OFDM水声通信(信息与通信技术)/经典译丛 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡晓毅任欢... 编

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• OFDM
• 水声通信
• 水下声学
• 调制解调
• 信号处理
• 通信系统
• 信息技术
• 经典译丛
• 无线通信
• 海洋工程

店铺： 木垛图书旗舰店

出版社： 电子工业

ISBN：9787121337048

商品编码：29491962272

开本：16

出版时间：2018-06-01

基本信息

• 商品名称：OFDM水声通信(信息与通信技术)/经典译丛
• 作者：周胜利//王昭辉|译者:胡晓毅//任欢
• 定价：79
• 出版社：电子工业
• ISBN号：9787121337048

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2018-06-01
• 印刷时间：2018-06-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：平装
• 页数：296
• 字数：512千字

内容提要

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高年级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

第1章 引言
1.1 研究背景
1.1.1 水声的早期探索
1.1.2 水声通信媒介
1.1.3 水下系统和网络
1.2 水声(UWA)信道的特点
1.2.1 声速
1.2.2 传播损失
1.2.3 时变多径
1.2.4 声传播模型
1.2.5 环境噪声和外部干扰
1.3 通带信道的输入和输出关系
1.3.1 各径自有多普勒扩展的线性时变信道
1.3.2 具有共同多普勒扩展的线性时变信道
1.3.3 线性时不变信道
1.3.4 幅度和时延变化的线性时变信道
1.3.5 依频率衰减的线性时变信道
1.4 水声通信中的调制技术
1.4.1 跳频FSK
1.4.2 直接序列扩展频谱
1.4.3 单载波调制
1.4.4 扫频(S2C)载波调制
1.4.5 多载波调制
1.4.6 多输入多输出技术
1.4.7 水声通信的近期发展
1.5 本书的组织结构
第2章 OFDM基本知识
2.1 零后缀的OFDM
2.1.1 发射信号
2.1.2 接收机处理
2.2 循环前缀的OFDM
2.2.1 发射信号
2.2.2 接收机处理
2.3 OFDM相关的问题
2.3.1 ZP-OFDM与CP-OFDM
2.3.2 峰值平均功率比
2.3.3 功率谱和带宽
2.3.4 子载波分配
2.3.5 总的数据速率
2.3.6 设计指南
2.4 离散傅里叶变换的实现
2.5 OFDM的挑战和补救方法
2.5.1 分集合并和信道编码的益处
2.6 MIMO-OFDM
2.7 文献注记
第3章 多进制LDPC编码的OFDM
3.1 OFDM的信道编码
3.1.1 信道编码
3.1.2 编码调制
3.1.3 编码的OFDM

