光波分复用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京邮电大学出版社

作者:张劲松

出品人:

页数:244

译者:

出版时间:2002-6

价格:33.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787563505357

丛书系列:

图书标签:

• 光波分复用
• WDM
• DWDM
• 光通信
• 光纤通信
• 复用技术
• 光网络
• 信息技术
• 通信工程
• 光器件

《海洋生态系统中的生物声学与水下通信》 内容提要 本书深入探讨了海洋生物声学领域的前沿研究与应用，重点聚焦于海洋生物如何利用声音进行交流、导航与感知环境，并在此基础上构建了水下声学通信系统的理论基础与实践模型。全书分为五个主要部分，层层递进，从基础的海洋声学原理到复杂的生物信号解析，再到工程应用，旨在为海洋生物学家、声学工程师以及环境监测人员提供一本全面而深入的参考资料。 第一部分：海洋声学基础与传播特性 本部分为全书的理论基石。详细阐述了声波在水中的传播规律，包括声速的垂直分布（温跃层、盐度和压力的影响），以及水声信道的衰减机制（吸收、散射与混响）。我们引入了经典的海面与海底边界条件下的声场模型，如射线模型、波动方程模型（如有限元法和波数域方法）在浅水和深水环境中的适用性与局限性。特别关注了海洋环境中的背景噪声来源，包括生物噪声、环境噪声（如风浪、船只）以及人为噪声对声信号的影响，并介绍了量化这些噪声特征的统计方法。 第二部分：海洋生物发声机制与信号解析 本部分是生物声学的核心。详细分析了不同类群海洋生物（如鲸类、海豚、鱼类和甲壳类）产生声音的生理结构和声学特性。对于鲸豚类，我们细致剖析了复杂鸣唱（如座头鲸歌曲）的结构、频率调制和时间序列分析。针对鱼类，讨论了鳔的振动机制及其产生的“鼓声”和“呻吟声”。本书不仅停留在信号的记录层面，更深入探讨了生物信号的功能学意义，例如求偶、觅食、群集和社会互动中的声学代码。我们应用了先进的数字信号处理技术，如小波分析、谱图分析以及盲源分离技术，用于从复杂的海洋背景噪声中精确地识别和提取目标生物声学特征。 第三部分：水下生物群落的声学监测与生态学应用 本部分探讨如何利用声学技术对海洋生态系统进行非侵入性的长期监测。首先介绍了水听器阵列的设计原则、部署策略（如拖曳阵、海底固定阵）以及数据采集与处理流程。重点阐述了声学栖息地质量评估（Acoustic Habitat Quality Assessment）的概念，即通过量化特定生物群落的声学活动水平和多样性，来评估海洋环境健康状况。书中包含了大量案例研究，展示了如何利用生物声学数据监测季节性洄游路线、物种分布变化，以及环境变化（如气候变暖、污染）对生物声学行为的长期影响。此外，还讨论了被动声学监测（PAM）在海洋哺乳动物保护，特别是评估船舶噪声对敏感物种的干扰效应中的关键作用。 第四部分：水下声学通信基础与挑战 本部分转向工程应用，探讨如何利用声波在水下实现可靠的数据传输。详细阐述了水声信道的调制解调技术，包括传统的窄带调制与现代的正交频分复用（OFDM）技术在水下的适应性。鉴于水声信道固有的多径效应和时间时变的特性，本书重点分析了多普勒频移、信道脉冲响应的建模与均衡技术。我们比较了不同编码和纠错码（如Turbo码和LDPC码）在对抗水下信道衰落时的性能表现。此外，还探讨了水声通信中关键的水下定位、同步和网络组网问题，为无人水下航行器（UUV）的集群协作提供理论支撑。 第五部分：前沿交叉技术与未来展望 本书最后一部分聚焦于声学技术与人工智能、机器学习的交叉融合。详细介绍了深度学习模型（如卷积神经网络 CNNs 和循环神经网络 RNNs）在自动识别特定生物物种、区分不同行为状态（如捕食与休息）中的应用效果。讨论了如何利用迁移学习和少样本学习来应对水下声学数据标注困难的挑战。同时，展望了主动声学遥感技术在水下地形测绘和目标探测中的潜力，以及如何设计“仿生声学系统”，模仿海洋生物高效的声学感知和通信机制，以实现更低功耗、更高鲁棒性的水下信息交互。本书旨在激励读者探索声学技术在深海探索、资源管理和可持续海洋开发中的创新应用。 目标读者 本书适合从事海洋声学研究的研究生、声学信号处理工程师、海洋生物生态学家、水下机器人及水声通信系统开发人员，以及对海洋科学与技术感兴趣的高级本科生。对声学基础有基本了解的读者将能更深入地理解和应用书中的高级概念。

