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王金龙 著

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店铺： 科学出版社旗舰店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030371652

商品编码：10682657947

包装：平装

开本：16

出版时间：2014-03-10

页数：340

字数：422

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短波数字通信研究与实践
	定价	88.00
	出版社	科学出版社
	版次	1
	出版时间	2014年03月
	开本	16
	作者	王金龙
	装帧	平装
	页数	340
	字数	422
	ISBN编码	9787030371652

内容介绍
本书内容包括信道模型构、移频键控调制、多载波并行调制、单载波串行调制、正交扩频、宽带高速数据传输、纠错编码、自动链路建立、综合组网、综合抗干扰等短波数字通信系统中的关键技术，详细分析了其基本原理、工程实践及发展趋势，并给出了基于软件无线电的短波数字化信道机的设计方法。本书面向短波数字通信zui新技术进展，力求在理论与实践之间搭建桥梁，为该领域前沿技术研究和系统工程实现的研究人员、工程技术人员提供指导。

作者介绍
王金龙，解放军理工大学教授、博士生导师，中国通信学会国防通信技术委员会副主任委员，解放军总装备部科学技术委员会兼职委员。主要从事无线通信、通信信号处理、认知无线网络等领域的教学科研工作，主持和参与国家*重大科研项目十余项，获国家科学技术进步二等奖2项、省部级科技进步一等奖4项。先后被评为国家有突出贡献的中青年专家、全国优秀科技工作者、全国优秀教师，获求是杰出青年实用工程奖，享受政府特殊津贴，入选国家“百千万人才工程”第*层次培养对象和全军“科技领军人才”培养对象。

