ROF光載無綫通信：從理論到前沿 機械工業齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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加費爾南多，武冀 著

圖書標籤:

• ROF
• 光載無綫通信
• 無綫通信
• 光縴通信
• 毫米波通信
• 射頻光子學
• 機械工業齣版社
• 通信工程
• 前沿技術
• 學術著作

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111506331

商品編碼：29481647541

包裝：平裝

齣版時間：2015-08-01

基本信息

書名：ROF光載無綫通信：從理論到前沿

定價：68.00元

作者：(加)費爾南多,武冀

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2015-08-01

ISBN：9787111506331

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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本書是目前4G移動通信實施方嚮上的圖書，光載無綫通信是目前主流廠商都在采用或即將采用的架構方案。本書結閤光通信的高帶寬與無綫網絡的靈活性和移動性，全麵解讀瞭“光縴到無綫”的移動網絡通信係統。

內容提要

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本書對光載無綫通信係統進行瞭詳細的研究，在光學和無綫通信領域間架設瞭一座橋梁。主要內容包括鏈路元件的基本特性、功率分配基本計算、ROF鏈路的噪聲情況分析、多載波ROF係統分析和Fi-Wi信道的數字信號處理技術等，並對無綫通信的曆史和未來係統的發展方嚮做瞭迴顧和展望。本書適閤通信專業的研究生、現場工程師以及無綫係統設計師、學生和研究者閱讀。

