基本介紹
- 書名：水下自組織網路及軍事套用
- 作者：劉忠、劉志坤、羅亞松等
- 定價：49
出版信息,內容簡介,目錄,
出版信息
- 書名水下自組織網路及軍事套用
- 書號978-7-118-09718-4
- 作者劉忠、劉志坤、羅亞松等
- 出版時間2014年11月
- 譯者
- 版次1版1次
- 開本16
- 裝幀平裝
- 出版基金
- 頁數295
- 字數472
- 中圖分類E919
- 叢書名
- 定價49.00
內容簡介
本書系統介紹了水下自組織網路及相關的軍事套用，涵蓋了水下自組織網路從構建到套用的諸多方面，包括部署與覆蓋、水聲通信技術、節點自定位算法、路由協定、目標檢測算法、目標定位跟蹤算法以及美軍的一些水下網路實例。本書內容豐富、結構完整，能夠較好地反映國內外在水下自組織網路方面研究的最新進展。
各章節之間的邏輯關係緊密，注重理論分析與仿真實驗相結合，將有助於讀者全面地了解水下自組織網路的關鍵技術和典型的軍事套用方法。本書既可以作為高等院校相關專業的教材，也可供相關領域工程技術人員和科研人員參考使用。
目錄
第1章概述1
1.1引言1
1.2水下自組織網路的定義及特點1
1.2.1水下自組織網路的定義1
1.2.2水下感測器1
1.2.3與陸地網路的差異2
1.3水下自組織網路的體系結構3
1.3.1水下自組織網路體系結構的標準3
1.3.2網路的體系結構3
1.4水下自組織網路協定設計的關鍵因素6
1.5水下網路的套用8
1.5.1民事套用8
1.5.2軍事套用9
1.6本書的概貌和範圍9
參考文獻10
第2章水下自組織網路的部署與覆蓋11
2.1引言11
2.2基於單節點檢測的節點部署12
2.2.1問題描述及相關模型12
2.2.2節點的期望覆蓋區域12
2.2.3部署策略13
2.2.4部署算法13
2.2.5仿真分析16
2.3基於多節點協作的節點部署17
2.3.1問題描述17
2.3.2協作節點集的期望覆蓋區域20
2.3.3基於簇結構檢測的節點部署21
2.3.4基於鄰居節點協作檢測的節點部署24
2.4多重覆蓋部署策略26
2.4.1預備知識26
2.4.23重覆蓋部署策略26
2.4.34重覆蓋部署策略27
2.5隨機性部署調度機制28
2.5.1預備知識29
2.5.2節點調度算法CPNSS29
2.5.3節點調度算法GPSA33
2.6本章小結37
參考文獻37
第3章相位調製水聲通信技術39
3.1引言39
3.2相位調製移動水聲通信信號處理算法39
1.1引言1
1.2水下自組織網路的定義及特點1
1.2.1水下自組織網路的定義1
1.2.2水下感測器1
1.2.3與陸地網路的差異2
1.3水下自組織網路的體系結構3
1.3.1水下自組織網路體系結構的標準3
1.3.2網路的體系結構3
1.4水下自組織網路協定設計的關鍵因素6
1.5水下網路的套用8
1.5.1民事套用8
1.5.2軍事套用9
1.6本書的概貌和範圍9
參考文獻10
第2章水下自組織網路的部署與覆蓋11
2.1引言11
2.2基於單節點檢測的節點部署12
2.2.1問題描述及相關模型12
2.2.2節點的期望覆蓋區域12
2.2.3部署策略13
2.2.4部署算法13
2.2.5仿真分析16
2.3基於多節點協作的節點部署17
2.3.1問題描述17
2.3.2協作節點集的期望覆蓋區域20
2.3.3基於簇結構檢測的節點部署21
2.3.4基於鄰居節點協作檢測的節點部署24
2.4多重覆蓋部署策略26
2.4.1預備知識26
2.4.23重覆蓋部署策略26
2.4.34重覆蓋部署策略27
2.5隨機性部署調度機制28
2.5.1預備知識29
2.5.2節點調度算法CPNSS29
2.5.3節點調度算法GPSA33
2.6本章小結37
參考文獻37
第3章相位調製水聲通信技術39
3.1引言39
3.2相位調製移動水聲通信信號處理算法39
3.2.1相位調製原理39
3.2.2相位解調原理41
3.2.3水聲通信同步技術43
3.2.4水聲通信都卜勒頻移補償技術46
3.2.5相位相干移動水聲通信算法48
3.3水聲通信均衡技術49
3.3.1高階統計量與高階譜51
3.3.2盲均衡算法的基帶模型與置零準則54
3.3.3Bussgang類盲均衡算法55
3.3.4倒三譜信道均衡算法58
3.3.5超指數算法62
3.3.6BP神經網路盲均衡算法63
3.3.7具有強抗干擾能力的水聲通信盲均衡算法65
3.2.2相位解調原理41
3.2.3水聲通信同步技術43