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《短波数字通信研究与实践》理论联系实际，内容丰富，层次清晰，可读性强，既可以作为各高等院校通信专业、电子工程专业本科生、研究生的教材，也可以作为从事相关领域研究的科研人员和工程技术人员的参考用书，特别对无线通信工程技术人员如何从理论走向工程实践具有指导作用。
目录
序
前言
第1章短波通信概述
1.1短波通信发展历程
1.2短波通信特点
1.2.1短波通信的优势
1.2.2短波通信的不利因素
1.3短波通信现状及发展
1.3.1高性能数据传输
1.3.2自动链路建立
1.3.3有效的组网方式
1.3.4智能化业务管理
1.3.5综合抗干扰处理
1.4小结
第2章短波信道建模与仿真
2.1引言
2.2短波信道特性
2.2.1电离层特性
2.2.2可用频率窗口与zui佳工作频率
2.2.3短波传播特性
2.3短波信道模型
2.3.1短波信道数学表述
2.3.2 Watterson模型
2.3.3 ITS宽带短波信道模型
2.4短波信道模拟器的设计与实现
2.4.1一种低复杂度的宽带短波信道模拟器结构
2.4.2基于归一化参数的时延功率剖面实现
2.4.3低存储量的随机调制函数实现
2.4.4高斯白噪声的实现
2.4.5宽带短波信道模拟器有效性分析
2.5短波通信链路设计
2.5.1链路损耗计算
2.5.2超远距离通信天线方向修正
2.6小结
第3章频移键控数据传输
3.1 引言
3.2频移键控数据传输波形设计
3.2.1采样速率和码元符号速率选择
3.2.2频移间隔选择
3.2.3 FSK性能分析
3.3 FSK时域滤波解调
3.3.1 FIR结构带通滤波
3.3.2 IIR结构带通滤波
3.4 FSK频域解调
3.4.1 DFT谱分析
3.4.2 FFr谱分析
3.5 2G—ALE中的8FSK数据传输
3.5.1 8FSK波形
3.5.2基于前后窗的位同步方法
3.5.3基于合法字符集的字同步与解调
3.6时频调制
3.6.1时频调制的基本原理
3.6.2时频调制的设计原则
3.6.3时隙同步建立和调整
3.6.4多符号联合解调
3.7小结
第4章多载波并行数据传输
4.1引言
4.2多载波并行数据传输波形
4.2.1码元宽度和子载波调制方式选择
4.2.2子载波数和时域多径保护间隔
4.2.3数据传输波形
4.2.4 39音并行调制解调器主要技术参数
4.3并行调制解调的IFFT／FFT实现
4.3.1多载波并行数据传输结构
4.3.2偶对称拓展WET调制
4.3.3基于希尔伯特变换的FFT解调算法
4.4信号检测与同步技术
4.4.1基于谱线位置及能量的信号检测
4.4.2系统频偏的zui大似然估计
4.4.3双DFT变换内积帧同步建立
4.5定时与频偏跟踪技术
4.5.1基于zui小频谱泄漏的同步跟踪
4.5.2信号迟入同步
4.5.3基于谱线能量和数据辅助的多普勒频移跟踪
4.6分组纠错编码技术
4.6.1 RS编码的基本原理
4.6.2 RS编码原理和实现
4.6.3 RS译码原理和实现
4.6.4截短RS码的改进译码算法
4.7小结
第5章单载波串行数据传输
5.1引言
5.2单载波串行数据传输波形设计
5.2.1调制方式和成形滤波
5.2.2数据帧设计
5.2.3单载波串行数据传输系统结构
5.2.4数据传输格式
5.2.5单载波串行调制解调器主要技术参数
5.3同步捕获与跟踪技术
5.3.1载波位同步联合信号检测
5.3.2基于序列频偏估计的频偏跟踪
5.3.3迟入同步技术
5.4时域均衡逐符号数据解调
5.4.1基于卡尔曼算法的时域均衡基本原理
5.4.2主径位置对线性均衡器的影响
5.4.3深度衰落信道下的均衡方法
5.5基于数据块的迭代解调
5.5.1基于数据块的解调原理
5.5.2基于信号重构的信道估计
5.5.3信道估计与数据均衡联合迭代
5.6卷积码编译码技术
5.6.1卷积码的编码
5.6.2译码软值获取算法
5.6.3卷积码的维特比译码
5.7小结
第6章正交扩频数据传输
6.1引言
6.2正交扩频
6.2.1正交扩频调制
6.2.2zui大后验概率软值解调
6.2.3波形设计与性能评估
6.3双正交扩频
6.3.1双正交扩频调制
6.3.2zui大后验概率软值解调
6.3.3波形设计与性能评估
6.4多码正交扩频
6.4.1多码正交扩频调制
6.4.2zui大似然多码检测
6.4.3波形设计与性能评估
6.5波形分集接收
6.5.1RAKE分集合并
6.5.2性能仿真评估
6.6小结
6.7附录
第7章单载波频域均衡宽带高速数据传输
7.1引言
7.2单载波频域均衡波形
……
第8章自动链路建立
第9章综合组网技术
第10章短波信道机数字化技术
参考文献