目錄

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作者簡介
原書序
原書前言
原書緻謝
1引言
　1.1背景介紹
　1.1.1ROF係統
　1.1.2毫米波段ROF
　1.1.3配置於特殊區域
　1.1.4對現有光縴的增值利用
　1.1.5微波光子學的進步
　1.1.6動態係統升級
　1.2基本Fi-Wi係統架構
　1.2.1兩種調製類型
　1.3主要課題
　1.4其他光縴到饋方案
　1.4.1數字化ROF
　1.4.2光縴中頻通信
　1.5本書結構
2Fi-Wi核心鏈路元件
　2.1RF—光調製
　2.1.1直接強度調製和激光器二極管
　2.1.2外強度調製
　2.2光縴信道
　2.2.1衰減
　2.2.2多模光縴ROF
　2.2.3單模光縴ROF
　2.2.4乾涉噪聲
　2.3光接收器
　2.3.1光探測器
　2.3.2量子效率與帶寬
　2.4基帶—RF調製技術簡述
　2.4.1相移鍵控
　2.4.2幅移鍵控
　2.4.3正交幅度調製
　2.5無綫信道
　2.5.1室內傳播
　2.5.2室外傳播
　2.5.3路徑損耗模型
　2.5.4多徑傳播和衰落
3功率鏈路分配與纍積性SNR
　3.1引言
　3.2係統描述
　3.3光學SNR
　3.3.1各種噪聲對OSNR的影響
　3.4纍積性SNR
　3.4.1無綫和光鏈路噪聲功率相近
　3.5RAP設計思想
　3.5.1光接收器放大增益
　3.5.2小區覆蓋麵積
　3.6總結
4對相關性強度噪聲錶達式的改進
　4.1基礎
　4.2ROF鏈路中的基本噪聲處理
　4.2.1散粒噪聲
　4.2.2相關性強度噪聲
　4.3信噪比
　4.4數值評估和討論
　4.4.1SCM ROF係統的噪聲等級增加
　4.5總結
5子載波復用ROF下行鏈路
　5.1引言
　5.1.1背景介紹
　5.2ROF下行鏈路信道
　5.2.1高階項
　5.3無綫下行鏈路信道
　5.4定量評估與討論
6子載波復用ROF上行鏈路
　6.1無綫上行鏈路信道
　6.2ROF上行鏈路信道
　6.2.1非綫性失真
　6.2.2高階項
　6.3信號失真、串擾和噪聲比
　6.4定量評估和討論
　6.5總結
7外調製ROF鏈路
　7.1Mach-Zehnder調製器
　7.1.1MZI原理
　7.2電吸收調製
　7.3反射型半導體光放大器
　7.4MZI偏置電壓的優化
　7.4.1RF增益大化
　7.4.2噪聲因數小化
　7.4.3無雜散動態範圍大化
　7.4.4閤並品質因數
　7.5MZI子載波復用
8ROF鏈路非綫性的DSP建模
　8.1引論
　8.1.1綫性動態範圍的要求
　8.1.2相位非綫性
　8.2減小NLD的若乾種嘗試
　8.2.1動態增益控製器和衰減器
　8.2.2靜態的光—電方案
　8.2.3一些新技術
　8.3DSP方法
　8.3.1對光波段失真的基帶補償
　8.4非綫性係統的DSP基礎
　8.4.1Volterra級數模型
　8.4.2離散時域問題
　8.5通頻帶復非綫性係統的基帶錶示
　8.6Fi-Wi鏈路的非綫性建模
9ROF鏈路非綫性的自適應補償
　9.1ROF鏈路的自適應模型
　9.1.1Volterra核優化
　9.1.2濾波器階數和記憶
　9.1.3實例研究
　9.2非對稱補償
　9.2.1預補償與後驗補償
　9.2.2非對稱補償的共性
　9.2.3自適應DSP補償的實例研究
　9.2.4查詢錶與自適應濾波補償
　9.3總結
10Fi-Wi信道的聯閤估計
　10.1Fi-Wi鏈路的Wiener和Hammerstein係統模型
　10.2Fi-Wi信道估計
　10.2.1輸入/輸齣相關法
　10.2.2綫性部分估計
　10.2.3非綫性部分估計
　10.3實例研究
　10.3.1綫性係統識彆
　10.3.2非綫性係統識彆
　10.4總結
11Fi-Wi信道的聯閤均衡
　11.1無綫信道的均衡
　11.1.1非綫性增強型判決反饋均衡器
　11.1.2Hammerstein型DFE
　11.1.3振幅和時域處理
　11.2多項式濾波器參數優化
　11.2.1直接生成逆多項式
　11.3綫性濾波器參數優化
　11.3.1模型描述
　11.3.2參數優化
　11.4總結
12Hammerstein型DFE的性能評估
　12.1多項式濾波器評估
　12.1.1時間色散的非綫性變換
　12.1.2逆多項式變換
　12.1.3多項式濾波器誤差的期望
　12.2綫性濾波器評估
　12.2.1無限長結果
　12.2.2有限長結果
　12.3實例研究
　12.3.1多項式濾波器的方均誤差
　12.3.2綫性濾波器的方均誤差
　12.3.3HDFE的BER性能
　12.4總結
13多用戶CDMA Fi-Wi係統
　13.1多用戶Fi-Wi上行鏈路模型
　13.2相關
　13.2.1廣義輸入-輸齣相關性
　13.2.2多用戶下的輸入-核相關性
　13.3ROF信道估計
　13.4實例研究
　13.4.1仿真參數
　13.4.2無綫信道識彆
　13.4.3光縴鏈路識彆
　13.5Fi-Wi上行鏈路均衡
　13.5.1無綫信道均衡
　13.5.2序列迴歸綫性化
　13.6均衡：仿真結果和討論
　13.7總結
144G、5G以及無綫OFDM網絡的Fi-Wi
　14.1蜂窩通信係統簡史
　14.1.1全球範圍互通性微波接入
　14.1.2長期演進
　14.2無綫接入方案
　14.2.1正交頻分復用接入
　14.3減小峰值-平均功率比的技術
　14.4OFDM ROF係統進化
　14.4.1自適應調製技術
　14.4.2實例研究
　14.5OFDMA和CDMA的融閤
　14.6總結
　參考文獻
　附錄：縮略語錶

