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無線光通信(第二版) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030745606
- 條形碼：9787030745606 ; 978-7-03-074560-6
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
無線光通信(第二版) 內(nèi)容簡介
本書內(nèi)容涉及無線激光通信、可見光通信、紫外光通信及水下光通信，*后一章對未來的通信技術(shù)進(jìn)行了展望。考慮到普適性與穩(wěn)定性，本書探索在學(xué)術(shù)性與科普性、高雅與通俗、理論性與實(shí)用性之間進(jìn)行有機(jī)的融合、合理的折衷與適當(dāng)?shù)娜∩帷榱瞬挥绊懸话阕x者的閱讀，書中盡量避免繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，而將一些理論性強(qiáng)的內(nèi)容作為習(xí)題，供進(jìn)一步學(xué)習(xí)的讀者練習(xí)與提高之用。每章附有思考題與習(xí)題，供讀者檢查對該章內(nèi)容的掌握程度，習(xí)題主要來源于國內(nèi)外科技期刊已公開發(fā)表的論文，讀者通過習(xí)題可以了解該領(lǐng)域國內(nèi)外發(fā)展歷程，并檢驗對基礎(chǔ)知識的掌握程度。
無線光通信(第二版) 目錄
目錄
前言
第1章 無線光通信系統(tǒng) 1
1.1 無線光通信模型 1
1.1.1 發(fā)射機(jī) 1
1.1.2 接收機(jī) 2
1.1.3 信道 2
1.2 激光光源 3
1.2.1 半導(dǎo)體激光器的工作原理 3
1.2.2 半導(dǎo)體激光器的基本特性 4
1.2.3 機(jī)性校正 5
1.3 半導(dǎo)體激光器和光電探測器的響應(yīng)特性 7
1.3.1 半導(dǎo)體激光器的響應(yīng)特性 7
1.3.2 PIN光電探測器的響應(yīng)特性 11
1.4 表面等離激元 16
1.4.1 表面等離激元 16
1.4.2 表面等離子體結(jié)構(gòu) 16
1.4.3 結(jié)論 19
1.5 信號檢測 19
1.5.1 直接檢測 20
1.5.2 直接檢測極限 21
1.6 光放大器 21
1.6.1 光放大器的分類 22
1.6.2 摻鉺光纖放大器 23
1.6.3 半導(dǎo)體光放大器 24
1.7 空間光-光纖耦合技術(shù) 24
1.7.1 單透鏡耦合 24
1.7.2 光纖陣列耦合 25
1.7.3 特種光纖耦合 26
1.8 光學(xué)天線與望遠(yuǎn)鏡 26
1.8.1 折射式望遠(yuǎn)鏡 27
1.8.2 反射式望遠(yuǎn)鏡 27
1.8.3 折反射望遠(yuǎn)鏡 28
1.8.4 收發(fā)一體化光學(xué)天線 29
1.8.5 一點(diǎn)對多點(diǎn)發(fā)射天線 29
1.9 總結(jié)與展望 31
思考題一 31
習(xí)題一 31
參考文獻(xiàn) 36
第2章 相干光通信 38
2.1 相干光通信的基本原理 38
2.1.1 基本原理 38
2.1.2 零差探測 40
2.1.3 外差探測 41
2.1.4 調(diào)幅信號的外差探測 41
2.1.5 雙平衡探測 42
2.2 相干調(diào)制與解調(diào) 43
2.2.1 相干系統(tǒng)的光調(diào)制 43
2.2.2 相干解調(diào) 45
2.2.3 系統(tǒng)性能 48
2.3 影響檢測靈敏度的因素 49
2.3.1 相位噪聲 49
2.3.2 強(qiáng)度噪聲 49
2.3.3 偏振噪聲 50
2.3.4 相干光通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 50
2.3.5 檢測靈敏度的極限 50
2.4 光外差檢測的空間相位條件 51
2.4.1 空間相位條件 51
2.4.2 光外差檢測的頻率條件 54
2.4.3 光外差檢測的偏振條件 55
2.5 自適應(yīng)光學(xué)波前校正 55
2.5.1 波前畸變校正系統(tǒng) 55
2.5.2 波前測量和波前校正 56
2.5.3 無波前測量系統(tǒng) 61
2.5.4 波前傳感與壞點(diǎn)剔除 61
2.6 總結(jié)與展望 64
思考題二 64
習(xí)題二 64
參考文獻(xiàn) 68
第3章 調(diào)制、解調(diào)與編碼 69
3.1 調(diào)制技術(shù) 69
3.1.1 基本概念 69
3.1.2 模擬調(diào)制與數(shù)字調(diào)制 70
3.1.3 直接調(diào)制與間接調(diào)制 70
3.1.4 內(nèi)調(diào)制與外調(diào)制 70
3.2 外調(diào)制技術(shù) 71
3.2.1 電光調(diào)制 71