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随着短波业务量的增大，高速可靠的数据传输成为技术发展的方向。要提高数据传输速率，扩展带宽是zui直接有效的方法；同时，在传输速率不变的情况下，扩展带宽也可以降低对信噪比的要求。
理论上，通信系统的带宽越宽，其信道容量越大。但短波通信实际可用频率窗口较窄，且信道拥挤，干扰十分严重。如果带宽过宽，在实际通信中，寻找好的宽带信道就会比较困难，因此，选择合适的带宽是短波高速数据传输首先必须考虑的问题。因此，在短波宽带高速数据传输中，信道带宽不大于25kHz是一个合理的选择。
随着带宽的扩展，短波数据传输将遭受到更加严重的频率选择性衰落，存在更严重的多径干扰。以单载波串行传输为例，当符号速率为19.2千波特时，5ms的多径时延引起的码间串扰将持续96个数据符号，此时接收端若采用时域均衡技术进行多径抵消，会导致抽头系数过多，实现复杂度过高的问题，因此单载波频域均衡（SC—FDE）技术是一个好的解决方案。
1.3.2自动链路建立
由于短波信道具有明显的窗口效应，并且频率窗口随时问变化，使得频率选择对于短波通信非常重要。长久以来通信双方的操作人员只能通过繁琐的手动操作（选频、呼叫、切换信道等）来克服其影响，不仅时效性低，且操作准确性难以保证。为使短波通信过程变得更加可靠和便于操作，出现了自动链路建立（Automatic Link Establishment，ALE）的概念。
ALE分为三个部分，包括信道评估、链路建立和链路维持。信道评估通过主动探测、被动探测和本地噪声估计完成链路质量分析。依据链路质量分析的结果，链路建立自动为点对点的单呼和点对多点的网呼选取zui优信道，通过双向握手协议建立链路。由于短波信道的时变性，在通信过程中，依靠链路维持不断监测短波信道质量的变化，采用信道切换、频率捷变等方式，保证持续可靠的通信。
链路建立技术可分为三代，其中第*代是独立于短波通信系统之外的实时探测系统，采用电离层探测的方法来为通信系统选择zui优频率。第二代在设定的频率集中，通过FSK波形探测信道，实现自动链路建立。第三代在第二代基础上，采用PSK波形探测信道，实现自动业务管理和综合组网，进一步提高短波通信系统的通信质量。
基于频谱感知的自动链路建立是下一代ALE的发展方向，以动态频率获取、宽带快速信号侦听和时分／码分相结合的信道接人机制为技术特点，全面提升短波通信系统的业务保障能力。
1.3.3有效的组网方式
短波信道的不稳定性、窄带性、开放性和信号传播的广域性使短波通信网络具有拓扑结构动态变化、可用带宽有限和网内干扰严重等特点。常见的网络拓扑结构主要有星型、自组织、分层自组织等形式，其通信方式一般为点对点和点对多点。在点对点组网时，重点研究信道链路质量和通信双方冲突等问题；而在点对多点组网时，重点研究如何选择对多个用户都合适的频率，以及多用户在同一信道上传输时的冲突避免等问题。