作者介紹

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Xavier Fernando，加拿大瑞爾森大學教授、瑞爾森通信實驗室主任，曾就讀於卡裏加裏大學的非盈利性通信研究機構TRLabs，並於2001年獲得博士學位，作為光載無綫通信係統相關研究的先驅，在就讀博士期間，率先從事瞭適應性數字信號處理技術在光縴-無綫（Fi-Wi）係統的應用方麵的研究，並因此獲得瞭加拿大*論文奬和美國。
　　Xavier Fernando在ROF非綫處理、微波光子學濾波器設計等Fi-Wi係統研究領域前沿發錶過多篇文獻，在該領域的研究獲得瞭多個重要基金支持，作為著者和參著者發錶100餘篇文獻，並擁有兩個。他也是《WEBOK（無綫工程知識體係指南）》的參著者。
　　Xavier Fernando曾是IEEE SOC教育委員會工作小組無綫通信領域的組員，曾榮獲多項殊榮，包括2010年度IEEE微波理論和技術協會奬、2009年度Sarnoff研討會奬、2003年度加拿大光電*海報奬和2001年度CCECE*論文奬。他受邀在世界上進行過多場演講和講座，也是ABET認證的評估員和IEEE加拿大電子和計算機工程學會（CCSCE2014）的主席，並曾在2010～2011年度擔任瑞爾森委員會成員以及2012～2013年度的IEEE多倫多分會主席職務。

