国防特色规划教材·信息与通信技术：水声通信理论与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张歆，张小蓟 著

图书标签:

• 水声通信
• 信息与通信技术
• 国防科技
• 教材
• 通信理论
• 信号处理
• 水下声学
• 军事通信
• 电子工程
• 雷达

出版社： 西北工业大学出版社

ISBN：9787561235058

版次：1

商品编码：11200826

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-11-01

用纸：胶版纸

页数：358

正文语种：中文

编辑推荐

　　《国防特色规划教材·信息与通信技术：水声通信理论与应用》为“十一五”国防特色规划教材，内容丰富，概念清晰，理论分析严谨，逻辑性强，由浅入深，注重一般通信理论与水声通信的结合。为了帮助读者掌握基本理论与分析方法，每章都列举了一定数量的例题。笔者在水声信道和通信技术方面的部分研究成果也以例题的形成给出，为了方便读者深入研究，每章还附有相关的参考文献。

内容简介

　　《国防特色规划教材·信息与通信技术：水声通信理论与应用》系统、深入地阐述了水声通信系统的基本概念、基本原理和基本分析方法。在重点论述水声通信技术基本理论的基础上，力求充分反映当前国内外水声通信技术的最新发展成果。
　　全书共10章。内容包括绪论、水声信道的传播特性与声场模型、时变多径水声信道的分析与仿真、水声通信系统中的调制技术、多径水声信道中的自适应均衡技术、水声信道中的多普勒频移估计与补偿、水声衰落信道中的分集技术、扩频水声通信技术、正交频分复用技术、水声网络技术等。
　　本书内容丰富，概念清晰，理论分析严谨，由浅入深，注重理论联系实际。每章还列举了一定数量的例题，并附有思考题和练习题，便于读者深入学习和研究。
　　《国防特色规划教材·信息与通信技术：水声通信理论与应用》可以作为水声通信专业高年级本科生和研究生的教科书，也可以作为从事水声通信研究的工程技术人员的参考书。

目录

第1章 绪论
1.1 水声通信系统的组成和主要性能指标
1.2 水声通信系统的特点
1.3 水声通信系统的分类
1.4 水声通信系统的研究与发展
1.5 本书的概貌
思考与练习题
参考文献

第2章 水声信道的传播特性与声场模型
2.1 水声信道的传播特性及对水声通信的影响
2.2 水声信道中的环境噪声
2.3 声场模型
2.4 常用声场分析模型与方法
2.5 通信信道的一般模型
2.6 加性噪声的数学模型
2.7 信道容量的概念
思考与练习题
参考文献

第3章 时变多径水声信道的分析与仿真
3.1 时变多径水声信道的表示
3.2 信道冲激响应的时变模型
3.3 信道的扩展与相关性
3.4 水声信道冲激响应及其统计特性的测量与分析
3.5 时变多径信道中的信号传输
3.6 时变多径信道的仿真方法
3.7 时变多径水声信道的仿真与通信系统性能分析
思考与练习题
参考文献

第4章 水声通信系统中的调制技术
4.1 通信信号与系统的表征
4.2 频移键控调制
4.3 相移键控调制
4.4 加性高斯白噪声信道中的最佳接收机
4.5 水声通信系统中的数字调制技术
思考与练习题
参考文献

第5章 多径水声信道中的自适应均衡技术
5.1 带限时变多径信道中的码间干扰
5.2 有ISI的AwGN信道的最佳接收机
5.3 线性均衡器
5.4 判决反馈均衡器
5.5 分数间隔均衡器
5.6 格型滤波器
5.7 自适应均衡算法
5.8 联合同步与自适应均衡技术
5.9 多信道均衡
5.10 盲均衡
5.11 其他抗多径技术
思考与练习题
参考文献

第6章 水声信道中的多普勒频移估计与补偿
6.1 基于信号模糊函数的多普勒频移估计
6.2 基于数据分组长度的多普勒频移估计
6.3 多普勒补偿的方法
思考与练习题
参考文献

