统的理想选择。 第二篇：OFDM水声通信系统的关键技术剖析 OFDM水声通信系统的设计与实现，涉及到一系列关键技术。本书将逐一深入探讨这些核心要素： OFDM调制与解调： 详细讲解OFDM的调制过程，包括如何进行数据比特到子载波的映射，如何进行IFFT实现并行发送；以及OFDM的解调过程，包括FFT的实现，如何提取各个子载波上的数据。在水声通信的应用场景下，将特别关注如何根据水声信道的特点选择合适的调制星座图（如QPSK, QAM等），以及如何设计高效的FFT/IFFT算法以适应实时通信的需求。 同步技术： 在水声通信中，精确的符号定时和载波频率同步是OFDM系统正常工作的基石。由于多普勒效应和信道时延等因素，同步的难度极大增加。本书将深入研究适用于水声环境的同步技术，包括但不限于基于导频符号的定时恢复和频率补偿方法，以及一些先进的盲同步算法。我们将分析不同同步算法在水声信道下的性能表现，并为实际应用提供指导。 信道估计与均衡： 水声信道的时变性和频率选择性特性，使得精确的信道估计和有效的均衡至关重要。本书将详细介绍各种OFDM信道估计算法，例如基于导频的最小二乘估计（LS）、最小均方误差估计（MMSE）等，并探讨它们在水声环境下的适用性。在此基础上，将深入研究适用于水声OFDM系统的均衡技术，包括迫零均衡（ZF）和最小均方误差均衡（MMSE）等，以及针对高斯白噪声（AWGN）和非高斯噪声环境下的改进算法。 载波间干扰（ICI）抑制： 由于多普勒效应，当发送端和接收端存在相对运动时，会引起子载波之间的相互干扰（ICI）。在水声环境中，多普勒效应尤为显著。本书将重点介绍抑制ICI的有效手段，例如利用循环前缀（CP）来消除符号间干扰（ISI）以及利用特定的OFDM结构（如全频带FFT，即FBMC）或导频设计来抑制ICI。 脉冲成形滤波器设计： OFDM系统对发送端和接收端的滤波器特性有较高要求，以确保子载波的近似正交性。本书将探讨适用于水声环境的脉冲成形滤波器设计，例如升余弦滤波器、高斯滤波器等，并分析它们在减小带外辐射和控制旁瓣方面的作用，同时考虑水声信道的带宽限制。 鲁棒性设计与低复杂度实现： 考虑到水声通信的实际应用需求，本书还将关注OFDM系统的鲁棒性设计，例如如何通过错误纠正编码（如卷积码、LDPC码、Turbo码等）来提高系统的纠错能力，以及如何通过自适应调制与编码（AMC）技术根据信道条件动态调整调制方式和编码率。同时，也将探讨如何优化算法，降低OFDM系统的计算复杂度，以适应水下设备的功耗和计算能力限制。 第三篇：OFDM水声通信的应用探索与未来展望 OFDM技术的引入，极大地拓展了水声通信的应用边界。本书将呈现OFDM水声通信在多个领域的实际应用案例和潜在前景： 海洋科学探测： 在深海生物学研究、海底地质勘探、海洋环境监测等领域，OFDM水声通信能够提供更高带宽、更稳定可靠的数据传输，支持高清图像、视频以及大量传感器数据的实时回传，极大地提升了科研的效率和深度。 水下作业与机器人： 对于水下机器人、遥控操作车辆（ROVs）、水下工程设备等，OFDM水声通信是实现远程精确控制、数据采集与任务执行的关键。高带宽和低延迟的通信能力，使得复杂的水下作业任务得以更加高效和安全地完成。 军事侦察与通信： 在军事领域，OFDM水声通信为潜艇通信、水下情报搜集、水下预警系统等提供了强大的技术支撑。其优异的抗干扰能力和较高的传输速率，能够满足军事应用对信息安全性和通信可靠性的极高要求。 海洋资源开发： 随着对海洋油气、矿产等资源的开发力度不断加大，OFDM水声通信技术将在海底设施的远程监控、数据传输以及与水面平台的通信等方面发挥关键作用。 未来趋势与挑战： 展望未来，OFDM水声通信技术还将继续向更高的数据速率、更广的通信距离、更强的鲁棒性和更低的能耗方向发展。本书将探讨诸如认知水声通信、量子通信在水声领域的应用潜力，以及智能算法在OFDM水声通信系统中的进一步集成，以应对未来海洋探索和利用中可能出现的更复杂挑战。 《OFDM水声通信：电子与通信系列》不仅仅是一本技术书籍，它更是一扇通往蓝色星球深处的大门。它汇聚了最新的研究成果与最前沿的技术理念，旨在启发读者对水声通信未来的无限想象，并为推动我国海洋科技的进步贡献一份力量。无论您是通信工程领域的专业人士，还是对海洋探索充满好奇的学者，本书都将为您提供宝贵的知识财富和深刻的启示。

