无线光正交频分复用原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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柯熙政 著

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• 无线通信
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• 无线光通信
• 光纤通信
• 信号处理
• 调制解调
• 通信原理
• 无线接入技术
• 复用技术

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030550880

商品编码：29469523954

包装：平装

出版时间：2018-05-01

基本信息

书名：无线光正交频分复用原理及应用

定价：138.00元

作者：柯熙政

出版社：科学出版社

出版日期：2018-05-01

ISBN：9787030550880

字数：

页码：

版次：31

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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光通信,无线电通信

内容提要

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正交频分复用是多载波通信的一种，可以提高光通信的频谱效率，抑制信道干扰。《无线光正交频分复用原理及应用》论述无线光通信中的正交频分复用理论及应用, 系统介绍无线光通信中的正交频分复用传输体系，对光正交频分复用涉及的高峰均比、时间同步、信道估计及信道分配进行深入系统分析；对大气湍流及大气环境对正交频分复用信号的影响进行详细分析，对比分析光正交频分复用抑制大气湍流的特性。通过数值仿真及实验验证相关理论，触及本领域的**进展。

目录

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目录
前言
章 绪论 1
1.1 无线光通信技术的发展 1
1.2 光波在大气湍流中的传输研究进展 3
1.3 脉冲调制、副载波调制与无线光正交频分复用 5
1.3.1 脉冲调制的外研究现状 5
1.3.2 副载波调制的外研究现状 9
1.3.3 FSO-OFDM的提出 9
1.4 FSO-OFDM的特点 12
1.4.1 OFDM的优点 12
1.4.2 FSO-OFDM的特点 13
1.4.3 RF OFDM与FSO-OFDM的区别 14
1.4.4 FSO-OFDM亟待解决的问题 14
1.5 FSO-OFDM中的关键技术 15
参考文献 17
第2章 副载波调制技术 26
2.1 副载波调制 26
2.1.1 副载波调制信号的产生与检测 26
2.1.2 BPSK副载波调制的差错率 27
2.1.3 FSK副载波调制的差错率 30
2.1.4 MPSK与MQAM副载波调制的差错率 31
2.1.5 副载波调制性能分析 32
2.2 NC类正弦QPSK调制 35
2.2.1 NC类正弦QPSK调制原理 35
2.2.2 NC类正弦类QPSK调制性能分析 38
2.3 16PSK调制原理及仿真 49
2.3.1 MPSK信号的矢量表示 50
2.3.2 16PSK信号的调制方式 51
2.3.3 16PSK调制解调性能分析 53
2.3.4 16PSK副载波调制实验结果分析 59
2.4 64QAM调制与解调 66
2.4.1 64QAM系统的基本原理 66
2.4.2 64QAM信号调制解调仿真分析 71
2.4.3 仿真及实验结果分析 74
2.4.4 64QAM副载波调制实验结果分析 84
2.5 小结 87
参考文献 88
第3章 半导体激光器的非线性特性及其修正 91
3.1 半导体激光器 91
3.1.1 半导体激光器的工作原理 92
3.1.2 半导体激光器的分类 93
3.1.3 半导体激光器的基本特性 93
3.2 半导体激光器的非线性特性 97
3.2.1 动态非线性 97
3.2.2 静态非线性 102
3.2.3 半导体激光器的静态模型 103
3.2.4 半导体激光器的线性化 108
3.3 副载波调制中的激光器非线性互调失真 116
3.3.1 激光器的非线性互调失真 116
3.3.2 副载波调制的非线性互调失真特性 121
3.4 半导体激光器功率控制 131
3.4.1 温度对半导体激光器的影响 131
3.4.2 功率控制系统 133
3.5 小结 139
参考文献 139
第4章 FSO-OFDM系统 143
4.1 OFDM系统原理 143
4.1.1 OFDM信号的数学模型 144
4.1.2 由DFT实现OFDM145