第7章 水声衰落信道中的分集技术
7.1 分集与合并技术的基本概念
7.2 水声信道中的分集技术
7.3 多径分离技术与Rake接收
7.4 MIMO系统与发射分集
7.5 空时编码
思考与练习题
参考文献

第8章 扩频水声通信技术
8.1 扩频通信系统的模型
8.2 直接序列扩频
8.3 跳频扩频
8.4 伪随机编码
8.5 扩频系统的同步
8.6 扩频技术在水声通信系统中的应用
思考与练习题
参考文献

第9章 正交频分复用技术
9.1 OFDM技术概述
9.2 OFDM的基本原理
9.3 OFDM信号的差分检测与相干检测
9.4 信道估计
9.5 OFDM系统的同步技术
9.6 OFDM中的峰均功率比问题
9.7 OFDM在水声通信系统中的应用
思考与练习题
参考文献

第10章 水声网络技术
10.1 水声网络的概念
10.2 水声网络的拓扑结构
10.3 水声网络的网络协议体系结构
10.4 水声信道对水声网络技术的影响
10.5 水下网络的应用——Seaweb介绍
思考与练习题
参考文献

《信息与通信技术：水声通信理论与应用》是一本深入探讨水声通信领域前沿理论与实际应用的专业著作。本书紧密围绕国防特色规划教材的定位，致力于为读者构建一套系统、扎实的水声通信知识体系，并强调其在国家安全与战略发展中的重要作用。 第一部分：水声通信的基本原理与挑战 本书的开篇，将读者引入神秘而广阔的水下世界。首先，详细阐述了声波在水介质中的传播特性，包括声速、衰减、折射、反射、衍射等关键物理现象。这些基础概念的深入理解，是掌握后续所有水声通信技术的前提。作者会细致分析不同水文条件（如温度、盐度、压力梯度）对声波传播路径的影响，以及浅海、深海等典型环境下的传播特点。 随后，本书将重点剖析水声通信面临的独特挑战。与空中无线通信相比，水声通信在带宽、传输速率、时延、可靠性等方面存在显著劣势。这些挑战主要源于： 传播介质的复杂性： 水介质的非均匀性和动态变化，导致声波路径多变，信号易受干扰和衰落。 高衰减特性： 声波在水中的衰减比电磁波在空气中要大得多，限制了通信距离。 低带宽限制： 声波的频率受限于人耳的听觉范围，也受限于换能器（传感器）的物理特性，导致可用的频谱资源非常有限，直接影响通信速率。 多途传播与干扰： 海底地形、障碍物以及海面反射都会引起多途传播，导致信号失真和符号间干扰（ISI）。来自海洋生物、船舶、海洋工程设备等产生的噪声，也严重影响通信的信噪比。 高时延： 声速在水中的传播速度远低于电磁波，导致通信时延显著，这对实时性要求高的应用场景构成了挑战。 第二部分：水声信道模型与建模 为了有效地设计和优化水声通信系统，精确的水声信道模型至关重要。本书将系统介绍各种经典和先进的水声信道模型，并分析其适用场景。 经典模型： 详细介绍基于物理传播理论的模型，如射线理论模型、简化的衰减模型，以及早期用于分析和仿真的经验模型。 统计模型： 重点阐述用于描述水声信道时变特性的统计模型，包括多途模型（如平坦衰落模型、瑞利衰落模型）、多普勒效应模型等。作者会分析不同模型如何刻画水声信道的衰落、多普勒扩展、相干时间等重要参数。 基于数据驱动的模型： 随着大数据和机器学习技术的发展，本书也会介绍如何利用实际测量数据构建更精确、更具适应性的水声信道模型。 建模的挑战与未来方向： 讨论现有模型在复杂海洋环境下的局限性，并展望未来水声信道建模的发展趋势，例如考虑非线性效应、更精细的海洋环境参数等。 第三部分：水声通信的信号处理技术 信号处理是水声通信的核心技术之一。本书将深入探讨在恶劣水声环境下实现可靠通信所需的各种信号处理算法。 