文摘

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序言

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引言 在這個信息爆炸的時代，通信技術以前所未有的速度發展，對我們生活、工作和社會進步産生瞭深遠影響。從早期的電報到如今的5G甚至6G，每一次技術的革新都極大地拓展瞭信息傳輸的帶寬和效率。在眾多新興的通信技術中，光載無綫通信（ROF，Radio-over-Fiber）以其獨特的優勢，正成為連接光縴和無綫通信的關鍵技術，預示著下一代通信網絡的巨大潛力。 光載無綫通信（ROF）概述 光載無綫通信是一種將射頻（RF）信號加載到光載波上，通過光縴傳輸，然後在接收端再將射頻信號解調齣來的技術。這種技術巧妙地融閤瞭光縴通信的巨大帶寬、低損耗和抗電磁乾擾能力，以及無綫通信的靈活性和移動性。與傳統的同軸電纜傳輸射頻信號相比，光縴傳輸具有更遠的傳輸距離、更高的信號質量和更小的信號衰減，這使得ROF技術在基站分布式部署、固定無綫接入、雷達係統以及高性能測量等領域展現齣巨大的應用前景。 ROF技術的核心在於“信號的承載與轉換”。在發射端，射頻信號被調製到光載波上，形成光載射頻信號。這個光信號可以高效地通過光縴傳輸到數百公裏甚至更遠的距離，而信號的質量損失微乎其微。在接收端，光縴傳輸迴來的光載射頻信號經過光電探測器轉換迴電信號，然後經過射頻處理，最終還原齣原始的射頻信號。整個過程實現瞭射頻信號在光域的傳輸，避免瞭傳統射頻信號在電纜傳輸中遇到的損耗大、帶寬受限、易受乾擾等問題。 ROF技術的核心原理與關鍵技術 ROF係統的性能很大程度上取決於其核心的信號調製、光縴傳輸和光電轉換技術。 1. 射頻信號的光調製技術：將射頻信號高效地加載到光載波上是ROF係統的首要環節。常見的調製技術包括： 直接幅度調製（Direct Intensity Modulation, IM）：將射頻信號直接用於控製激光器的輸齣光強度。這種方式結構簡單，成本較低，但會引入一定的非綫性失真，且調製深度有限。 外調製技術：利用外部調製器（如電光調製器）對激光器發齣的光信號進行調製。外調製技術可以實現更高的綫性度和調製深度，從而提高ROF係統的動態範圍和傳輸性能，是目前主流的研究方嚮。常見的有馬赫-曾德爾調製器（MZM）、傳播型波導調製器（Y-branch modulator）等。 相位調製和頻率調製：將射頻信號映射到光載波的相位或頻率上進行調製。這些技術通常需要更復雜的解調方案，但在某些特定應用場景下具有優勢。 2. 光縴傳輸：ROF係統的傳輸性能高度依賴於光縴的特性。 光縴損耗：標準單模光縴在1550 nm波長附近具有極低的損耗（約0.2 dB/km），這使得ROF係統能夠支持遠距離傳輸。 色散效應：在光縴中，不同波長的光傳播速度不同，導緻信號展寬，尤其是在高帶寬信號傳輸時。為瞭剋服色散，可以采用色散補償光縴（DCF）、光柵補償器或電子色散補償（EDC）等技術。 非綫性效應：在高功率光信號傳輸時，光縴的非綫性效應（如受激拉曼散射SRS、受激布裏淵散射SBS）會引起信號失真和功率損耗。在ROF係統中，需要閤理控製光功率，並采取相應的抑製措施。 3. 光電探測與射頻解調：在接收端，需要將光載射頻信號高效地轉換迴電信號，並提取齣原始的射頻信息。 光電探測器（PD）：PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）是常用的光電探測器。APD具有內部增益，可以提高接收靈敏度，但需要更高的偏置電壓。PIN二極管則結構簡單，響應速度快。 射頻解調：根據調製方式的不同，接收端需要進行相應的解調。對於IM調製，可以直接進行解調；對於外調製，則需要解調器將射頻信號提取齣來。 ROF技術麵臨的挑戰與發展趨勢 盡管ROF技術具有顯著的優勢，但在實際應用中仍麵臨一些挑戰： 成本：高性能的激光器、調製器和光電探測器等器件的成本仍然較高，限製瞭ROF技術的廣泛部署。 復雜性：ROF係統的設計和部署需要同時具備光通信和無綫通信的專業知識，對技術人員的要求較高。 標準化：ROF技術的標準化工作尚在進行中，不同廠商之間的互操作性可能存在問題。 功耗與散熱：部分ROF器件在工作時功耗較大，需要解決散熱問題。 然而，隨著技術的不斷進步，ROF技術正朝著更加高效、低成本和集成化的方嚮發展。主要發展趨勢包括： 集成化與小型化：將激光器、調製器、光電探測器等器件集成到單個芯片上，實現ROF係統的集成化和小型化，降低成本並提高穩定性。 全光ROF：研究在光域直接進行信號處理，避免光電轉換，從而進一步提高帶寬和效率，降低功耗。 寬帶ROF：針對未來更高頻率的無綫通信需求，發展能夠傳輸更高射頻頻率（如毫米波、太赫茲）的ROF技術。 網絡化ROF：將ROF技術與光網絡相結閤，構建靈活、可重構的光載無綫網絡，實現更高級的網絡管理和資源分配。 低成本ROF器件：開發低成本、高性能的ROF器件，如利用MEMS技術製造的調製器，或采用新型材料實現的激光器和探測器。 智能ROF：引入人工智能和機器學習技術，實現ROF網絡的智能監測、優化和故障診斷。 ROF技術的應用領域 ROF技術憑藉其獨特的優勢，已經在多個領域展現齣巨大的應用價值： 1. 蜂窩移動通信網絡（Front-haul）：在未來5G/6G移動通信網絡中，基站的分布將更加密集，且需要支持更高的頻率。ROF技術可以高效地將基站的射頻信號通過光縴傳輸到核心網，實現“基站池化”和集中化管理，簡化網絡架構，降低運營成本。 2. 固定無綫接入（FWA）：ROF技術可以將高帶寬的固定寬帶信號傳輸到用戶端，提供比傳統DSL或同軸電纜更優越的性能，特彆是在光縴難以鋪設的區域。 3. 雷達與電子戰係統：ROF技術能夠傳輸高帶寬、低損耗的射頻信號，這對於需要處理大量實時數據的雷達係統和電子戰係統至關重要，可以實現遠程部署和更好的信號處理。 4. 測試測量儀器：高精度、寬帶寬的ROF技術能夠為射頻和微波測試測量儀器提供高保真的信號源和測量通道，滿足航空航天、國防等領域對精密測量的需求。 5. 衛星通信：ROF技術可以剋服衛星地麵站與天綫之間距離較遠的限製，通過光縴傳輸高頻信號，提高係統的靈活性和性能。 6. 醫療成像：在某些需要高分辨率、實時成像的應用中，如高頻超聲成像，ROF技術可以提供所需的帶寬和低延遲。 7. 科學研究：在射電天文學、粒子加速器等領域，ROF技術用於傳輸和處理大量高速信號，支持前沿科學研究。 結論 光載無綫通信（ROF）技術作為連接光縴通信與無綫通信的橋梁，正以前所未有的態勢推動著通信技術的進步。它不僅解決瞭傳統無綫傳輸的瓶頸問題，更為下一代通信網絡的演進提供瞭強大的技術支撐。從理論的探索到前沿技術的突破，ROF技術正逐步走嚮成熟，並展現齣廣闊的應用前景。隨著成本的下降、性能的提升以及集成化的發展，ROF技術必將在未來的通信格局中扮演越來越重要的角色，深刻地改變我們的生活和工作方式。對於從事通信、電子工程、物理學等相關領域的科研人員和工程師而言，深入理解ROF技術，把握其發展脈絡，將是應對未來技術挑戰、抓住發展機遇的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感覺是既有紮實的理論根基，又不乏對前沿技術和未來發展的敏銳洞察。它不是那種泛泛而談的書，而是真正做到瞭“從理論到前沿”的貫通。對於想要深入瞭解光載無綫通信技術，尤其是希望掌握其最新發展動態和潛在應用方嚮的讀者來說，這本書無疑是一本值得推薦的讀物。我個人覺得，如果能夠再增加一些具體的工程案例分析，或者提供一些相關的代碼實現（雖然我知道這在理論書籍中不太常見），那就更加完美瞭，但即便如此，它也已經是一本非常齣色的參考書瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書最大的亮點之一在於它緊密結閤瞭前沿的實際應用和未來的發展趨勢。在看完理論基礎和係統架構後，作者並沒有止步不前，而是花瞭很大篇幅介紹瞭ROF技術在5G/6G通信、雷達係統、衛星通信等領域的應用前景和挑戰。我特彆喜歡它對未來可能齣現的各種新型ROF應用場景的設想，比如利用ROF構建分布式天綫係統，解決室內覆蓋問題，或者在智能交通係統中實現高帶寬、低時延的通信。這些內容給我打開瞭新的思路，也讓我對這個領域充滿期待。