3.2.2 聲光調(diào)制 75
3.2.3 磁光調(diào)制 77
3.3 逆向調(diào)制 79
3.3.1 “貓眼”效應(yīng) 79
3.3.2 逆向調(diào)制原理 80
3.3.3 “貓眼”逆向調(diào)制系統(tǒng) 82
3.3.4 逆向調(diào)制的傳輸特性 83
3.4 類脈沖位置調(diào)制 85
3.4.1 類脈沖位置調(diào)制原理 85
3.4.2 同步技術(shù) 90
3.5 光源直接調(diào)制 92
3.5.1 單端轉(zhuǎn)差分部分 92
3.5.2 電平調(diào)整部分 93
3.5.3 激光器驅(qū)動部分 94
3.5.4 光反饋原理 97
3.6 副載波強(qiáng)度調(diào)制 98
3.6.1 副載波強(qiáng)度調(diào)制原理 98
3.6.2 BPSK副載波調(diào)制 99
3.6.3 FSK副載波調(diào)制 101
3.6.4 互調(diào)失真與載噪比 103
3.7 正交頻分復(fù)用 105
3.7.1 基本原理 105
3.7.2 OFDM中離散傅里葉變換實(shí)現(xiàn) 107
3.7.3 保護(hù)間隔和循環(huán)前綴 109
3.7.4 峰均功率比及其降低方法 111
3.8 空時編碼 111
3.8.1 空時編碼的演變 112
3.8.2 無線光通信中的空時編碼 114
3.8.3 無線光通信中的空時譯碼 115
3.9 信道編碼 116
3.9.1 信道編碼及其分類 116
3.9.2 線性糾錯碼 116
3.9.3 卷積碼 117
3.10 總結(jié)與展望 120
思考題三 120
習(xí)題三 120
參考文獻(xiàn) 123
第4章 大氣信道、信道估計與信道均衡 126
4.1 大氣衰減效應(yīng) 126
4.1.1 大氣衰減系數(shù)與透過率 126
4.1.2 大氣分子吸收與散射 127
4.1.3 大氣氣溶膠粒子吸收與散射 128
4.1.4 大氣窗口 129
4.1.5 衰減系數(shù)估算 129
4.1.6 傳輸方程 130
4.2 大氣湍流模型 130
4.2.1 大氣湍流 131
4.2.2 大氣湍流信道模型 132
4.2.3 Log-normal湍流模型 132
4.2.4 Gamma-Gamma湍流模型 136
4.2.5 負(fù)指數(shù)分布湍流模型 139
4.2.6 大氣結(jié)構(gòu)常數(shù) 140
4.2.7 大氣湍流引起的誤碼率 141
4.3 分集接收 142
4.3.1 *大比合并 143
4.3.2 等增益合并 143
4.3.3 選擇合并 143
4.4 信道估計 144
4.4.1 信道估計的概念 144
4.4.2 *小二乘信道估計算法 145
4.4.3 MMSE準(zhǔn)則的信道估計 145
4.5 信道均衡 145
4.5.1 碼間干擾與信道均衡 146
4.5.2 時域均衡 146
4.5.3 線性均衡 147
4.6 大氣湍流對于誤碼率的影響 149
4.7 總結(jié)與展望 151
思考題四 151
習(xí)題四 152
參考文獻(xiàn) 156
第5章 白光LED通信 158
5.1 LED發(fā)光原理 158
5.1.1 白光 LED 158
5.1.2 LED發(fā)光原理 158
5.1.3 白光LED發(fā)光原理 159
5.1.4 白光LED發(fā)光模型 160
5.2 車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境可見光通信系統(tǒng)的背景光噪聲模型 161
5.3 可見光通信系統(tǒng)乘性噪聲模型 165
5.4 光源*優(yōu)化布局 167
5.5 室內(nèi)可見光信道 169
5.6 接收機(jī)與檢測技術(shù) 171
5.6.1 接收機(jī)前端 172
5.6.2 接收陣列設(shè)計 174
5.7 可見光通信的上行鏈路 175
5.7.1 射頻上行鏈路 175
5.7.2 紅外光上行鏈路 175
5.7.3 激光上行鏈路 176
5.7.4 可見光上行鏈路 176
5.8 可見光通信定位技術(shù) 176
5.8.1 光信號接收強(qiáng)度定位法 177
5.8.2 指紋識別定位法 177
5.8.3 LED標(biāo)簽(LED-ID)定位法 177
5.8.4 可見光成像定位技術(shù) 177
5.9 總結(jié)與展望 177
思考題五 178
習(xí)題五 178
參考文獻(xiàn) 180
第6章 水下光通信 184
6.1 概述 184
6.2 水下激光通信系統(tǒng) 185
6.2.1 水下激光通信原理 185
6.2.2 水下信道 185
6.2.3 水下激光通信的特點(diǎn) 186
6.3 激光對潛通信 186
6.3.1 激光對潛通信的形式 186
6.3.2 各介質(zhì)層的傳輸 187
6.3.3 時間擴(kuò)展 189
6.3.4 能量方程 189