调制解调技术： 介绍适用于水声环境的调制方式，如频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、正交频分复用（OFDM）等，并分析它们在低信噪比、高时延、多途效应下的性能表现。特别会强调OFDM技术在水声通信中的优势，如抵抗多途效应的能力。 均衡技术： 详细讲解如何利用均衡器来抵消多途传播引起的符号间干扰（ISI）。内容将涵盖传统的线性均衡器（如LMS、RLS）以及更先进的非线性均衡器，并结合水声信道的特点分析其参数设置和性能优化。 信道估计与跟踪： 阐述在时变的水声信道中进行准确信道估计和实时跟踪的重要性，介绍常用的导引序列（Pilot Symbols）设计方法以及基于最小二乘、最大似然等算法的信道估计技术。 纠错编码技术： 重点介绍在水声通信中广泛应用的纠错码，如卷积码、里德-所罗门码（RS码）以及Turbo码、LDPC码等现代高性能纠错码。分析这些编码方案如何提高通信的鲁棒性和可靠性，并针对水声信道的特点进行码字设计和译码算法优化。 自适应技术： 探讨各种自适应算法在水声通信中的应用，包括自适应均衡、自适应调制编码（AMC）等，旨在根据信道条件的变化动态调整通信参数，实现最优性能。 噪声抑制与干扰剔除： 介绍基于谱减法、维纳滤波等传统方法的噪声抑制技术，以及更先进的基于机器学习的噪声和干扰剔除方法，以提高信号的清晰度。 第四部分：水声通信系统的设计与实现 在掌握了基本原理和信号处理技术之后，本书将进一步引导读者进行实际的水声通信系统的设计与实现。 换能器技术： 介绍水声换能器的基本原理、类型、设计要求以及在通信系统中的作用。讨论换能器的频率响应、指向性、功率等参数对通信性能的影响。 硬件平台与嵌入式系统： 探讨水声通信设备（如声纳、水下节点）的硬件组成，包括信号处理器、数据采集与回放单元、通信接口等。重点关注嵌入式系统在水声通信设备中的设计与实现，以及相关的软件开发。 协议栈设计： 详细介绍水声通信网络协议栈的设计。与传统的IP协议栈相比，水声网络协议栈需要特别考虑低带宽、高时延、节点失效等特点。本书将深入分析MAC层（如TDMA、CDMA、Aloha变种）、网络层（如路由算法、拥塞控制）以及应用层协议的设计。 水声网络拓扑与路由： 探讨不同水声网络拓扑（如点对点、星型、网状）的优缺点，以及适用于水声环境的路由算法，如基于跳数、能量、时延等的多目标路由。 同步技术： 在低带宽、高时延的环境下，实现系统间的精确同步是一个重大挑战。本书将介绍各种同步技术，包括时钟同步、载波同步、符号同步等，以及它们在水声通信中的实现细节。 第五部分：水声通信的应用领域与发展趋势 本书的最后一大部分，将聚焦于水声通信的实际应用，并展望未来的发展方向。 军事应用： 重点阐述水声通信在军事领域的关键作用，包括水下侦察、预警、目标跟踪、水下兵力协同、水雷探测与对抗、水下武器指挥与控制等。强调国防特色规划教材在培养相关领域专业人才方面的重要性。 海洋科学研究： 介绍水声通信在海洋观测、环境监测、海底资源勘探、海洋生物研究等方面的应用，例如构建海底观测网络、进行海洋声学实验、遥感海底地质等。 水下工程与资源开发： 探讨水声通信在水下机器人（AUV/ROV）导航与控制、海底油气勘探、水下设施维护、海上风电场建设等领域的应用。 水下安全与搜救： 讨论水声通信在水下事故搜救、水下导航定位、水下边界监控等方面的作用。 未来发展趋势： 展望水声通信技术未来的发展方向，例如： 更高的数据速率： 随着信号处理和编码技术的进步，追求更高的通信速率以支持更复杂的数据传输。 更高的可靠性与鲁棒性： 进一步提升系统在极端复杂海洋环境下的通信性能。 智能化与自适应性： 利用人工智能和机器学习技术，实现通信系统的智能化管理和自适应优化。 