4.2 OFDM频率漂移与相位噪声 147
4.2.1 频率漂移对OFDM的影响 148
4.2.2 OFDM系统的相位噪声 149
4.3 FSO-OFDM系统结构 151
4.3.1 直流偏置OFDM系统 153
4.3.2 限幅OFDM系统 154
4.3.3 非限幅OFDM系统 154
4.3.4 FSO-OFDM信号的解调 155
4.4 OFDM的信号结构 155
4.4.1 保护间隔和循环前缀 155
4.4.2 过采样 158
4.4.3 加窗 159
4.5 FSO-OFDM信号的噪声特性 159
4.5.1 乘性噪声 160
4.5.2 混合噪声 160
4.5.3 FSO-OFDM实验研究 167
4.6 小结 169
参考文献 169
第5章 大气信道 171
5.1 激光传输中的大气散射与大气衰减 171
5.1.1 大气散射 171
5.1.2 大气衰减 172
5.2 激光在大气湍流中的传输 174
5.2.1 大气湍流的统计特性 174
5.2.2 大气湍流对激光传输的影响 178
5.3 大气湍流模型 179
5.3.1 log-normal湍流模型 180
5.3.2 Gamma-Gamma湍流模型 183
5.3.3 负指数分布湍流模型 187
5.3.4 湍流信道性能分析 188
5.4 大气色散及其对光信号传输的影响 193
5.4.1 大气中光的色散 193
5.4.2 光脉冲在大气湍流中的传播 197
5.4.3 连续波在大气湍流中的传播 201
5.5 大气色散对OFDM信号的影响 203
5.5.1 对FSO-OFDM系统误码率的理论分析 203
5.5.2 脉冲时延对系统速率的限制 205
5.5.3 Gamma-Gamma信道对信号传输的影响 211
5.6 雨对光信号传输的影响 217
5.6.1 接收光强均值 218
5.6.2 相干场和非相干场的统计特性 221
5.6.3 非相干场的频谱特性和方差 223
5.7 小结 226
参考文献 227
第6章 OFDM系统的同步技术 231
6.1 OFDM中的时间同步 231
6.2 同步偏差对OFDM系统性能的影响 232
6.2.1 符号定时偏差对系统性能的影响 232
6.2.2 载波频率偏差对系统性能的影响 234
6.2.3 抽样时钟偏差对系统性能的影响 236
6.2.4 OFDM的同步算法原理 236
6.3 FSO-OFDM系统符号同步 239
6.3.1 传统的符号同步算法 240
6.3.2 改进的同步算法 244
6.4 频率同步算法 250
6.4.1 载波频率偏差估计算法 250
6.4.2 基于循环前缀的*大似然同步算法 251
6.4.3 ML 算法改进 258
6.5 小结 262
参考文献 263
第7章 FSO-OFDM调制系统中的峰均比 265
7.1 峰均比的定义及统计特性 265
7.1.1 峰均比的定义 265
7.1.2 峰均比的统计特性 266
7.1.3 高峰均比产生的原因及后果 267
7.2 降低峰均比的方法 267
7.2.1 限幅类技术 267
7.2.2 编码类技术 269
7.2.3 概率类技术 270
7.3 降低OFDM系统中峰均比的概率类方法 271
7.3.1 部分传输序列方法 271
7.3.2 选择性映射方法 279
7.3.3 信道仿真分析 281
7.3.4 实验结果分析 294
7.4 降低峰均比的编码类技术 296
7.4.1 几种分组编码方法 297
7.4.2 基于Golay互补序列和RM码的编译码算法 302
7.5 小结 309
参考文献 309
第8章 信道估计与信道分配 312
8.1 无线光OFDM信道估计 312
8.1.1 信道估计的分类 313
8.1.2 基于LS准则的信道估计算法 313
8.1.3 基于MMSE准则的信道估计算法 314
8.2 粒子滤波算法 317
8.2.1 贝叶斯估计方法 317
8.2.2 蒙特卡罗方法 321
8.2.3 粒子滤波算法原理 322
8.2.4 粒子滤波算法存在的主要问题 325
8.2.5 基于粒子滤波的大气激光OFDM系统信道估计 329
8.3 基于导频辅助信道估计算法 335
8.3.1 衰落信道对OFDM信号的影响 336
8.3.2 基于频域导频的信道估计算法 338
8.3.3 基于时域训练序列的信道估计算法 347
8.4 单用户FSO-OFDM信道分配 353
8.4.1 注水算法 354
8.4.2 自适应比特功率分配算法 355
8.4.3 改进的自适应比特功率分配算法 359
8.4.4 仿真结果分析 363
8.5 多用户FSO-OFDM自适应信道分配 364
8.5.1 多用户自适应FSO-OFDM系统原理 364
8.5.2 几种多用户自适应算法 365
8.5.3 改进算法 371
8.6 小结 376
参考文献 376