6.4 復(fù)眼接收天線 190
6.4.1 LED光源在水中的傳輸模型 190
6.4.2 復(fù)眼透鏡光學(xué)接收天線的結(jié)構(gòu) 192
6.5 發(fā)射端恒流驅(qū)動 196
6.5.1 大功率LED驅(qū)動主控電路 196
6.5.2 主控芯片 197
6.5.3 NMOS管驅(qū)動電路 199
6.5.4 LED燈珠 200
6.6 光在海水中的傳輸特性 200
6.6.1 光學(xué)特性 200
6.6.2 吸收特性 201
6.6.3 散射特性 203
6.7 非直視傳輸 205
6.7.1 NLOS傳輸覆蓋范圍 205
6.7.2 散射鏈路模型 212
6.8 總結(jié)與展望 215
思考題六 215
習(xí)題六 215
參考文獻(xiàn) 216
第7章 紫外光通信 219
7.1 紫外光及其信道特性 219
7.1.1 紫外光 219
7.1.2 紫外光的特點(diǎn) 219
7.1.3 紫外光大氣信道 220
7.1.4 紫外光大氣信道特性 221
7.2 紫外光非直視傳輸特性 223
7.2.1 橢球坐標(biāo)系 223
7.2.2 紫外光散射通信的過程 224
7.2.3 非直視散射特性 226
7.3 日盲紫外光非直視通信組網(wǎng) 227
7.3.1 無線Mesh通信網(wǎng)絡(luò) 227
7.3.2 無線紫外光Mesh通信網(wǎng)絡(luò) 228
7.4 總結(jié)與展望 229
思考題七 230
習(xí)題七 230
參考文獻(xiàn) 230
第8章 捕獲、瞄準(zhǔn)和跟蹤技術(shù) 231
8.1 APT系統(tǒng) 231
8.1.1 APT的概念 231
8.1.2 APT的工作原理 232
8.2 自動捕獲 233
8.2.1 開環(huán)捕獲模式 234
8.2.2 掃描方式 235
8.2.3 捕獲單元性能指標(biāo) 239
8.3 自動跟蹤 240
8.3.1 跟蹤系統(tǒng) 240
8.3.2 復(fù)合軸控制系統(tǒng) 241
8.3.3 粗跟蹤單元精度分析 242
8.3.4 精跟蹤光束伺服單元 242
8.4 發(fā)射-接收端非共光軸快速對準(zhǔn) 242
8.4.1 問題的提出 242
8.4.2 快速對準(zhǔn)方案 243
8.5 瞄準(zhǔn)誤差對通信性能的影響 246
8.5.1 光功率衰減模型 246
8.5.2 指向誤差條件下高斯光束幾何衰減模型 248
8.5.3 指向誤差下平均幾何衰減模型 250
8.6 總結(jié)與展望 251
思考題八 251
習(xí)題八 251
參考文獻(xiàn) 253
第9章 部分相干光傳輸 254
9.1 光束的基本#數(shù) 254
9.1.1 發(fā)射光束 254
9.1.2 互相干函數(shù) 255
9.1.3 光束的擴(kuò)展、漂移與強(qiáng)度起伏 259
9.2 部分相干光模型 260
9.2.1 部分相干光描述 260
9.2.2 部分相干光波束 263
9.3 光束在大氣湍流中的傳輸 264
9.3.1 光束的擴(kuò)展與漂移 264
9.3.2 水平傳輸光束的漂移與擴(kuò)展 269
9.3.3 斜程傳輸光束的漂移與擴(kuò)展 273
9.3.4 到達(dá)角起伏 275
9.3.5 光束漂移與擴(kuò)展對通信系統(tǒng)的影響 279
9.4 總結(jié)與展望 280
思考題九 281
習(xí)題九 281
參考文獻(xiàn) 284
第10章 未來的通信技術(shù) 286
10.1 X射線空間通信 286
10.1.1 X射線通信背景 286
10.1.2 X射線通信系統(tǒng) 287
10.1.3 發(fā)展方向與展望 290
10.2 軌道角動量復(fù)用通信 290
10.2.1 渦旋光束 290
10.2.2 渦旋光束的產(chǎn)生 292
10.2.3 軌道角動量復(fù)用通信系統(tǒng) 295
10.3 中微子通信 298
10.3.1 中微子 298
10.3.2 中微子通信原理 298
10.3.3 中微子通信系統(tǒng) 299
10.3.4 中微子通信的關(guān)鍵技術(shù) 299
10.3.5 中微子通信的特點(diǎn) 300
10.4 引力波通信 300
10.4.1 引力波的探測 301
10.4.2 引力波的產(chǎn)生 303
10.4.3 引力波探測的主要困難 303
10.5 太赫茲波通信 304
10.5.1 太赫茲波及其優(yōu)點(diǎn) 304
10.5.2 太赫茲波發(fā)射天線 305
10.5.3 太赫茲波探測器 306
10.5.4 太赫茲波調(diào)制器 307
10.5.5 太赫茲波在大氣中的傳輸 308
10.6 總結(jié)與展望 309
思考題十 309
習(xí)題十 310
參考文獻(xiàn) 310
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