混合通信： 探索水声通信与其它通信方式（如光学通信、射频通信）的融合，以实现更广泛、更高效的水下通信网络。 低功耗与长寿命： 针对无人水下航行器（UUV）和长期布放的传感器节点，开发低功耗的水声通信技术。 安全性： 关注水声通信信息的安全与隐私保护。 本书内容丰富，理论与实践相结合，力求为读者提供一个全面、深入的水声通信知识框架。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解水声通信的原理、掌握关键技术，并能将其应用于实际工程问题中，为我国在海洋开发、国防建设等领域培养高素质的科技人才贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在校的通信工程专业学生，最近因为课程需要，开始接触水声通信这个方向，手里恰好有这本《信息与通信技术：水声通信理论与应用》。坦白说，拿到书的时候，我对“国防特色”这几个字略带一丝疑虑，担心内容会过于晦涩或者脱离我们普通院校的教学体系。然而，实际阅读下来，我的看法有了极大的转变。这本书的讲解深度和广度都恰到好处，既有扎实的理论基础，又不乏前沿技术的探讨。在讲解水声信道的特性时，作者非常细致地分析了环境因素对信号传播的影响，比如温度、盐度、压力、海况等等，这些对于理解水声通信的挑战至关重要。而且，书中对于不同类型的水声通信调制方式的对比分析，让我对各自的优缺点有了更直观的认识。特别是关于低速率、高可靠性通信和高速率、低可靠性通信的设计思路，以及在不同场景下的权衡，都给出了非常具有参考价值的指导。我最欣赏的一点是，书中并没有止步于理论，而是大量引用了实际工程案例和研究成果，这使得原本抽象的理论变得生动具体。通过阅读这些案例，我能更好地理解理论知识是如何被应用到解决实际工程问题中的，这对于我未来的学习和职业发展非常有启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书我断断续续看了几个月，终于算是啃下来了。一开始是被“国防特色”这几个字吸引，总觉得这种教材会更加务实、更加贴近实际需求，也确实如此。书中的内容，尤其是在介绍水声通信的原理和技术发展历程时，条理非常清晰，逻辑性很强。作者在讲解基本概念时，总能联系到一些现实中的场景或者潜在的应用，让我这个初学者也能理解。比如，在讲到信号传播的衰减和多径效应时，不仅仅是给出了数学公式，还用形象的比喻说明了这些效应对通信质量的影响，以及如何在设计中加以克服。而且，书中穿插了一些历史案例，讲述了水声通信技术在国防领域的一些关键突破和应用，这让我在学习理论知识的同时，也对这项技术有了更深的认识和敬畏。那些关于声呐、水下传感器网络等部分的讲解，虽然有些地方我还需要反复琢磨，但整体感觉非常扎实，就像在打地基一样，把最核心的知识点牢牢地抓住了。特别是关于调制解调、编码纠错的章节，理论推导严谨，同时又提供了很多工程实现的考量，这对于我这种想从理论走向实践的人来说，简直是如获至宝。虽然我并不是这方面的专业人士，但阅读这本书的过程，让我对信息与通信技术在水下领域的应用有了前所未有的清晰认识。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对信息技术和海洋探索都充满兴趣的爱好者，我一直对水下通信技术感到好奇。机缘巧合下，我读到了这本《信息与通信技术：水声通信理论与应用》，这本书可以说是完全打开了我对水声通信认知的大门。它不像我之前看过的那些泛泛而谈的文章，而是以一种系统、深入的方式，将复杂的水声通信原理一层层地剖析开来。