单载波水声通信技术

   水声通信是当前实现水下信息传输的主要技术手段，而单载波调制作为水声通信技术中的重要组成，是水声通信领域的关键技术之一。本书系统地论述单载波水声通信技术的基本理论、通信信号处理方法以及相应的仿真与试验验证结果。全书内容以水声通信中单载波调制为主线，按照先后顺序进行组织，贯穿时域均衡、频域均衡、迭代均衡、互补码键控扩频和循环移位扩频五个方面，包含了低、中、高三种带宽效率的水声通信方法。

本书可供从事水声通信和信号处理等领域工作的广大技术人员学习与参考，也可以作为高等院校信息科学与技术等学科的高年级本科生、研究生的参考书。

丛书序
自序
第1章 绪论 1
1.1 水声信道特征概述 1
1.1.1 水下声速 1
1.1.2 传播损失及可用带宽 1
1.1.3 多普勒扩展及时变性 3
1.1.4 多普勒效应 4
1.1.5 环境噪声 6
1.2 水声通信系统的基本组成 8
1.3 水声通信调制技术 9
1.3.1 非相干调制技术 9
1.3.2 单载波调制技术 10
1.3.3 多载波调制技术 11
1.3.4 扩频调制技术 12
1.4 总体性能评价准则 13
参考文献 15
第2章 单载波时域均衡 16
2.1 信号与系统模型 16
2.2 典型接收机 18
2.2.1 判决反馈均衡器 19
2.2.2 自适应算法 21
2.2.3 内嵌数字锁相环的DFE 23
2.3 多通道均衡 26
2.3.1 常规多通道DFE 26
2.3.2 被动时反DFE 28
2.4 子阵被动时反DFE 31
2.4.1 基本原理 31
2.4.2 计算机仿真 34
2.4.3 湖试结果 37
2.5 本章小结 42
参考文献 42
第3章 单载波频域均衡 44
3.1 SC-FDE基本原理 45
3.1.1 系统模型 45
3.1.2 频域均衡 46
3.1.3 帧结构类型 50
3.1.4 计算量分析 54
3.2 水声信道中的SC-FDE接收处理方法 54
3.2.1 残余多普勒频移估计 56
3.2.2 初始相位旋转估计与补偿 57
3.3 单载波时频域联合均衡 59
3.3.1 时频域联合均衡系统模型 59
3.3.2 仿真性能分析 61
3.3.3 湖上试验数据处理 61
3.4 块迭代软判决反馈均衡算法 64
3.4.1 块迭代软判决反馈均衡 65
3.4.2 迭代信道估计 67
3.4.3 仿真性能分析 68
3.4.4 湖上试验数据处理 70
3.5 本章小结 73
参考文献 74
第4章 单载波迭代均衡 76
4.1 Turbo均衡 77
4.1.1 基本原理 77
4.1.2 卷积编码 79
4.1.3 交织器 81
4.1.4 MAP算法 82
4.1.5 LOG-MAP和MAX-LOG-MAP算法 85
4.2 时域迭代均衡 86
4.3 频域迭代均衡 88
4.3.1 频域判决反馈的频域均衡 88
4.3.2 仿真性能分析 90
4.3.3 湖上试验数据分析 93
4.4 时频域Turbo均衡 96
4.4.1 单载波时频域Turbo均衡 96
4.4.2 单载波双向时频域Turbo均衡 97
4.4.3 仿真性能分析 98
4.4.4 湖上试验数据分析 100
4.5 基于BLMS的频域自适应Turbo均衡 104
4.5.1 频域自适应均衡器 104
4.5.2 频域直接自适应Turbo均衡 107
4.5.3 仿真性能分析 110
4.5.4 湖上试验数据分析 113
4.6 本章小结 120
参考文献 120
第5章 单载波互补码键控扩频 122
5.1 CCK基本原理 123
5.1.1 FR-CCK 123
5.1.2 HR-CCK 124
5.1.3 GCCK调制 124
5.1.4 CCK码片扩展 125
5.2 CCK接收方法 126
5.2.1 无ISI时的接收算法及性能分析 126
5.2.2 存在ISI时的接收算法及性能分析 131
5.3 基于最大似然的CCK Turbo方法 137
5.3.1 MAP-CCK-TE方法 138
5.3.2 降低计算量的迭代均衡方法 140
5.4 CCK-SM调制方法 143
5.4.1 MIMO-IBDFE均衡 146
5.4.2 CCK软译码 148
5.5 计算机仿真试验和性能分析 149
5.5.1 GCCK性能分析 149
5.5.2 扩展CCK性能分析 156
5.5.3 CCK Turbo均衡性能分析 158
5.5.4 CCK-SM性能分析 161
5.6 本章小结 164
参考文献 164
……