目錄 叢書序 自序 第1章 緒論 1 1.1 水聲通信技術的發展 1 1.2 水聲信道的雙重選擇性衰落 4 1.3 水聲信道的稀疏特性及其利用 5 1.4 壓縮感知與稀疏水聲信道估計 7 1.5 水聲信道的時延多普勒雙擴展模型 8 參考文獻 10 第2章 水聲信道傳播特性 14 2.1 聲傳播特性 14 2.1.1 傳播損失 15 2.1.2 噪聲 16 2.1.3 海洋中的聲速 17 2.2 水聲信道雙擴展特性 18 2.2.1 信噪比 19 2.2.2 信道容量 19 2.2.3 時延與稀疏結構 20 2.2.4 時變性與多普勒頻移 22 2.3 小結 24 參考文獻 24 第3章 自適應水聲信道估計 26 3.1 LMS算法及SOLMS算法簡介 28 3.2 時變信道混合估計算法 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 算法收斂性分析 34 3.5 仿真實驗 34 3.6 海試實驗 36 3.7 小結 40 參考文獻 40 第4章 水聲信道的結構參數估計 42 4.1 模型描述 43 4.2 進化規劃 44 4.3 基于進化規劃的多徑時延估計 45 4.4 算法實驗結果 46 4.4.1 仿真實驗 46 4.4.2 海試實驗 48 4.4.3 海試結果驗證 49 4.5 小結 50 參考文獻 50 第5章 水聲信道的壓縮感知估計 52 5.1 壓縮感知估計算法 53 5.1.1 水聲信道稀疏模型 53 5.1.2 AL0算法 54 5.2 仿真實驗 57 5.3 海試實驗 60 5.4 小結 62 參考文獻 62 第6章 雙擴展水聲信道的時延-多普勒域稀疏估計 64 6.1 雙擴展水聲信道 64 6.2 雙擴展水聲信道的稀疏模型 65 6.3 雙擴展水聲信道的時延多普勒域稀疏估計 67 6.4 估計算法復雜度分析與性能評估 69 6.5 雙擴展水聲信道估計數值仿真 71 6.6 雙擴展水聲信道估計海試實驗 74 6.7 小結 77 參考文獻 78 第7章 長時延擴展水聲信道的聯合稀疏恢復估計 79 7.1 系統模型 80 7.1.1 水聲通信系統模型 80 7.1.2 壓縮感知信道估計 81 7.1.3 分布式壓縮感知信道估計 81 7.1.4 聯合稀疏恢復水聲信道估計算法 82 7.1.5 信道估計算法性能評估 83 7.2 仿真實驗 84 7.3 海試實驗 86 7.3.1 實驗設置 86 7.3.2 海試實驗結果與分析 87 7.4 小結 90 參考文獻 90 第8章 SIMO水聲信道的稀疏恢復估計 91 8.1 原理介紹 92 8.1.1 SIMO信道估計 92 8.1.2 SIMO系統DCS信道估計 92 8.1.3 聯合稀疏恢復SIMO信道估計算法 93 8.1.4 信道估計算法性能評估 94 8.2 仿真實驗 95 8.3 海試實驗 99 8.3.1 實驗設置 99 8.3.2 實驗結果分析與討論 100 8.4 小結 102 參考文獻 102 第9章 MIMO水聲信道稀疏估計 104 9.1 系統模型 105 9.1.1 水聲MIMO通信系統模型 105 9.1.2 水聲MIMO信道的分布式壓縮感知估計 106 9.2 仿真實驗 111 9.3 海試實驗 114 9.4 小結 118 參考文獻 118 第10章 多頻帶水聲信道的時頻聯合稀疏估計 120 10.1 多頻帶水聲通信簡介 120 10.2 多頻帶SIMO水聲信道模型 121 10.3 基于多路徑選擇的時頻聯合稀疏信道估計算法 122 10.3.1 算法推導 122 10.3.2 計算復雜度分析 125 10.4 仿真實驗 125 10.4.1 仿真設置 125 10.4.2 仿真結果與分析 126 10.5 海試實驗 127 10.5.1 海試實驗設置 127 10.5.2 實驗結果與分析 128 10.6 小結 132 參考文獻 132 第11章 時變水聲信道的動態壓縮感知估計 134 11.1 系統模型 136 11.1.1 水聲通信系統模型 136 11.1.2 信道估計算法性能評估 136 11.2 卡爾曼濾波器的壓縮感知 137 11.3 仿真實驗 140 11.4 海試實驗 141 11.4.1 實驗設置 142 11.4.2 海試實驗結果與分析 143 11.5 小結 146 參考文獻 146 第12章 時反擴頻水聲通信研究 148 12.1 多通道被動時反擴頻水聲通信技術原理 149 12.1.1 多通道時反 149 12.1.2 直接序列擴頻基本原理 150 12.1.3 卷積編碼及譯碼 150 12.2 系統方案 150 12.3 實驗結果與討論 152 12.4 小結 155 參考文獻 155 第13章 時反OFDM水聲通信 156 13.1 原理介紹 157 13.1.1 時頻差分OFDM 157 13.1.2 采用多通道時反處理的時頻差分OFDM 158 13.2 系統方案 159 13.3 仿真與實驗 160 13.3.1 仿真設計 160 13.3.2 仿真實驗結果與分析 160 13.3.3 海試實驗設置 162 13.3.4 海試實驗結果 163 13.4 小結 165 參考文獻 165 第14章 時反MFSK水聲通信 167 14.1 算法介紹 168 14.1.1 垂直陣虛擬式時反 168 14.1.2 MFSK解調 168 14.2 系統技術方案 168 14.3 實驗與討論 169 14.3.1 實驗設置 169 14.3.2 實驗結果與討論 171 14.4 小結 172 參考文獻 173 第15章 混合優化水聲信道估計 174 15.1 混合優化水聲信道估計算法 174 15.1.1 多徑參數模型 174 15.1.2 混合優化算法 176 15.2 實驗結果 177 15.2.1 仿真實驗結果 177 15.2.2 海試信道實驗結果 178 15.3 小結 179 參考文獻 180 索引 181 彩圖