作者介绍

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文摘

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序言

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《光网络通信技术前沿》 内容简介 《光网络通信技术前沿》旨在深入探讨当今光网络通信领域最前沿的理论、技术及应用，为相关领域的科研人员、工程师以及对光通信技术发展有浓厚兴趣的读者提供一本全面而深入的参考书。本书聚焦于推动下一代通信网络发展的关键技术，从基础原理到最新进展，力求全面、系统地展现光网络通信的广阔图景。 本书共分为四个主要部分，每个部分都紧密围绕光网络通信的核心议题展开。 第一部分：高速光传输系统理论与实践 这一部分是本书的基石，详细阐述了构建高速、大容量光传输系统的核心理论和关键技术。我们首先回顾了经典的光信号传输理论，包括光纤的色散、非线性效应等对信号完整性的影响，以及传统的补偿技术。在此基础上，深入探讨了现代高速光传输系统中不可或缺的数字信号处理（DSP）技术。这包括对相干光通信原理的详细解析，重点阐述了数字下变频、定时恢复、载波相位估计、偏振复用解耦等关键算法。本书将详细分析这些算法的数学模型、实现复杂度以及在不同信道条件下的性能表现。 此外，我们还将重点介绍先进的调制格式，如QPSK、16QAM、64QAM等，并分析其频谱效率、信噪比要求以及在实际网络中的应用场景。为了应对高速信号传输带来的挑战，本书还对先进的数字信号处理芯片的设计和实现进行了探讨，包括流水线架构、功耗优化以及可编程性等。 在实践层面，本书将详细介绍光传输系统的硬件构成，包括激光器、调制器、光电探测器、可编程逻辑器件（FPGA）等关键组件的最新进展。我们将分析不同类型的光纤（单模光纤、多模光纤）在高速传输中的特性差异，以及光纤连接器、耦合器等器件对系统性能的影响。本书还会探讨光放大器的原理和应用，特别是掺铒光纤放大器（EDFA）、拉曼放大器以及受激布里渊散射（SBS）等非线性效应的利用与抑制。 最后，本部分还将涵盖光传输系统中的关键性能指标，如比特误码率（BER）、信噪比（SNR）、误码率-功率（Error-free rate-power）曲线等，并介绍实际系统中进行性能测试和优化的方法。 第二部分：下一代光网络架构与关键技术 随着数据流量的爆炸式增长，传统的网络架构已难以满足需求。本部分将聚焦于下一代光网络的发展趋势和关键技术。 首先，我们将深入探讨软件定义网络（SDN）在光网络中的应用。这包括SDN控制器如何统一管理和调度光网络资源，实现灵活的网络配置和动态资源分配。我们将详细介绍OpenFlow等SDN协议在光网络中的实现方式，以及如何通过SDN实现网络切片、流量工程和故障管理。 接着，我们将重点介绍光交换技术。这包括高速光开关（如MEMS、OEO、AOTF等）的工作原理、性能指标和应用。我们将分析不同类型光交换技术的优缺点，以及它们在构建灵活、可重构光网络中的作用。本书还将探讨基于光子集成电路（PIC）的光交换技术，以及其在小型化、低功耗方面的优势。 此外，波长选择开关（WSS）作为下一代可重构光分插复用（ROADM）网络的核心组件，其工作原理、性能特点以及在动态波长分配中的作用将得到详尽的解析。我们将分析不同WSS技术（如薄膜体声波换能器（TFSW）、液晶（LC）等）的优势和劣势，以及它们如何实现对特定波长的精确控制。 本书还将深入探讨网络功能虚拟化（NFV）在光网络中的部署和应用。我们将分析如何将传统的光网络硬件功能（如路由、交换、防火墙等）虚拟化为软件，并在通用硬件上运行，从而实现网络的灵活性、可扩展性和成本效益。 最后，本部分还将讨论光网络的安全问题，包括网络攻击的类型、安全威胁以及相应的防护策略。 