《OFDM水声通信（信息与通信技术）/经典译丛》内容简介 前言： 在浩瀚的海洋深处，通信面临着前所未有的挑战。与空气中无线电波的自由传播不同，水声传播的介质——海水，具有显著的衰减、多径效应、多普勒效应以及时变的信道特性。这使得传统的水面无线通信技术难以直接应用于水下。然而，随着海洋资源的勘探开发、水下军事侦察、海洋环境监测以及水下机器人协作等需求的日益增长，高效、可靠的水下通信变得尤为迫切。 OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）技术，以其独特的优势，为解决水声通信的难题提供了强大的理论基础和实践途径。本书《OFDM水声通信（信息与通信技术）/经典译丛》深入浅出地剖析了OFDM技术在水声通信领域的应用，旨在为读者构建一个全面、系统的认知框架，理解OFDM如何克服水声信道的恶劣特性，实现高速、稳定的水下数据传输。 第一章：水声信道的挑战与OFDM的理论基础 本章首先将详细阐述水声信道的主要特性，包括： 信号衰减： 水对声波的吸收和散射导致信号能量迅速衰减，传播距离受限。我们将分析不同频率下衰减的差异，以及其对通信系统设计的影响。 多径效应： 海底、海面、水层界面以及各种障碍物会反射和散射声波，形成多条传播路径，导致接收端信号的叠加，产生码间干扰（ISI）和符号间干扰（ISI），严重影响信号的完整性。本章将深入分析多径延时扩展和相干带宽的概念，并探讨其对传统通信系统的破坏性。 多普勒效应： 发送端与接收端的相对运动会导致信号频率发生偏移，尤其在高速运动的水下平台上，多普勒效应会严重扭曲信号，增加接收端的信号处理难度。 信道时变性： 海水温度、盐度、压力以及海流的变化都会导致水声信道特性不断改变，对通信系统的自适应性提出了高要求。 低数据速率限制： 传统水声通信系统受限于上述多种不利因素，数据速率普遍较低，难以满足现代应用的需求。 在系统阐述了水声信道的严峻挑战后，本章将转而介绍OFDM技术的理论基础。OFDM的核心思想是将高速数据流分割成多个低速数据流，并将这些低速数据流并行地传输到多个相互正交的子载波上。我们将详细解释： 正交性： 子载波之间相互正交，在接收端可以通过FFT（快速傅里叶变换）等算法实现精确的分离，有效避免了子载波之间的干扰。 子载波的低速率特性： 每个子载波上传输的数据速率较低，这大大减轻了多径效应引起的ISI。对于一个长码间干扰，在一个子载波上可能只会影响一个符号，而不是整个数据流。 FFT/IFFT的应用： OFDM系统利用IFFT（逆快速傅里叶变换）将并行数据映射到时域信号，利用FFT将接收到的时域信号还原为子载波上的数据，这种变换大大简化了系统的实现复杂度。 循环前缀（CP）： 在每个OFDM符号前添加一部分作为循环前缀，可以有效地消除由多径效应引起的ISI，并抵抗一定程度的信道时变性。本章将深入分析CP的长度选择、作用机理以及对系统性能的影响。 第二章：OFDM水声通信系统的架构与关键技术 本章将聚焦于OFDM水声通信系统的具体架构和实现过程中涉及的关键技术。我们将从系统设计的角度，详细解析各个模块的功能和设计要点。 发送端设计： 串并转换： 高速数据流如何被分割成并行传输的低速数据流。 调制解调： 针对每个子载波，选择合适的调制方式（如BPSK、QPSK、QAM等），以在数据速率和抗噪声能力之间取得平衡。 IFFT变换： 如何将调制后的数据映射到时域OFDM符号。 加循环前缀： 详细介绍CP的添加过程，以及其长度与信道特性的关系。 数模转换与发射： 将数字信号转换为模拟信号，并通过声换能器发射出去。 接收端设计： 接收与滤波： 接收到的水声信号，以及如何进行初步的滤波处理。 模数转换： 将模拟信号转换为数字信号。 同步技术： 包括符号同步（找到OFDM符号的起始位置）和载波同步（校正子载波频率偏移），这是OFDM系统正确解调的关键。本章将介绍多种同步算法，并分析其在水声信道下的适用性。 FFT变换： 如何将接收到的时域信号分解为各个子载波上的数据。 信道均衡： 针对每个子载波，如何利用其接收到的信息对信道引起的幅度和相位失真进行补偿。我们将重点讨论单载波均衡和多载波均衡技术，以及自适应均衡算法在时变水声信道下的应用。 解调与并串转换： 如何从每个子载波上提取原始数据，并将其还原成高速数据流。 OFDM参数设计： 子载波数量： 子载波数量的多少直接影响通信速率和抗ISI能力。我们将分析其权衡。 子载波间隔： 子载波间隔的设置需要满足正交性条件，并考虑信道相干带宽。 OFDM符号长度： 影响数据传输效率和对时变信道的适应性。 CP长度： 必须大于信道的最大多径延迟，以完全消除ISI。 调制方式选择： 根据水声信道的信噪比和误码率要求，选择合适的调制方式。 第三章：OFDM水声通信的性能分析与优化 本章将深入探讨OFDM水声通信系统的性能，并提出一系列优化策略，以进一步提升其在复杂水下环境下的鲁棒性和效率。 性能指标分析： 误码率（BER）： 描述系统传输错误的程度，是衡量通信质量的关键指标。 吞吐量： 单位时间内成功传输的数据量，直接反映了通信系统的效率。 频谱效率： 在单位带宽内传输的数据速率，是衡量频谱利用率的重要指标。 延迟： 数据从发送端到接收端所需的时间，对于实时通信至关重要。 抗噪声能力： 系统在有噪声环境下的表现。 抗多径能力： 系统应对多径效应的能力。 OFDM水声通信面临的挑战与优化： 多普勒效应的补偿： 水下高速运动的平台会带来严重的多普勒频偏，本章将介绍如何通过估计和补偿多普勒频偏来减小其对OFDM系统的影响，例如使用联合时频域估计方法。 