评分☆☆☆☆☆

这部关于OFDM水声通信的书籍，从我一个初涉此领域的读者的角度来看，无疑是一本内容详实、体系结构清晰的专业著作。这本书的编排逻辑非常符合我们工程实践者的需求，它没有那种晦涩难懂的理论堆砌，而是紧密围绕“水声”这一特定介质的复杂性展开。我特别欣赏作者在讲解信道建模时所下的功夫，他们将多径效应、多普勒频移等水下声学环境的独有挑战，用非常直观的数学工具和仿真结果进行了阐述。特别是关于信道均衡部分，书中介绍的各种自适应均衡算法，从经典的迫定制算法到更适应时变信道的软判决方法，都有深入浅出的分析。对于我们这些需要设计实际通信系统的工程师来说，这些内容简直是宝典，它不仅告诉我们“是什么”，更关键的是解释了“为什么”以及“如何做才能更好”。我感觉作者对水声信道的深刻理解，使得整本书的理论深度和工程实用性达到了一个极佳的平衡点，读起来既能满足对基础理论的探究欲，又能立即指导实际的系统设计工作，这是很多同类教材所欠缺的。

评分☆☆☆☆☆

从排版和阅读舒适度来说，这本书也做得相当到位。虽然主题技术性极强，但图表的质量非常高，关键的数学推导步骤清晰，符号定义前后一致，这大大减少了我在阅读中因跳跃性思考而产生的认知负担。特别是，每当引入一个新的复杂概念时，作者总会配上一张结构清晰的流程图，将抽象的信号处理步骤可视化。这种对读者体验的细致关怀，使得我这种非全职研究人员也能较快地跟上进度。此外，书后附带的参考资料列表也十分丰富和权威，为我后续的深入研究指明了方向，这些引用文献的选择体现了作者对该领域历史脉络和最新进展的全面掌握。我个人认为，一本好的教材，不仅要教给读者知识，更要培养他们自主学习和查找资料的能力，这本书在这方面做得非常出色，它更像一个高质量的学术向导。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我最初拿起这本电子与通信领域的专著时，内心是有些忐hetic的，因为我对OFDM的理解主要集中在无线电领域。然而，这本书成功地架起了陆地无线通信理论与水声环境应用之间的桥梁。书中对正交性的维持和载波间串扰（ICI）的处理，结合水声信道的长时延和高时变特性进行了细致的剖析，这一点非常关键。我特别留意了关于时频同步策略的章节，那里的内容详略得当，不仅涵盖了传统的基于导频的同步，还引入了基于盲估计的先进技术，这对于在某些难以部署导频的场景下尤为重要。作者在论述过程中，多次引用了实际的水下实验数据来佐证理论模型的有效性，这种“理论指导实验，实验反哺理论”的写作手法，极大地增强了内容的可靠性和说服力。阅读过程中，我仿佛置身于一个虚拟的声学实验室，亲眼见证了各种参数调整如何影响最终的误码率性能，这种沉浸式的学习体验是其他纯理论书籍无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于它没有止步于对标准OFDM技术的复述，而是着眼于解决水声通信的“痛点”。例如，在处理高多普勒扩展问题时，作者并没有简单地套用现有的多普勒补偿方案，而是提出了一套结合了OFDM时域扩展和频域稀疏采样的混合策略，这展现了作者的前沿研究视野。更让我惊喜的是，书中专门辟出了一章来讨论低复杂度实现的问题。在水声设备通常受限于计算能力和功耗的背景下，如何用有限的资源跑出高效的OFDM系统，这是一个绕不开的工程难题。书中对定点运算的考量、快速傅里叶变换（FFT）的优化实现路径，都体现了作者深厚的系统级设计经验，这部分内容对于正在进行硬件平台选型的研发人员来说，具有无可替代的指导价值。我感觉这本书不仅是知识的传授者，更是一位资深工程师的“实战经验分享录”。

评分☆☆☆☆☆

我与几位从事水下机器人和潜航器通信的同事交流过，大家普遍认为，这本书提供了一个扎实的理论基石和一套可操作的优化框架。它超越了简单的教程范畴，真正触及了水声信道特性的本质——即其随机性、时变性和非平稳性。书中对编码和调制方案的选择与信道条件挂钩的讨论尤为精辟，例如，在信噪比波动剧烈的环境中，如何权衡Turbo码、LDPC码与传统卷积码的优劣，以及如何动态调整调制阶数（MQAM到MPSK的切换策略）。这种面向实际应用场景的综合性分析，是这本书区别于其他侧重单一理论点的书籍的关键所在。总而言之，它不仅是学习OFDM水声通信的入门必备，更是工程师案头常备的、随时可以查阅和回顾的权威参考手册。