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短波，一种重要且历史悠久的无线通信方式，长期以来一直被广泛应用于军事、航空、航海等领域；基带，描述了数字通信发送端物理层信号的格式协议，引导着接收端通信信号处理的实现方式，决定着通信效果性能的好坏，一直是通信信号处理领域经久不衰的研究热点。《航空短波数据通信基带信号处理》以短波基带信号处理为核心，面向高等院校本科及以上层次学生、从事通信基带开发的工程师，全面讲述短波通信的原理，全面展示短波基带发送端与接收端信号处理的流程，全面揭示基带信号处理算法的原理和实现方式，以独特视角展示不一样的通信基带信号处理样式。

第1章绪论

1.1引言

1.2短波与短波通信

1.3短波电波的传播

1.3.1短波的地波传播

1.3.2短波的天波传播

1.4短波通信的可用频率

1.5影响短波通信的主要因素

1.5.1多径干扰

1.5.2无线电干扰

1.6短波通信盲区分析与短波通信的优化

1.7短波通信的发展与关键技术

1.8短波通信的优势与不足

1.8.1短波通信的优势

1.8.2短波通信系统的不足

第2章短波数据通信实现方式

2.1短波数据通信的主要模式

2.1.1宽带短波数据通信

2.1.2短波极低速数据通信

2.1.3窄带短波数据通信

2.2基带的认识与理解

2.3短波数据通信的实现方式

2.4短波基带数据通信协议

2.5复信号的理解

第3章发送端信号处理

3.1纠错编码

3.2数据交织

3.3修正格雷码

3.4同步码符号

3.5训练序列码符号

3.6信息加扰

3.7数据的8PSK调制

3.8脉冲成型与子载波调制

3.9发送端数据格式总结

第4章短波信道建模与仿真

4.1短波信道建模与仿真的需求

4.2短波信道的参数描述

4.3短波信道多普勒频移效应的实现

4.4短波信道多径效应的实现

4.5短波信道噪声的加入

4.6短波信道Watterson模型表征

4.7Watterson模型的算法实现

4.8短波信道多普勒扩展实现

第5章接收端同步信号处理

5.1接收信号处理流程

5.2接收端信号AGC控制——功能

5.3接收端信号AGC控制——实现

5.3.1常用AGC算法

5.3.2不同AGC算法的性能分析

5.4希尔伯特变换

5.5子载波解调

5.6码符号粗同步

5.7码符号细同步

5.8多普勒频移估计

5.9初始信道估计

5.10未知同步码符号的解算

5.11系统同步的判断

5.12信道均衡前的初始化处理

第6章接收端用户数据处理

6.1信道均衡——匹配滤波

6.2信道均衡——码间干扰的消除

6.3信道均衡——用户数据估算

6.4信道跟踪

6.5信道均衡算法进阶——迭代信道均衡算法

6.6信道均衡算法进阶——分数间隔均衡算法

6.7信道均衡算法进阶——判决反馈均衡算法

6.8信道均衡算法进阶——动态切换信道均衡算法

6.9信道均衡算法进阶——时变信道系数信道均衡算法

6.10提高信道通信效率探讨

6.11载波跟踪与恢复

6.1275b/s数据率下的数据解调

6.13软信息生成和解格雷码

6.14软信息解交织

6.15维特比软译码

6.16通信结束的判断

第7章通信保密

参考文献

附录

附录1发送端卷积编码程序

附录2发送端数据交织存程序代码

附录3发送端数据交织取和格雷编码程序代码

附录4发送端扰码程序实现代码

附录5脉冲成型滤波器程序代码

附录6短波信道多普勒频移程序实现代码

附录7短波信道多径效应程序实现代码

附录8短波信道噪声效应程序实现代码

附录9短波信道多普勒扩展程序实现代码

附录10接收端数字AGC控制程序实现代码

附录11希尔伯特变换程序实现代码

附录12子载波解调程序实现代码

附录13码符号粗同步程序代码

附录14细同步程序实现代码

附录15多普勒频移和相位估计程序代码

附录16信道估计程序实现代码

附录17信道跟踪程序实现代码

附录18时变信道系数信道均衡程序实现代码

附录19载波跟踪与恢复程序实现代码

附录20维特比译码程序实现代码

田伟，博士，毕业于海军航空工程学院，长期从事通信与信息系统、基带信号处理研究工作，以及军队信息化和军事职业教育工作，在国内外期刊发表论文30余篇，授权国家发明和国防专利5项。

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编辑推荐

《航空短波数据通信基带信号处理》为航空短波数据通信基带信号处理方面的教材，主要面向相关专业的本科及以上读者，同时配以课程视频的二维码，更加便于学习和理解。

前言

短波，一种重要且历史悠久的无线通信方式，长期以来被广泛应用于军事、航空、航海等领域； 基带，描述了数字通信发送端物理层信号的格式协议，引导着接收端通信信号处理的实现方式，决定着通信效果性能的好坏，一直是通信信号处理领域经久不衰的研究热点。本书以短波基带信号处理为核心，面向高等院校本科及以上层次学生、从事通信基带开发的工程师，全面讲述短波通信的原理，全面展示短波基带发送端与接收端信号处理的流程，全面揭示基带信号处理算法的原理和实现方式，以独特视角展示不一样的通信基带信号处理样式。

无论在哪个通信频段、无论采用哪种调制方式，通信基带信号处理永远是数字通信研究的热点和核心，直接决定着通信性能的好坏。近年来，新的数字通信手段和信号处理方式层出不穷、各种基带信号处理算法日新月异，但万变不离其宗，基带信号处理有其相对固定的流程要义，有着信号处理直接的效果要求，变化的是信号处理的算法和工具。短波基带信号处理目前主要有三个重大方向，分别是窄带短波数据通信、宽带短波数据通信和极低速短波数据通信，从字义上看即常规、高速和低速短波数据通信。而当前军事、航空、航海短波数据通信，主要采用的是窄带短波数据通信，所以本书以目前广泛推进应用的单音串行窄带短波数据通信为研究对象，期望达到如下两个目标： 一是在结合工程实践经验的基础上，通过详细阐述短波基带信号的流程、算法模型、算法实现原理、算法呈现效果等，全流程、实践化地展示短波基带信号处理过程，使读者全面深入地掌握短波基带信号处理的原理和工程开发流程； 二是通过短波基带信号处理的全流程展示，示范带动其他通信频段和调制方式的基带信号处理教学，方便从事数据通信研究的学习者尽快掌握通信基带信号处理基础理论，高质高效地完成向高阶、高速通信基带信号的知识迁移和聚焦。

周新力教授对本书进行了学术指导和审定，在此一并表示感谢。同时，感谢所有给予我们帮助的领导和同事，感谢文献的作者们。由于作者水平所限，书中缺点和错误在所难免，希望同行专家、学者和读者不吝指正。

作者2022年5月于烟台

书籍介绍

短波，一种重要且历史悠久的无线通信方式，长期以来一直被广泛应用于军事、航空、航海等领域；基带，描述了数字通信发送端物理层信号的格式协议，引导着接收端通信信号处理的实现方式，决定着通信效果性能的好坏，一直是通信信号处理领域经久不衰的研究热点。《航空短波数据通信基带信号处理》以短波基带信号处理为核心，面向高等院校本科及以上学生、从事通信基带开发的工程师，全面讲述短波通信的原理，全面展示短波基带发送端与接收端信号处理的流程，全面揭示基带信号处理算法的原理和实现方式，以独特视角展示不一样的通信基带信号处理样式。