信道估计与均衡的改进： 针对时变的、非平稳的水声信道，需要更鲁棒的信道估计和均衡技术。我们将探讨基于训练序列的信道估计、盲信道估计以及各种自适应均衡算法（如LMS、RLS等）在水声OFDM中的应用。 低频段OFDM设计： 由于低频声波在水中的衰减较小，适合长距离通信。本章将讨论如何在低频段设计OFDM系统，以及低频段OFDM面临的独特挑战，如较大的多普勒效应和较宽的信道相干带宽。 高频段OFDM设计： 高频段具有较高的传播速度和更大的带宽潜力，适合短距离、高数据速率通信。本章将分析高频段OFDM的设计考量，包括如何在高衰减环境下实现有效的传输。 干扰抑制： 水声环境中可能存在其他声源的干扰，本章将讨论如何通过OFDM的结构特性以及信号处理技术来抑制这些干扰。 功率分配与资源管理： 如何优化子载波上的功率分配，以在满足信噪比要求的同时，最大化系统的整体吞吐量。 联合通信与感知： 探讨OFDM技术在水声通信的同时，如何实现水声定位、目标识别等感知功能，实现“通信即感知”的理念。 低功耗设计： 对于水下节点，能量是宝贵的资源，本章将探讨如何设计低功耗的OFDM水声通信系统。 与其他水声通信技术的比较： 单载波OFDM（SC-FDE）与传统OFDM的对比： 分析SC-FDE在降低峰均功率比（PAPR）和简化均衡方面的优势。 OFDM与其他调制技术（如FSK、PSK、CSS等）在水声通信中的适用性对比。 第四章：OFDM水声通信的仿真与实验验证 理论分析固然重要，但实际的仿真和实验验证是检验OFDM水声通信系统性能的最终手段。本章将重点介绍： OFDM水声通信仿真平台： 仿真软件介绍： 如MATLAB、Python等，以及相关的工具箱和库。 仿真模型的构建： 如何根据水声信道模型（如Bellhop模型、简化的经验模型等）构建仿真环境，模拟真实的水声传播特性。 仿真参数的设置： 如何根据实际应用场景设置发送端、接收端以及信道参数。 仿真结果的分析与解读： 如何对仿真得到的误码率、吞吐量等性能指标进行科学分析。 水声通信实验平台与方法： 实验设备介绍： 水声换能器、信号发生器、示波器、数据采集设备等。 实验场景设计： 实验室环境（水池）、近海环境、远海环境等。 实验数据的采集与处理： 如何准确采集水声信号，并进行后处理。 实验结果与仿真结果的对比分析： 找出差异原因，并对系统设计进行迭代优化。 实际应用的案例分析： 结合具体的海洋探测、水下导航、水下测绘等应用场景，展示OFDM水声通信的实际效果。 结论与展望： 本书的最后一章将对OFDM水声通信的研究成果进行总结，并展望未来的发展趋势。我们将重点关注： OFDM技术在水声通信领域的未来发展方向： 如更先进的信道编码技术（LDPC、Polar码等）与OFDM的结合、智能OFDM（AI赋能的OFDM）的设计、基于软件定义无线电（SDR）的OFDM水声通信系统、以及与其他通信技术的融合（如声光混合通信）。 新一代水声通信标准与协议的探讨： OFDM水声通信在深海、极地等极端环境下的应用潜力。 OFDM水声通信面临的挑战与研究热点： 如安全性、功耗优化、标准化进程等。 通过对OFDM水声通信的深入剖析，本书旨在为相关领域的科研人员、工程师以及学生提供一个全面、权威的参考，助力水声通信技术的不断进步，为人类探索和利用海洋提供更强大的通信支撑。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到这本《OFDM水声通信(信息与通信技术)/经典译丛》，还没来得及细读，但仅仅翻阅目录和前言，就感受到了作者在学术上的严谨和对技术细节的深入把握。我对OFDM技术一直抱有浓厚的兴趣，尤其是在其在水声通信这一特殊领域的应用。水声信道本身的复杂性，如多径效应、多普勒效应、信号衰减以及噪声干扰等，给通信带来了巨大的挑战。而OFDM技术以其将高速串行数据流划分为多个低速并行子载波传输的特点，能够有效地对抗频率选择性衰减和码间串扰，这在水声通信中无疑是一种极具潜力的解决方案。从书中的章节安排来看，似乎涵盖了OFDM在水声通信中的理论基础、关键技术、系统设计以及性能分析等方面。特别是那些涉及信道建模、均衡算法、载波同步、解调等章节，我非常期待能够从中学习到如何克服水声信道的种种不利影响，实现稳定可靠的数据传输。这本书的出版，对于我正在进行的水声通信项目来说，无疑会提供宝贵的理论指导和技术参考，希望能够在我遇到的实际问题上找到有效的解决思路。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的书名就非常吸引人——《OFDM水声通信(信息与通信技术)/经典译丛》。作为一名长期关注信息与通信技术前沿动态的研究者，OFDM技术一直是我的研究重点之一，而水声通信更是近几年发展迅速，潜力巨大的一个分支。看到将这两者结合的书籍，而且还是“经典译丛”，我便毫不犹豫地入手了。尽管我才刚开始接触这本书，但从其精美的装帧和译文质量来看，就能感受到出版方的用心。对于OFDM技术，我在之前的学习和工作中已经有了一定的基础，比如了解其多载波调制、子载波划分、IFFT/FFT运算等基本原理。而水声通信，我一直认为是一个充满挑战的领域，其信道环境与无线电通信有着天壤之别。如何将OFDM的优势在水声环境中充分发挥，解决诸如延迟扩展、多普勒效应等带来的干扰，一直是困扰业界的难题。我非常期待在这本书中能找到系统性的解答，尤其是一些具体的算法实现和仿真分析，能够为我提供更深入的理解和实操指导。