3.2.4水聲通信都卜勒頻移補償技術46
3.2.5相位相干移動水聲通信算法48
3.3水聲通信均衡技術49
3.3.1高階統計量與高階譜51
3.3.2盲均衡算法的基帶模型與置零準則54
3.3.3Bussgang類盲均衡算法55
3.3.4倒三譜信道均衡算法58
3.3.5超指數算法62
3.3.6BP神經網路盲均衡算法63
3.3.7具有強抗干擾能力的水聲通信盲均衡算法65
3.4具有同步跟蹤能力的水聲信道盲均衡算法73
3.4.1早—遲積分比相原理74
3.4.2具有位同步跟蹤能力的盲均衡算法76
3.4.3仿真驗證及分析78
3.5本章小結80
參考文獻81
第4章OFDM水聲通信技術84
4.1引言84
4.2多載波傳輸系統數學模型84
4.3OFDM的基本原理87
4.3.1OFDM的調製理論分析87
4.3.2OFDM的解調理論分析90
4.4水聲信道的多徑傳播91
4.4.1瑞利、萊絲衰落92
4.4.2頻率選擇性衰落93
4.4.3OFDM循環前綴對克服多徑效應的影響94
4.5OFDM頻域自適應均衡算法96
4.5.1傳統OFDM頻域自適應均衡算法96
4.5.2OFDM頻域判決反饋自適應均衡算法99
4.5.3基於OFDM通信信號的自適應信道估計與均衡103
4.6本章小結105
參考文獻105 第5章水聲通信系統的硬體設計107
5.1引言107
5.2水聲通信系統需求107
5.3數位訊號處理晶片DSP的選型108
5.4硬體系統設計方案109
5.4.1核心處理單元設計109
5.4.2人機接口系統111
5.4.3水聲通信發射機系統設計112
5.4.4水聲通信接收機系統設計115
5.5本章小結123
參考文獻124
第6章水下自組織網路節點自定位算法125
6.1引言125
6.2問題描述及相關算法簡介125
6.2.1節點自定位算法分類125
6.2.2基本算法分析127
6.2.3節點定位算法的評價指標128
6.3距離無關的DV-Hop自定位算法131
6.3.1DV-Hop算法原理131
6.3.2DV-Hop算法的改進研究132
6.4基於距離信息的節點自定位算法134
3.4.1早—遲積分比相原理74
3.4.2具有位同步跟蹤能力的盲均衡算法76
3.4.3仿真驗證及分析78
3.5本章小結80
參考文獻81
第4章OFDM水聲通信技術84
4.1引言84
4.2多載波傳輸系統數學模型84
4.3OFDM的基本原理87
4.3.1OFDM的調製理論分析87
4.3.2OFDM的解調理論分析90
4.4水聲信道的多徑傳播91
4.4.1瑞利、萊絲衰落92
4.4.2頻率選擇性衰落93
4.4.3OFDM循環前綴對克服多徑效應的影響94
4.5OFDM頻域自適應均衡算法96
4.5.1傳統OFDM頻域自適應均衡算法96
4.5.2OFDM頻域判決反饋自適應均衡算法99
4.5.3基於OFDM通信信號的自適應信道估計與均衡103
4.6本章小結105
參考文獻105 第5章水聲通信系統的硬體設計107
5.1引言107
5.2水聲通信系統需求107
5.3數位訊號處理晶片DSP的選型108
5.4硬體系統設計方案109
5.4.1核心處理單元設計109
5.4.2人機接口系統111
5.4.3水聲通信發射機系統設計112
5.4.4水聲通信接收機系統設計115
5.5本章小結123
參考文獻124
第6章水下自組織網路節點自定位算法125
6.1引言125
6.2問題描述及相關算法簡介125
6.2.1節點自定位算法分類125
6.2.2基本算法分析127
6.2.3節點定位算法的評價指標128
6.3距離無關的DV-Hop自定位算法131
6.3.1DV-Hop算法原理131
6.3.2DV-Hop算法的改進研究132
6.4基於距離信息的節點自定位算法134
6.4.1定位算法134
6.4.2適用於純距離節點定位的無衝突自組織數據傳播算法136
6.4.3OPNET仿真與結果分析138
6.5基於改進型粒子群最佳化的節點自定位算法141
6.5.1改進型粒子群最佳化算法142
6.5.2節點自定位算法步驟143
6.5.3仿真及結果分析144
6.6本章小結147
參考文獻148
第7章基於時延的水下自組織網路 MAC協定研究150
7.1引言150
7.2非有效信息對MAC協定性能的影響150
7.2.1傳統的ALOHA協定和MACAW協定151
7.2.2非有效信息對兩種MAC協定的影響152
7.3相關MAC協定研究153