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真正让我感到惊喜的是，这本书的视野之开阔。它并没有将重点仅仅停留在实验室中的理想化模型构建上，而是将大量的篇幅用于探讨实际商业化部署中的挑战和解决方案。例如，对于如何在高密度网络中处理非线性效应导致的信号失真，书中不仅详述了理论模型，更深入对比了不同补偿技术的实际成本效益分析。从光纤的类型选择到器件的封装要求，从长途传输的动态均衡到城域网的动态波长分配策略，这本书提供了一个从微观粒子到宏观网络规划的完整认知地图。它不仅仅是在教“是什么”，更在深层次地引导读者思考“为什么采用这种方案”以及“在不同的经济约束下如何权衡取舍”，这使得它超越了一本纯粹的技术手册，更像是一本行业决策指南。

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阅读这本著作时，我有一种强烈的代入感，仿佛有一位经验极其丰富的行业前辈坐在我对面，耐心地、带着幽默感地为你答疑解惑。作者的语言风格非常接地气，没有过多的陈词滥调和晦涩的学术腔调。在讨论那些涉及复杂数学推导的部分时，作者巧妙地穿插了一些行业内的真实案例和“踩坑”经历，这些轶事不仅缓解了阅读的疲劳感，更重要的是，它们让理论知识与现实世界的工程挑战紧密地联系在了一起。我记得有一段讲述某次现场调试的困难，作者笔锋一转，幽默地总结了教训，让我不禁会心一笑，也因此深刻记住了那条技术规范的重要性。这种人情味十足的写作方式，极大地降低了技术书籍的学习门槛。

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这本书的排版和装帧设计简直是一场视觉的享受。从封面那充满未来感的蓝色渐变，到内页清晰的字体和合理的留白，都透露出一种对知识的尊重和对读者的关怀。我特别喜欢它在图表处理上的用心，那些复杂的系统结构图，不再是生硬的线条堆砌，而是通过精妙的色彩搭配和层次划分，让信息一目了然。即便是初次接触这个领域的人，也能从这些图示中迅速把握住核心概念的脉络。而且，书中引用的那些历史照片和早期实验装置的插图，为原本偏向技术的论述增添了一份厚重的历史感，让人在学习新知的同时，也能感受到技术发展历程中的筚路蓝缕。装订工艺也相当扎实，即使经常翻阅查找资料，书脊依然保持得很好，这对于一本需要反复参考的专业书籍来说，无疑是一个巨大的加分项。

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这本书的叙事逻辑简直是教科书级别的典范，它成功地将一个听起来就令人望而生畏的专业领域，分解成了读者可以轻松消化的知识模块。作者并没有急于抛出最尖端的理论，而是选择了一条循序渐进的路径。开篇对基础物理原理的梳理，看似冗余，实则为后续所有高级应用的搭建了不可动摇的地基。我尤其欣赏作者在关键概念引入时所采用的比喻和类比手法，比如将信号的“通道”比作高速公路上的不同车道，瞬间将抽象的光信号区分原理具象化了。每当章节的末尾，作者都会设置一个“思考与拓展”的小节，这极大地激发了我主动探索的欲望，它不仅仅是知识的传授，更像是引人入胜的智力游戏，让人忍不住想去验证和深化理解。

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这本书对于跨学科学习者的友好程度，超乎了我的预期。我本身是偏向电子信息工程背景的，对于光学部分的基础知识掌握得不算扎实。通常这类书籍在涉及光学物理时，会直接跳过基础，默认读者已具备相关背景。然而，此书的处理方式非常贴心，它在涉及到特定光学效应时，会非常简明扼要地回顾必要的背景知识，比如折射率的微小变化如何影响传输损耗，而不是直接抛出复杂的麦克斯韦方程组。这种“即用即学”的知识点组织方式，让我感到非常安全，仿佛手里握着一把精准的工具箱，需要什么零件，它就及时地提供，而不是把整个工厂图纸都摊在我面前，让人无从下手。对于想从相邻领域转入此赛道的工程师来说，这本书无疑是极佳的“桥梁”。

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