OFDM for Underwater Acoustic Communications

ترکیبی از مواد مقدماتی و پردازش سیگنال پیشرفته و تکنیک‌های ارتباطی که برای توسعه سیستم و شبکه زیر آب اهمیت حیاتی دارد

این کتاب که اولین موردی است که تکنیک های پردازش مرکزی OFDM زیر آب را توصیف می کند، به چهار بخش مجزا مرتب شده است: اول، ویژگی های کانال های صوتی زیر آب را توصیف می کند و بر تفاوت از کانال های رادیویی بی سیم تأکید می کند. سپس به اصول OFDM و کدگذاری کانال می پردازد. بخش دوم با مروری بر گیرنده OFDM شروع می شود و ماژول های مختلفی را برای طراحی گیرنده در سیستم هایی با فرستنده های تک یا چندگانه توسعه می دهد. این قسمت اصلی کتاب است. مجموعه داده های تجربی گسترده ای برای تأیید عملکرد گیرنده استفاده می شود. در بخش سوم، نویسندگان کاربردهای گیرنده OFDM را در i) کانال‌های آب عمیق، که ممکن است شامل خوشه‌های چند مسیره جدا شده بسیار طولانی باشد، ب) محیط‌های غنی از تداخل، که در آن تداخل غیرعمدی مانند سونار وجود دارد، بحث می‌کنند، و iii) شبکه ای با چندین کاربر که در آن ارتباطات زیرآبی غیرهمکاری و مشارکتی توسعه یافته است. در نهایت، توسعه یک سیستم موقعیت یابی با شکل موج OFDM و پیشرفت در توسعه مودم OFDM را توصیف می کند. صنایع مرتبط نزدیک شامل توسعه و ساخت وسایل نقلیه زیرآبی خودمختار (AUV) و تجهیزات حسی علمی است. AUVها و حسگرها در آینده می‌توانند مودم‌ها را بر اساس فناوری OFDM که در این کتاب توضیح داده شده است، ادغام کنند.

محتویات شامل: ویژگی‌های کانال صوتی زیر آب/اصول OFDM/Peak-to-Average -کنترل نسبت/تشخیص و تخمین داپلر (مقیاس داپلر و CFO)/تخمین کانال و تخمین نویز/یک گیرنده پیشرونده بلوک به بلوک و نتایج عملکرد/افزودن به طرح‌های چند ورودی چند خروجی OFDM/گیرنده برای چند کاربر/تعاون OFDM زیر آب (کدگذاری شبکه لایه فیزیکی و همکاری کدگذاری پویا)/محلی سازی با شکل موج های OFDM/توسعه های مودم

یک منبع ارزشمند برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی و کارشناسی ارشد در رشته های مهندسی برق یا فیزیک. مهندسان برق، آکوستیکدان زیر آب، مهندسان ارتباطات

A blend of introductory material and advanced signal processing and communication techniques, of critical importance to underwater system and network development

This book, which is the first to describe the processing techniques central to underwater OFDM, is arranged into four distinct sections: First, it describes the characteristics of underwater acoustic channels, and stresses the difference from wireless radio channels. Then it goes over the basics of OFDM and channel coding. The second part starts with an overview of the OFDM receiver, and develops various modules for the receiver design in systems with single or multiple transmitters. This is the main body of the book. Extensive experimental data sets are used to verify the receiver performance. In the third part, the authors discuss applications of the OFDM receiver in i) deep water channels, which may contain very long separated multipath clusters, ii) interference-rich environments, where an unintentional interference such as Sonar will be present, and iii) a network with multiple users where both non-cooperative and cooperative underwater communications are developed. Lastly, it describes the development of a positioning system with OFDM waveforms, and the progress on the OFDM modem development. Closely related industries include the development and manufacturing of autonomous underwater vehicles (AUVs) and scientific sensory equipment. AUVs and sensors in the future could integrate modems, based on the OFDM technology described in this book.

Contents includes: Underwater acoustic channel characteristics/OFDM basics/Peak-to-average-ratio control/Detection and Doppler estimation (Doppler scale and CFO)/Channel estimation and noise estimation/A block-by-block progressive receiver and performance results/Extensions to multi-input multi-output OFDM/Receiver designs for multiple users/Cooperative underwater OFDM (Physical layer network coding and dynamic coded cooperation)/Localization with OFDM waveforms/Modem developments

A valuable resource for Graduate and postgraduate students on electrical engineering or physics courses; electrical engineers, underwater acousticians, communications engineers