評分☆☆☆☆☆

剛翻完一本《ROF光載無綫通信：從理論到前沿》，怎麼說呢，這本書確實是下瞭不少功夫的。我本來是對這個領域有點模糊的認識，想著找本能幫我係統梳理一下的書。這本書從最基礎的光載無綫通信原理講起，把那些抽象的概念拆解得特彆清晰，比如光調製、射頻信號傳輸、光電轉換這些，都給齣瞭詳細的推導和物理意義上的解釋，不像有些書上來就給你公式堆砌。然後慢慢過渡到各種係統架構，包括點對點、點對多點的傳輸方式，不同架構下的信噪比、帶寬特性都有分析，這點對於理解實際應用非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

從閱讀體驗上來說，這本書的邏輯結構非常清晰，每章之間銜接自然。作者在講解復雜概念時，常常會穿插一些形象的比喻或者實際的例子，這對於像我這樣不是專業背景的讀者來說，無疑大大降低瞭理解的門檻。同時，書中還提供瞭大量的圖錶和仿真結果，這些可視化信息極大地增強瞭內容的直觀性，幫助我更好地理解各個技術細節和性能錶現。雖然內容偏學術，但整體的寫作風格還是比較接地氣的，讓人讀起來不會感到枯燥。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書在理論深度和廣度上都做得挺不錯的。它不僅涵蓋瞭ROF通信的基本原理，還深入探討瞭各種先進技術，比如光開關、光放大器在ROF係統中的應用，還有一些最新的研究方嚮，像毫米波和太赫茲頻段的ROF，以及如何結閤SDN（軟件定義網絡）來優化ROF網絡。我印象比較深的是關於高頻射頻信號如何通過光縴進行低損耗傳輸的章節，裏麵涉及到瞭不少 RF over Fiber 技術的細節，比如色散補償、非綫性效應的處理等等，這些都是我之前接觸比較少的內容。