7.4適用於深海環境的AMS協定設計155
7.4.1深海水聲MAC協定設計原則155
7.4.2AMS協定概述156
7.4.3基本原理156
7.4.4協定狀態圖及描述160
7.4.5仿真結果和分析161
7.5一種基於AMS協定設計的快速水下路由協定SFBASOP164
7.5.1傳遞路徑與傳播時延之間的關係164
7.5.2基本原理165
7.5.3SFBASOP協定狀態圖及描述166
7.5.4仿真結果與分析168
7.6本章小結171
參考文獻171
第8章基於地理位置信息的實時水下路由協定研究173
8.1引言173
8.2基於地理位置的路由協定研究173
8.2.1位置輔助的路由協定173
8.2.2基於位置信息的路由協定174
8.3設計水聲位置信息路由協定所面臨的挑戰180
8.4BFDREAM協定181
8.4.1關鍵技術181
8.4.2數據分組結構183
8.4.3BFDREAM協定的描述和流程圖184
8.5仿真實驗結果與分析186
8.5.1仿真環境186
8.5.2性能度量186
8.5.3實驗結果與分析187
8.6本章小結190
6.4.2適用於純距離節點定位的無衝突自組織數據傳播算法136
6.4.3OPNET仿真與結果分析138
6.5基於改進型粒子群最佳化的節點自定位算法141
6.5.1改進型粒子群最佳化算法142
6.5.2節點自定位算法步驟143
6.5.3仿真及結果分析144
6.6本章小結147
參考文獻148
第7章基於時延的水下自組織網路 MAC協定研究150
7.1引言150
7.2非有效信息對MAC協定性能的影響150
7.2.1傳統的ALOHA協定和MACAW協定151
7.2.2非有效信息對兩種MAC協定的影響152
7.3相關MAC協定研究153
7.4適用於深海環境的AMS協定設計155
7.4.1深海水聲MAC協定設計原則155
7.4.2AMS協定概述156
7.4.3基本原理156
7.4.4協定狀態圖及描述160
7.4.5仿真結果和分析161
7.5一種基於AMS協定設計的快速水下路由協定SFBASOP164
7.5.1傳遞路徑與傳播時延之間的關係164
7.5.2基本原理165
7.5.3SFBASOP協定狀態圖及描述166
7.5.4仿真結果與分析168
7.6本章小結171
參考文獻171
第8章基於地理位置信息的實時水下路由協定研究173
8.1引言173
8.2基於地理位置的路由協定研究173
8.2.1位置輔助的路由協定173
8.2.2基於位置信息的路由協定174
8.3設計水聲位置信息路由協定所面臨的挑戰180
8.4BFDREAM協定181
8.4.1關鍵技術181
8.4.2數據分組結構183
8.4.3BFDREAM協定的描述和流程圖184
8.5仿真實驗結果與分析186
8.5.1仿真環境186
8.5.2性能度量186
8.5.3實驗結果與分析187
8.6本章小結190
參考文獻190
第9章水下目標檢測方法192
9.1引言192
9.2水聲瞬態信號檢測技術192
9.2.1水聲瞬態信號檢測方法探析193
9.2.2power-law檢測技術196
9.2.3高階譜檢測技術198
9.2.4聯合檢測技術199
9.2.5試驗分析208
9.3水下目標特徵提取211
9.3.1基於功率譜和1維譜的特徵提取212
9.3.2雙譜特徵提取214
9.3.3基於STFT的線譜特徵提取216
9.3.4螺旋槳軸頻估計218
9.4本章小結222
參考文獻223
第10章水下自組織網路目標定位算法225
第9章水下目標檢測方法192
9.1引言192
9.2水聲瞬態信號檢測技術192
9.2.1水聲瞬態信號檢測方法探析193
9.2.2power-law檢測技術196
9.2.3高階譜檢測技術198
9.2.4聯合檢測技術199
9.2.5試驗分析208
9.3水下目標特徵提取211
9.3.1基於功率譜和1維譜的特徵提取212
9.3.2雙譜特徵提取214
9.3.3基於STFT的線譜特徵提取216
9.3.4螺旋槳軸頻估計218
9.4本章小結222
參考文獻223
第10章水下自組織網路目標定位算法225
10.1引言225
10.2質心類定位方法226
10.2.1坐標變換方法226
10.2.2節點檢測模型227
10.2.3目標定位的基本原理227
10.2.4質心定位法228
10.2.5基於Bounding-Box的定位方法228
10.2.6改進的質心算法229