评分☆☆☆☆☆

这本《OFDM水声通信(信息与通信技术)/经典译丛》的出现，对于我们这些在水下通信领域摸索的工程师来说，简直是一场及时雨。长期以来，水声通信的瓶颈主要在于传输速率低、稳定性差，这严重限制了水下探测、水下机器人控制、水下网络组建等应用的发展。OFDM技术以其良好的抗干扰性能和高频谱利用率，被认为是解决这些问题的有力武器。我之前也接触过一些关于OFDM的资料，但大多集中在陆地无线通信领域，对于其在水声环境下的特殊性，了解并不深入。水声信道的非平稳性、带宽限制以及巨大的时延，都使得OFDM的实现面临巨大挑战。我非常关注书中是如何针对这些特点进行OFDM的优化和设计的，例如是否提出了新型的信道估计和均衡算法，如何处理多普勒效应导致的子载波间干扰，以及如何设计有效的帧结构和同步方案。这本书的出版，让我看到了解决这些难题的希望，我迫切希望从中学习到行之有效的技术手段，为我正在负责的水下通信项目带来突破。

评分☆☆☆☆☆

拿到《OFDM水声通信(信息与通信技术)/经典译丛》这本书，心中充满了期待。OFDM技术凭借其强大的抗多径和抗频率选择性衰落能力，在很多通信领域都取得了巨大的成功，而在水声通信这个充满挑战的环境下，OFDM的应用更是具有划时代的意义。水声信道独特的传播特性，如低速率、高时延、宽时变以及显著的多普勒效应，使得传统通信技术难以胜任。OFDM技术如果能够成功应用于水声通信，必将极大地提升水下数据传输的效率和可靠性，为海洋科学研究、水下军事应用、海洋资源开发等领域打开新的局面。我非常感兴趣的是，书中是如何将OFDM与水声信道的特性相结合的。例如，它可能会探讨如何设计适合水声信道的OFDM参数，如子载波数量、子载波间隔、循环前缀长度等，以及如何开发高效的水声信道均衡算法来补偿由多径和多普勒效应引起的失真。这本书的“经典译丛”身份，也意味着它具有较高的学术价值和理论深度，我希望能够从中获得扎实的理论基础和前沿的技术洞察。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在水声通信领域深耕多年的研究人员，我一直在寻找能够系统性地阐述OFDM在水声通信中应用的权威著作。《OFDM水声通信(信息与通信技术)/经典译丛》这本书恰恰填补了这一空白。OFDM技术以其在抵抗频率选择性衰落和码间串扰方面的卓越性能，被认为是应对水声信道复杂特性的理想选择。然而，将OFDM应用于水声通信并非易事，需要解决一系列独特的技术难题，包括但不限于如何有效估计和补偿水声信道的时变特性、如何设计鲁棒的同步机制来应对时延和多普勒频偏、以及如何优化OFDM的参数配置以适应有限的信道带宽和低数据速率。我非常期待书中能够深入探讨这些关键问题，并提供创新性的解决方案。例如，书中是否会介绍基于机器学习或深度学习的水声信道建模和均衡方法？是否会探讨具有低开销和高精度的OFDM载波和符号同步技术？这些内容对于我目前正在进行的研究项目至关重要，相信这本书会为我带来全新的视角和启发，推动我在水声通信领域的研究更上一层楼。