探索无限电波的奥秘：一部关于无线电通信的深刻剖析 在浩瀚的电磁波谱中，无线电通信以其独特的魅力和强大的穿透力，深刻地改变了人类社会的沟通方式和信息传播格局。从最初的简单信号传递，到如今覆盖全球的复杂网络，无线电通信的发展史，是一部科技进步与人类智慧交织的宏伟篇章。本书，并非专注于某个特定细分领域，而是致力于为读者构建一个关于无线电通信的宏观认知框架，深入浅出地解析其背后的科学原理、关键技术、发展历程以及对社会产生的深远影响。 第一章：电磁波的启蒙——无线电通信的理论基石 要理解无线电通信，首先必须回溯到电磁波的发现及其理论基础。本章将带领读者穿越时空，追溯麦克斯韦方程组的诞生，理解电磁波的本质——它是一种能量的传播形式，无需介质，可以在真空中以光速传播。我们将深入探讨电磁波的特性，如频率、波长、振幅、极化等，这些基本属性直接决定了无线电信号的传播方式和应用潜力。 电磁波的诞生与演化： 从法拉第的感应实验到赫兹的验证，再到马可尼的实际应用，我们将梳理电磁波理论从猜想走向实践的关键里程碑。 频率与波长的关系： 深刻理解频率和波长之间的倒数关系，以及不同频段的电磁波在传播特性上的差异。例如，长波的衍射能力强，适合远距离传播；短波则受到电离层影响，可以实现越地平线通信；微波的带宽大，是现代高速通信的主力。 电磁波的传播机制： 分析电磁波在不同环境下的传播方式，包括空间波（直线传播）、地面波（沿地球表面传播）和天波（经电离层反射传播）。深入理解这些传播机制，是理解无线电通信覆盖范围和可靠性的关键。 振幅、相位与极化： 探讨这些参数如何影响信号的强度、信息携带能力以及在接收端的选择性。例如，理解极化可以帮助减少干扰，提高通信质量。 噪声与干扰： 任何通信系统都无法避免噪声和干扰。本章将详细介绍自然噪声（如宇宙噪声、大气噪声）和人为噪声（如电子设备产生的噪声）的来源，以及它们对信号质量的影响，为后续章节讨论信号处理和抗干扰技术打下基础。 第二章：信号的诞生与蜕变——调制与解调的技术艺术 无线电通信的核心在于将信息“搭载”到电磁波上进行传输。这一过程便是调制。解调则是接收端将信息从载波中“提取”出来的过程。本章将系统地介绍各种调制技术，解析它们在信息编码、效率和抗干扰能力方面的优劣。 模拟调制技术： 调幅（AM）： 最早的调制技术之一，通过改变载波的振幅来携带信息。我们将分析其原理、优点（结构简单、易于实现）和缺点（易受噪声干扰、频谱效率不高）。 调频（FM）： 通过改变载波的频率来携带信息。详细讲解其工作原理，并重点分析其相对于AM的突出优势，如良好的抗噪声性能，因此常用于广播和音频传输。 调相（PM）： 通过改变载波的相位来携带信息。介绍其与调频的联系与区别，以及其在特定场景的应用。 数字调制技术： 幅度键控（ASK）： 将数字信号的“0”和“1”映射到不同的载波幅度。 频率键控（FSK）： 将数字信号的“0”和“1”映射到不同的载波频率。 相位键控（PSK）： 将数字信号的“0”和“1”映射到不同的载波相位。详细介绍二进制相移键控（BPSK）和正交相移键控（QPSK）等常见形式，以及它们在数据通信中的广泛应用。 正交频分复用（OFDM）： 一种先进的数字调制技术，将高速数据流分割成多个低速数据流，并在多个正交子载波上并行传输。深入分析其原理，特别是其在应对多径衰落和提高频谱利用率方面的强大能力，这是现代无线通信（如4G、5G）的核心技术之一。 解调技术： 介绍与各种调制技术相对应的解调方法，如何从接收到的信号中精确地恢复出原始信息。 第三章：信号的传输与接收——天线与传播环境的协同作用 电磁波的传输离不开天线，而传播环境则深刻影响着信号的质量和范围。本章将深入探讨天线的类型、工作原理及其与传播环境的相互作用。 天线的种类与特性： 基本天线： 介绍偶极子天线、单极子天线等基础类型，理解其辐射方向图、增益和阻抗等重要参数。 