带内全双工水声通信系统理论与技术

在结构体系上，首次构建了完整的带内全双工水声通信自干扰抵消和抑制理论研究框架，具体包括三方面研究内容：传播域自干扰信道建模技术、模拟域非线性干扰抵消技术、数字域残余自干扰抵消技术，为全双工水声通信技术研究提供理论基础与支撑。书中所述内容全部为带内全双工水声通信在工程应用过程中遇到的问题对应的解决方案，具有极高的参考价值。

本书以实现带内全双工水声通信为目标，围绕自干扰信号成分及信道结构研究不清晰，模拟城自干扰抵消性能受硬件设备参数影响、时变自干扰信道估计与数字域自干扰抵消性能受限等问题，较全面地论述了带内全双工水声通信系统理论与相关技术，并提出了适用于带内全双工水声通信技术的研究框架体系，具有较强的实践性。最后，基于已有研究与实验结果，对未来研究重点方向进行了展望。
本书可供水声工程领域科研及工程技术人员参考，也可供水声通信相关专业高年级本科生及研究生参考。

哈尔滨工程大学水声工程学院博士毕业生，现就职于中国船舶集团有限公司，第七一〇研究所，从事水声通信技术研究方面工作，具体涉及：带内全双工水声通信、移动稳健水声通信、水声通信机设计与开发。

第1章绪论/1
1.1水声通信技术研究现状简述/2
1.2水声通信调制解调器及其网络化应用/6
1.3全双工通信技术优势与研究现状分析/12
1.4带内全双工通信系统自干扰抵消与抑制关键技术分述/16
1.4.1传播域自干扰信道建模技术研究现状/17
1.4.2模拟域自干扰抵消技术研究现状/18
1.4.3数字域自干扰抑制技术研究现状/20
1.4.4空间域自干扰抑制技术研究现状/22
1.5带内全双工通信系统整体研究趋势分析/23
1.6本书主要内容和结构/26
参考文献/28
第2章传播域自干扰信道建模与特性分析/41
2.1自干扰信号传播过程分析/41
2.2带内全双工水声通信环路自干扰信道建模/42
2.2.1带内全双工通信节点简化模型/42
2.2.2简化模型仿真误差控制与参数配置/44
2.3带内全双工水声通信多径自干扰信道建模/47
2.3.1多径自干扰信道基本模型/47
2.3.2时变多径自干扰信道建模/51
2.4传播域自干扰信道仿真结果分析/53
2.4.1环路自干扰信号传播过程与构成分析/53
2.4.2环路自干扰信道特性分析/55
2.4.3静态多径自干扰信道仿真与特性分析/58
2.4.4时变多径自干扰信道仿真/60
2.5外场验证实验结果分析/62
2.5.1实测环路自干扰信号特性分析/63
2.5.2实测环路自干扰信道特性分析/65
2.5.3实测多径自干扰信道特性分析/67
2.5.4IBFD-UWA通信节点设计策略/67
2.6设计策略/69
2.7内容与结论/69
2.8内容凝练/70
参考文献/70
第3章模拟域自干扰抵消方案及影响因素分析/72
3.1模拟域自干扰抵消基本方案性能分析/72
3.1.1自干扰抵消需求分析/73
3.1.2模数转换位数对模拟域自干扰抵消需求影响分析/75
3.1.3常规模拟域自干扰抵消方案性能理论分析/78
3.1.4常规模拟域自干扰抵消方案性能仿真分析/80
3.2自干扰非线性分量特征及预失真补偿技术/83
3.2.1功率放大器非线性失真特性分析/83
3.2.2基于MP模型的非线性失真影响分析/86
3.2.3功放输出重构与数字预失真补偿技术/87
3.3主要内容与结论/95
3.4内容凝练/95
参考文献/95
第4章基于输出重构的数字辅助模拟域自干扰抵消技术/98
4.1数字辅助模拟域自干扰抵消技术分类/98
4.2基于PA-DAA-SIC的系统结构与基本原理/99
4.3基于MP-DAA-SIC的系统结构与基本原理/101
4.4基于DPD-MP/PA-DAA-SIC的系统结构与基本原理/103
4.5DAA-SIC方法仿真性能分析/105
4.5.1自干扰抵消性能理论仿真与分析/105
4.5.2PA-DAA-SIC仿真结果与性能分析/105
4.5.3MP-DAA-SIC仿真结果与性能分析/107
4.5.4DPD-MP/PA-DAA-SIC仿真结果与性能分析/110
4.6实测硬件参数下的方案性能分析/112
4.6.1硬件参数测量实验与电路仿真参数设置/112
4.6.2电路仿真结果与性能分析/113
4.7主要内容与结论/121
4.8内容凝练/121
参考文献/121
第5章时变信道下数字域自干扰抵消关键技术研究/123
5.1时变自干扰传播信道特征分析/124
5.1.1时变自干扰传播信道系统函数分析/124
5.1.2时变自干扰传播信道局部稳定性/127
5.2时变自干扰传播信道估计与自干扰抵消技术/130
5.2.1Kalman滤波器基本原理/131
5.2.2分簇路径特征变化驱动的信道结构跟踪技术/133
5.3算法仿真及性能分析/137
5.3.1仿真场景与参数设置/137
5.3.2仿真数据处理结果与性能分析/138
5.4主要内容与结论/141
5.5内容凝练/142
参考文献/142
第6章基于变遗忘因子RLS滤波器的数字域自干扰抵消技术/144
6.1自干扰传播信道估计性能分析/144
6.1.1基于RLS滤波器的信道估计性能分析/145
6.1.2时变自干扰传播信道下RLS稳态性能分析/147
6.2变遗忘因子RLS滤波器/149
6.3算法仿真及性能分析/151
6.3.1仿真场景与参数设置/151
6.3.2仿真数据处理结果与性能分析/152
6.4主要内容与结论/160
6.5内容凝练/161
参考文献/161
第7章带内全双工水声通信技术研究新思路与展望/162
7.1难点分析与总结/164
7.1.1空间域自干扰抑制难点分析/165
7.1.2传播域自干扰信道估计难点分析/165
7.1.3模拟域自干扰抵消难点分析/167
7.1.4数字域自干扰抵消难点分析/169
7.2带内全双工水声通信技术研究新思路/170
7.2.1自干扰成分及信道认知与强度抑制新思路/170
7.2.2基于先验干扰信道信息的干扰抵消新思路/193
7.2.3模拟域自干扰抵消过程中发现的新问题/198
7.2.4带内全双工水声通信体制、帧结构设计思路与建议/199
7.3未来研究方向与预期应用场景/200
参考文献/201
附录英文缩写词、简写对照表(中英)/203