一开始，我被书中对水声信道特性的细致描述所吸引，作者生动地解释了声音在水中的传播方式与在空气中截然不同，以及由此带来的各种挑战，比如巨大的传输损耗、多径效应、多普勒效应等等，这些都是我之前从未深入了解过的。接着，书中详细介绍了各种用于克服这些挑战的水声通信技术，从基本的调制解调技术，到更高级的信道编码、均衡技术，再到智能化的信号处理方法，都进行了清晰的阐述。我尤其对书中关于自适应均衡算法和分布式水声通信网络的研究部分印象深刻，这让我看到了水声通信在未来物联网、海洋监测等领域的巨大潜力。虽然其中有些数学公式和算法对我来说有一定的阅读门槛，但作者的讲解方式以及丰富的图表，极大地帮助我理解了核心思想。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在某研究所从事相关领域研究的技术人员，最近在寻找一本能够系统梳理水声通信理论并提供应用思路的参考书。在阅读了这本书后，我认为它在理论体系的构建和实际应用场景的关联上，做得相当出色。书中对于水声通信系统的组成、工作原理的阐述，条理清晰，逻辑严谨，能够帮助读者快速建立起对整个技术体系的认知框架。尤其是在对当前主流水声通信调制解调方案的对比分析部分，作者不仅列举了各自的性能指标，还深入探讨了其在不同应用环境下的适用性，这对于指导实际项目的设计和优化非常有价值。我个人对书中关于水声通信中的自适应均衡和分布式组网技术的部分非常感兴趣，这些内容直击水声通信面临的关键技术瓶颈，并且提供了前沿的研究思路和解决方案。此外，书中对一些典型应用案例的介绍，例如水下测绘、水下目标探测、水下机器人通信等，都紧密结合了实际工程需求，能够帮助我们更好地理解理论是如何转化为实际工程能力的。这本书的“国防特色”并非简单的口号，而是体现在其内容的侧重点和对工程实用性的强调上。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的像一本“水下通信的百科全书”，让我这个完全的外行也看得津津有味。我一开始只是好奇水下是怎么通信的，为什么不能用和陆地上一样的无线电，读了这本书我才明白其中的奥妙。书里讲到声音在水里传播和在空气里完全不一样，能量损失特别大，还会有各种回声干扰，所以需要用一套完全不同的方法来传递信息。作者把这些复杂的概念都讲得非常通俗易懂，就像在给我讲故事一样。比如，讲到信号怎么变强变弱，怎么被反射回来，都有很形象的图画和例子。然后，书里又讲了各种各样厉害的“魔法”——各种各样的信号编码、加密技术，还有让信号变清晰的“耳朵”和“嘴巴”，这些都是为了让水下的信息能够准确无误地传递。我特别喜欢看关于“水声通信网络”的那一部分，想象着无数个水下设备通过声音互相交流，感觉就像进入了一个奇妙的水下世界。虽然有些地方的公式看起来有点吓人，但我能理解作者想要表达的意思，就是这些复杂的数学工具是为了让水下通信变得更聪明、更强大。总的来说，这本书让我对这个神秘的水下通信领域有了全新的认识，感觉自己也变得更博学了。

评分☆☆☆☆☆

7.4 MIMO系统与发射分集

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参考文献

评分☆☆☆☆☆

条形码: 9787561235058

评分☆☆☆☆☆

5.4 判决反馈均衡器

评分☆☆☆☆☆

1.1 水声通信系统的组成和主要性能指标

评分☆☆☆☆☆

2.4 常用声场分析模型与方法

评分☆☆☆☆☆

出版社: 西北工业大学出版社; 第1版 (2012年11月1日)

评分☆☆☆☆☆

8.6 扩频技术在水声通信系统中的应用

评分☆☆☆☆☆

7.2 水声信道中的分集技术