定向天线： 如抛物面天线、八木天线等，分析其如何将能量集中在特定方向，提高通信距离和抗干扰能力。 阵列天线： 讲解多个天线单元组合如何实现更强的指向性、波束形成和分集接收等功能，这是现代通信系统中不可或缺的技术。 天线与环境的互动： 反射、折射与衍射： 分析电磁波在遇到障碍物时发生的物理现象，以及这些现象如何影响信号的传播路径和强度。 衰落： 详细阐述由于多径效应、吸收、散射等原因导致的信号强度波动，特别是信号衰落对无线通信稳定性的挑战。 接收信号的优化： 探讨天线布局、匹配以及信号处理技术在克服传播环境不利因素方面的作用。 第四章：从模拟到数字——无线电通信的演进之路 无线电通信的发展并非一蹴而就，而是经历了一个从模拟时代到数字时代的深刻变革。本章将回顾这一伟大的演进历程，并分析数字通信所带来的革命性变化。 模拟通信的辉煌与局限： 概述早期广播、电视等模拟通信系统的特点，以及其在信息传输容量、抗干扰能力和信息保真度方面的固有不足。 数字通信的兴起： 数字化的优势： 深入分析数字信号处理技术如何克服模拟信号的缺点，实现更远的传输距离、更高的传输速率、更低的误码率以及更灵活的信息编码。 编码与解码： 介绍信源编码（如PCM）和信道编码（如汉明码、卷积码、Turbo码、LDPC码）在提高信息效率和纠错能力方面的关键作用。 多路复用技术： 讲解频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码分复用（CDM）等技术如何实现多用户同时通信，提高频谱利用率。 通信系统的发展演变： 从第一代移动通信（1G）的模拟语音，到第二代（2G）的数字语音和短信，再到第三代（3G）的数据通信，直至第四代（4G）和第五代（5G）的极速宽带和万物互联，本章将勾勒出移动通信技术演进的清晰脉络。 第五章：无线电通信的应用领域与未来展望 无线电通信已经渗透到我们生活的方方面面，深刻地改变着社会的面貌。本章将从多个维度展示其广泛的应用，并展望其未来的发展趋势。 无处不在的连接： 移动通信： 手机、智能穿戴设备、车载通信等，构建了人与人、人与物之间无缝连接的数字鸿沟。 广播电视： 依然是重要的信息传播渠道，而数字化和高清化正在不断提升其服务质量。 卫星通信： 为偏远地区、军事、航空航天等领域提供重要的通信保障。 无线局域网（Wi-Fi）和蓝牙： 提供了便捷的短距离无线连接，极大地提升了生活和工作的便利性。 物联网（IoT）： 无线通信是实现海量设备互联互通的基石，从智能家居到智慧城市，无所不在。 雷达与导航： 在军事、交通、气象等领域发挥着不可替代的作用。 新技术与新挑战： 5G及未来通信技术： 探讨5G在超高带宽、超低时延、海量连接方面的突破，以及其在增强现实（AR）、虚拟现实（VR）、自动驾驶、远程医疗等领域的赋能作用。展望6G及其可能带来的颠覆性变革，如全息通信、天地一体化网络等。 频谱资源的管理与优化： 随着无线设备数量的激增，频谱资源的稀缺性日益凸显。分析频谱共享、认知无线电等技术在提高频谱利用效率方面的潜力。 网络安全与隐私保护： 在日益复杂的无线通信环境中，网络安全和用户隐私的保护变得尤为重要。探讨加密技术、身份认证等在保障通信安全方面的作用。 人工智能在通信中的应用： AI技术如何优化无线信号传输、智能调度、故障预测以及提升用户体验，是未来通信发展的重要方向。 本书旨在为读者提供一个全面而深入的无线电通信知识体系。无论您是通信领域的初学者，还是希望拓展视野的从业者，亦或是对这项改变世界的科技充满好奇的读者，都能从中获得启发与收获。通过对无线电通信基本原理的深入理解，对关键技术的细致剖析，以及对其应用前景的广泛展望，我们希望能激发读者对这个充满活力的领域更深入的探索和思考。