第三部分：光网络应用与新兴技术 本部分将视角转向光网络在各个领域的实际应用，以及与光通信密切相关的新兴技术。 我们将详细介绍光网络在数据中心（DC）互连中的应用。这包括数据中心内部以及数据中心之间的光互连技术，如高速光模块（QSFP、OSFP等）的选择与优化、短距离光纤的传输特性以及如何构建高密度、低延迟的数据中心网络。 同时，我们还将探讨光网络在5G/6G移动通信回传与前传网络中的关键作用。这包括对5G/6G网络对带宽、延迟和同步性的更高要求，以及光网络如何满足这些需求，如采用光纤到户（FTTH）、光纤到基站（FTTB）等技术。我们将分析光网络在支持网络切片、边缘计算等5G/6G新特性中的部署策略。 本书还将关注光网络在物联网（IoT）和工业互联网中的应用。我们将探讨如何利用光网络实现海量终端设备的连接，以及如何满足工业场景对高可靠性、低延迟和精确同步的要求。 此外，本书还将深入探讨与光网络通信相关的前沿技术。这包括： 硅光子技术： 详细介绍硅光子芯片的制造工艺、器件集成以及其在降低光模块成本、提高集成度和功耗效率方面的潜力。 量子通信与光网络： 探讨量子密钥分发（QKD）的原理及其在光网络中的部署，以及量子计算对未来光网络带来的潜在影响。 人工智能（AI）与机器学习（ML）在光网络中的应用： 分析如何利用AI/ML技术进行网络优化、故障预测、资源调度和安全防护，实现智能化光网络管理。 光计算与光存储： 介绍光计算和光存储的基本原理，以及它们在未来信息处理和存储领域的潜在应用。 自由空间光通信（FSO）： 探讨FSO技术在特定场景下的应用，如点对点通信、无人机通信等，以及其与光纤网络的互补性。 第四部分：光网络标准化与未来展望 为了确保全球光通信技术的互操作性和可持续发展，标准化工作至关重要。本部分将介绍当前光网络领域的主要标准化组织（如ITU-T、IEEE、OIF等）及其在光通信标准制定方面的工作。我们将重点关注当前和未来几年内可能成为行业焦点的标准议题，例如下一代光接口标准、更高速率的传输标准、以及支持新兴应用的协议等。 本书的最后，我们将对光网络通信的未来发展进行展望。我们将分析驱动未来光网络发展的关键因素，如不断增长的数据需求、人工智能的普及、虚拟现实/增强现实（VR/AR）的发展以及太空通信等。我们将探讨下一代光网络可能面临的挑战，包括带宽极限、能源消耗、成本控制以及网络安全等。同时，我们也将预测未来几年内可能出现的颠覆性技术和创新方向，为读者勾勒出光网络通信激动人心的未来图景。 《光网络通信技术前沿》力求在理论的严谨性与应用的实践性之间取得平衡，为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的学习平台。我们相信，本书将成为光网络通信领域研究人员和工程师不可或缺的参考工具。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目，"无线光正交频分复用原理及应用"，光听名字就觉得信息量很大，而且充满了科技感。我对通信领域一直很有兴趣，尤其是在5G之后，大家都在探索新的通信方式，而可见光通信（VLC）因为其独特的优势，比如高安全性、低功耗以及利用现有照明基础设施的潜力，一直吸引着我的目光。OFDM作为一种非常成熟和强大的多载波技术，在传统无线通信中表现出色，如果能将其应用到可见光通信中，那无疑是如虎添翼。我非常想了解，OFDM技术是如何被巧妙地引入可见光通信的？它如何解决光信号传输中的一些关键技术难题，比如如何实现高效率的调制和解调，以及如何有效地对抗信道中的衰落和干扰？书中会不会详细解释OFDM的子载波划分、星座图映射、以及如何处理FFT/IFFT等关键技术点，并说明这些技术是如何在可见光环境中工作的？此外，对于“应用”部分，我更是充满了期待。这本书会不会介绍OFDM-VLC在智能家居、物联网、甚至是工业自动化等领域的实际部署案例，以及这些应用所带来的具体效益？我希望通过这本书，能对这项技术有一个全面而深入的认识。

