现代水声技术与应用丛书:水声信道估计(精装)

目录 丛书序 自序 第1章 绪论 1 1.1 水声通信技术的发展 1 1.2 水声信道的双重选择性衰落 4 1.3 水声信道的稀疏特性及其利用 5 1.4 压缩感知与稀疏水声信道估计 7 1.5 水声信道的时延多普勒双扩展模型 8 参考文献 10 第2章 水声信道传播特性 14 2.1 声传播特性 14 2.1.1 传播损失 15 2.1.2 噪声 16 2.1.3 海洋中的声速 17 2.2 水声信道双扩展特性 18 2.2.1 信噪比 19 2.2.2 信道容量 19 2.2.3 时延与稀疏结构 20 2.2.4 时变性与多普勒频移 22 2.3 小结 24 参考文献 24 第3章 自适应水声信道估计 26 3.1 LMS算法及SOLMS算法简介 28 3.2 时变信道混合估计算法 29 3.3 算法仿真 29 3.4 NNCLMS算法 32 3.4.1 算法描述 32 3.4.2 算法收敛性分析 34 3.5 仿真实验 34 3.6 海试实验 36 3.7 小结 40 参考文献 40 第4章 水声信道的结构参数估计 42 4.1 模型描述 43 4.2 进化规划 44 4.3 基于进化规划的多径时延估计 45 4.4 算法实验结果 46 4.4.1 仿真实验 46 4.4.2 海试实验 48 4.4.3 海试结果验证 49 4.5 小结 50 参考文献 50 第5章 水声信道的压缩感知估计 52 5.1 压缩感知估计算法 53 5.1.1 水声信道稀疏模型 53 5.1.2 AL0算法 54 5.2 仿真实验 57 5.3 海试实验 60 5.4 小结 62 参考文献 62 第6章 双扩展水声信道的时延-多普勒域稀疏估计 64 6.1 双扩展水声信道 64 6.2 双扩展水声信道的稀疏模型 65 6.3 双扩展水声信道的时延多普勒域稀疏估计 67 6.4 估计算法复杂度分析与性能评估 69 6.5 双扩展水声信道估计数值仿真 71 6.6 双扩展水声信道估计海试实验 74 6.7 小结 77 参考文献 78 第7章 长时延扩展水声信道的联合稀疏恢复估计 79 7.1 系统模型 80 7.1.1 水声通信系统模型 80 7.1.2 压缩感知信道估计 81 7.1.3 分布式压缩感知信道估计 81 7.1.4 联合稀疏恢复水声信道估计算法 82 7.1.5 信道估计算法性能评估 83 7.2 仿真实验 84 7.3 海试实验 86 7.3.1 实验设置 86 7.3.2 海试实验结果与分析 87 7.4 小结 90 参考文献 90 第8章 SIMO水声信道的稀疏恢复估计 91 8.1 原理介绍 92 8.1.1 SIMO信道估计 92 8.1.2 SIMO系统DCS信道估计 92 8.1.3 联合稀疏恢复SIMO信道估计算法 93 8.1.4 信道估计算法性能评估 94 8.2 仿真实验 95 8.3 海试实验 99 8.3.1 实验设置 99 8.3.2 实验结果分析与讨论 100 8.4 小结 102 参考文献 102 第9章 MIMO水声信道稀疏估计 104 9.1 系统模型 105 9.1.1 水声MIMO通信系统模型 105 9.1.2 水声MIMO信道的分布式压缩感知估计 106 9.2 仿真实验 111 9.3 海试实验 114 9.4 小结 118 参考文献 118 第10章 多频带水声信道的时频联合稀疏估计 120 10.1 多频带水声通信简介 120 10.2 多频带SIMO水声信道模型 121 10.3 基于多路径选择的时频联合稀疏信道估计算法 122 10.3.1 算法推导 122 10.3.2 计算复杂度分析 125 10.4 仿真实验 125 10.4.1 仿真设置 125 10.4.2 仿真结果与分析 126 10.5 海试实验 127 10.5.1 海试实验设置 127 10.5.2 实验结果与分析 128 10.6 小结 132 参考文献 132 第11章 时变水声信道的动态压缩感知估计 134 11.1 系统模型 136 11.1.1 水声通信系统模型 136 11.1.2 信道估计算法性能评估 136 11.2 卡尔曼滤波器的压缩感知 137 11.3 仿真实验 140 11.4 海试实验 141 11.4.1 实验设置 142 11.4.2 海试实验结果与分析 143 11.5 小结 146 参考文献 146 第12章 时反扩频水声通信研究 148 12.1 多通道被动时反扩频水声通信技术原理 149 12.1.1 多通道时反 149 12.1.2 直接序列扩频基本原理 150 12.1.3 卷积编码及译码 150 12.2 系统方案 150 12.3 实验结果与讨论 152 12.4 小结 155 参考文献 155 第13章 时反OFDM水声通信 156 13.1 原理介绍 157 13.1.1 时频差分OFDM 157 13.1.2 采用多通道时反处理的时频差分OFDM 158 13.2 系统方案 159 13.3 仿真与实验 160 13.3.1 仿真设计 160 13.3.2 仿真实验结果与分析 160 13.3.3 海试实验设置 162 13.3.4 海试实验结果 163 13.4 小结 165 参考文献 165 第14章 时反MFSK水声通信 167 14.1 算法介绍 168 14.1.1 垂直阵虚拟式时反 168 14.1.2 MFSK解调 168 14.2 系统技术方案 168 14.3 实验与讨论 169 14.3.1 实验设置 169 14.3.2 实验结果与讨论 171 14.4 小结 172 参考文献 173 第15章 混合优化水声信道估计 174 15.1 混合优化水声信道估计算法 174 15.1.1 多径参数模型 174 15.1.2 混合优化算法 176 15.2 实验结果 177 15.2.1 仿真实验结果 177 15.2.2 海试信道实验结果 178 15.3 小结 179 参考文献 180 索引 181 彩图