10.2.7仿真分析230
10.3基於m-格線的定位方法232
10.3.1定位方法描述232
10.3.2簡單協作方法233
10.3.3仿真分析233
10.4基於節點角色分配的協作定位協定235
10.4.1協定描述235
10.4.2仿真驗證與分析238
10.5基於時延的目標定位方法239
10.5.1目標定位原理240
10.5.2誤差理論分析240
10.2質心類定位方法226
10.2.1坐標變換方法226
10.2.2節點檢測模型227
10.2.3目標定位的基本原理227
10.2.4質心定位法228
10.2.5基於Bounding-Box的定位方法228
10.2.6改進的質心算法229
10.2.7仿真分析230
10.3基於m-格線的定位方法232
10.3.1定位方法描述232
10.3.2簡單協作方法233
10.3.3仿真分析233
10.4基於節點角色分配的協作定位協定235
10.4.1協定描述235
10.4.2仿真驗證與分析238
10.5基於時延的目標定位方法239
10.5.1目標定位原理240
10.5.2誤差理論分析240
10.5.3時延分辨力和陣元間距的設定244
10.5.4基於相關分析的時延估計算法245
10.5.5廣義互相關時延估計算法246
10.5.6仿真試驗251
10.6本章小結255
參考文獻256
第11章水下自組織網路目標跟蹤方法258
11.1引言258
11.2改進的解析目標跟蹤算法258
11.2.1原有解析跟蹤模型259
11.2.2改進的跟蹤算法260
11.2.3模型的求解262
11.2.4改進算法在水下自組織網路中的套用263
11.2.5仿真分析263
11.3基於最小二乘濾波的目標跟蹤算法265
11.3.1算法描述265
11.3.2仿真分析266
11.4基於動態分簇的粒子濾波目標跟蹤算法268
11.4.1問題描述268
11.4.2目標跟蹤算法269
11.4.3仿真分析273
11.5基於自適應採樣間隔的目標跟蹤算法276
11.5.1跟蹤精度指標276
11.5.2自適應採樣間隔跟蹤算法277
11.5.3仿真分析278
11.6基於量化觀測理論的跟蹤算法281
11.6.1量化估計原理281
11.6.2試驗與分析282
11.7本章小結284
參考文獻284
第12章外軍水下作戰網路實例286
12.1引言286
12.2聲音監視系統SOSUS286
12.2.1系統簡介286
12.2.2發展歷程287
12.2.3系統現狀288
12.3可部署自主分散式系統(DADS)及海網(Seaweb)289
12.3.1DADS簡介289
12.3.2Seaweb簡介290
12.4先進可部署系統ADS291
12.5近海水下持續監視網路PLUSNet292
12.6本章小結294
參考文獻294
10.5.4基於相關分析的時延估計算法245
10.5.5廣義互相關時延估計算法246
10.5.6仿真試驗251
10.6本章小結255
參考文獻256
第11章水下自組織網路目標跟蹤方法258
11.1引言258
11.2改進的解析目標跟蹤算法258
11.2.1原有解析跟蹤模型259
11.2.2改進的跟蹤算法260
11.2.3模型的求解262
11.2.4改進算法在水下自組織網路中的套用263
11.2.5仿真分析263
11.3基於最小二乘濾波的目標跟蹤算法265
11.3.1算法描述265
11.3.2仿真分析266
11.4基於動態分簇的粒子濾波目標跟蹤算法268
11.4.1問題描述268
11.4.2目標跟蹤算法269
11.4.3仿真分析273
11.5基於自適應採樣間隔的目標跟蹤算法276
11.5.1跟蹤精度指標276
11.5.2自適應採樣間隔跟蹤算法277
11.5.3仿真分析278
11.6基於量化觀測理論的跟蹤算法281
11.6.1量化估計原理281
11.6.2試驗與分析282
11.7本章小結284
參考文獻284
第12章外軍水下作戰網路實例286
12.1引言286
12.2聲音監視系統SOSUS286
12.2.1系統簡介286
12.2.2發展歷程287
12.2.3系統現狀288
12.3可部署自主分散式系統(DADS)及海網(Seaweb)289
12.3.1DADS簡介289
12.3.2Seaweb簡介290
12.4先進可部署系統ADS291
12.5近海水下持續監視網路PLUSNet292
12.6本章小結294
參考文獻294