评分☆☆☆☆☆

“无线光正交频分复用原理及应用”这个书名，听起来就带有一种技术前沿的震撼感。我一直关注着下一代通信技术的发展，特别是当射频频谱日益拥挤，而可见光又拥有海量未被充分利用的频谱资源时，将OFDM这种成熟的多载波通信技术嫁接到可见光通信（VLC）上，无疑是打开了新的想象空间。我非常好奇，OFDM技术在可见光通信中是如何解决光信号调制解调的固有难题的？书中会不会深入讲解OFDM的频率划分、子载波调制、载波同步等核心原理，并且如何根据可见光信道的特性进行优化，比如如何处理由LED光源特性带来的非线性失真，以及如何应对光照强度变化、物体遮挡等环境因素的影响？更让我期待的是，书中对于“应用”部分的阐述。我希望能看到OFDM-VLC在不同场景下的具体实现方案和性能评估，例如在高速率室内无线接入、公共交通工具上的信息娱乐系统、甚至是太空通信等领域，这项技术是否已经有了成功的探索和部署？我希望这本书能够为我提供一个扎实的理论基础，同时也能揭示这项技术在现实世界中的巨大潜力，让我能够对未来的通信格局有更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就很有科技感，"无线光正交频分复用原理及应用"——光，又是无线，还是OFDM，这简直是把几个热门的前沿技术名词打包了！我一直对无线通信领域特别感兴趣，尤其是近年来越来越火的可见光通信（VLC），因为它似乎比传统的射频通信有更多优势，比如安全性高、频谱资源丰富、部署灵活等等。而OFDM作为一种非常成熟且强大的多载波调制技术，在无线通信领域已经被广泛应用，比如WiFi和4G/5G。将OFDM技术应用到可见光通信中，这让我对接下来的内容充满了好奇。我特别想了解，OFDM技术是如何与可见光通信相结合的？这种结合会带来哪些独特的优势和挑战？书中会不会详细讲解OFDM的具体调制解调过程，以及如何克服可见光信道固有的调制深度限制、色散效应等问题？还有，这本书会不会涉及到实际的应用案例，比如在智能家居、车联网、水下通信，甚至是在数据中心的光互联中，OFDM-VLC是如何发挥作用的？我希望能从这本书中深入理解这项技术的底层原理，并对它在未来通信发展中的潜力有一个清晰的认知。

评分☆☆☆☆☆

“无线光正交频分复用原理及应用”这个书名，听起来就充满了前沿科技的味道，让我对它所蕴含的知识充满了期待。我一直以来都对通信技术的发展趋势保持着高度的关注，特别是当射频频谱日益拥挤，而可见光通信（VLC）以其得天独厚的优势（如高安全性、海量频谱资源、低功耗等）逐渐受到重视时，将OFDM（正交频分复用）这一成熟且高效的调制技术应用于可见光通信，这无疑是一个令人兴奋的方向。我非常渴望了解OFDM技术在可见光通信中是如何实现的。书中是否会深入解析OFDM的基本原理，比如子载波的划分、调制方式的选择、以及如何通过FFT/IFFT实现高效的信号处理？更重要的是，它如何克服可见光信道特有的挑战，例如LED光源的非线性特性、环境光的干扰、以及传输距离的限制？我对书中“应用”部分的内容更是充满好奇。我希望能够看到OFDM-VLC在不同场景下的具体应用案例，例如在智能照明系统、室内导航、甚至是水下通信等领域，这项技术是如何被整合和优化的？这本书能否为我描绘出一幅OFDM-VLC技术在未来通信领域广阔前景的蓝图？

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名“无线光正交频分复用原理及应用”一下子就抓住了我的眼球，尤其“无线光”这个词，让我联想到很多科幻电影里那种无形的、高效的数据传输方式。我一直觉得，未来通信的发展趋势必然是向着更高带宽、更低延迟、更安全可靠的方向迈进，而可见光通信（VLC）和OFDM（正交频分复用）的结合，似乎正好处在这样一个风口浪尖上。我一直对OFDM的抗多径能力和频谱利用效率印象深刻，想象着它在可见光信道中的应用，会不会能够有效解决LED照明固有的闪烁问题，同时又能实现高速的数据传输？我非常期待书中能够深入剖析OFDM在可见光通信中的具体实现细节，比如子载波的分配、星座图的设计、信道编码的选择等等，并且能够详细阐述如何通过OFDM技术来优化可见光通信的性能，例如提高传输速率、增强信号的鲁棒性。另外，对于“应用”这一部分，我更是翘首以盼。书中会不会列举一些实际落地的案例，比如在室内定位、智能交通信号灯、甚至是医疗领域的安全通信等场景下，OFDM-VLC是如何被部署和应用的？我希望能通过这些实例，更直观地理解这项技术所能带来的改变和价值。