评分☆☆☆☆☆

作为一名通信工程专业的学生，我对信息传输的各种技术细节都充满了求知欲。近来，我开始对一些“老牌”但依旧活跃的通信技术产生兴趣，短波通信便是其中之一。虽然我们现在普遍使用Wi-Fi、4G/5G等现代通信方式，但短波通信在某些特定领域，例如军事通信、航空通信、应急通信以及远距离的业余无线电通信等方面，依然扮演着不可或缺的角色。我特别好奇的是，这本书是如何将“短波”这一经典技术与“数字通信”这一前沿概念结合起来的。它是否会深入探讨数字信号处理在短波通信中的应用，比如如何提高数据传输的速率和稳定性？书中是否会介绍一些先进的数字调制解调技术，以及在复杂的电离层传播条件下，如何通过软件定义无线电（SDR）等技术实现更灵活、更高效的通信？我对这本书在理论深度和实践指导方面的表现充满期待，希望能从中获得扎实的理论基础和前沿的实践经验。

评分☆☆☆☆☆

在日常工作中，我经常需要接触到一些对通信可靠性和安全性有极高要求的场景，其中短波通信在特定领域仍然占据着举足轻重的地位。虽然当前的主流通信技术日新月异，但短波通信凭借其不受地域限制、易于建立和部署的特点，在一些特殊环境下依然是不可或缺的选择。然而，传统的短波通信在数据传输的速率和抗干扰能力方面，与现代通信技术相比存在一定的差距。我希望这本书能够深入探讨如何通过数字技术来克服这些挑战，提升短波通信的整体性能。例如，书中是否会详细介绍最新的数字信号处理技术，如自适应滤波、高级纠错编码、以及现代调制解调方案在短波环境下的优化与实现？我对于书中能否提供一些实际的应用案例和工程实践经验非常感兴趣，以便我能更好地理解和应用这些技术，解决实际通信中的难题，并为相关领域的通信系统设计和优化提供参考。

评分☆☆☆☆☆

我一直对无线电通信有着浓厚的兴趣，尤其是在业余无线电和一些偏远地区的通信解决方案方面。近来，我一直在关注如何提高通信的可靠性和效率，特别是在信号衰减严重、干扰众多的环境下。短波通信以其独特的传播特性，能够实现远距离通信，这一点在应急通信、国际交流等方面具有不可替代的优势。然而，传统的短波通信在数据速率和抗干扰能力上存在一些瓶颈。我特别期待这本书能够深入剖析这些挑战，并提供切实可行的解决方案。例如，书中是否会详细介绍各种数字调制技术（如PSK、QAM等）在短波环境下的适用性与优化方法？对于复杂的信号处理算法，例如自适应均衡、信道编码、纠错码等，是否会有详尽的阐述和具体的实现案例？我非常希望这本书能提供丰富的理论知识和实践指导，帮助我理解如何通过数字技术提升短波通信的性能，解决实际通信难题，甚至探索其在物联网、远程监控等新兴领域的应用潜力。

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深的业余无线电爱好者，近些年一直致力于探索如何在有限的资源下，实现更稳定、更高效的远距离通信。短波频段凭借其独特的电离层反射特性，一直是实现跨国界、跨大陆通信的首选。然而，传统的模拟短波通信往往受到信号衰减、多径效应和电磁干扰等问题的困扰，使得数据传输速率和通信质量难以得到显著提升。因此，我非常关注短波通信的数字化转型。这本书的标题《短波数字通信研究与实践》正是我所急切寻找的。我希望书中能够详细介绍各种数字调制技术在短波环境下的应用，比如DFSKS、OFDM等，并分析其在提高频谱利用效率、增强抗干扰能力方面的优势。同时，我也非常期待书中能够提供一些关于短波数字通信系统设计的实用建议，包括天线选择、发射功率控制、接收机设计以及软件处理等方面的内容，以便我能将这些知识应用到自己的实践中，提升业余无线电通信的体验。

评分☆☆☆☆☆

最近终于有时间翻阅一些之前囤积的书籍，无意中看到了这本《短波数字通信研究与实践》，虽然封面设计简洁，但标题立刻勾起了我的兴趣。我一直对各种通信技术，尤其是那些具有历史沉淀又依然活跃的技术领域充满好奇。短波通信，这个在现代社会似乎有些“复古”的名词，却在军事、航空、航海以及一些特定应用场景下扮演着至关重要的角色。而“数字通信”的加入，更是暗示了这本书并非简单地讲述老旧技术，而是聚焦于如何将现代数字处理能力应用到短波通信的优化与革新上。我尤其想知道，在数据传输速率、抗干扰能力、频谱利用效率等方面，数字技术能够为短波通信带来怎样的突破？这本书会不会深入探讨相关的算法、调制解调技术，甚至是硬件设计考量？我对这些技术细节非常感兴趣，希望能从中一窥短波数字通信的最新研究动向和实际应用案例，为我可能涉及的某些项目提供理论指导和技术启发。