可見(jiàn)光通信系統(tǒng)高效傳輸理論及關(guān)鍵技術(shù)

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 技術(shù)背景及意義 1
1.2 研究歷史和現(xiàn)狀 3
1.2.1 可見(jiàn)光通信高速傳輸技術(shù)的研究現(xiàn)狀 3
1.2.2 可見(jiàn)光MIMO通信技術(shù)研究現(xiàn)狀 4
1.3 可見(jiàn)光高速通信技術(shù)動(dòng)態(tài)分析 6
1.3.1 可見(jiàn)光通信的技術(shù)獨(dú)特性分析 6
1.3.2 可見(jiàn)光通信高效傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題 9
1.4 小結(jié) 11
參考文獻(xiàn) 11
第2章 可見(jiàn)光通信收發(fā)前端及其信道傳輸特性 15
2.1 LED發(fā)光器件 15
2.1.1 LED概述 15
2.1.2 LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 18
2.1.3 LED的均衡 18
2.2 光電檢測(cè)器件 21
2.2.1 光電二極管 21
2.2.2 雪崩光電二極管 21
2.2.3 光電倍增管 22
2.2.4 單光子雪崩光電二極管 22
2.2.5 多像素光子計(jì)數(shù)器 23
2.3 室內(nèi)信道 24
2.4 大氣信道 25
2.4.1 大氣的基本物理特性 25
2.4.2 大氣衰減效應(yīng) 26
2.4.3 大氣湍流模型 26
2.5 水下信道 29
2.5.1 水的基本物理特性 29
2.5.2 水下信道的衰減效應(yīng) 29
2.5.3 水下光傳播模型 31
2.6 小結(jié) 35
參考文獻(xiàn) 35
第3章 陣列可見(jiàn)光通信傳輸性能的有效測(cè)度理論 37
3.1 概述 37
3.2 室內(nèi)陣列可見(jiàn)光通信系統(tǒng)模型 38
3.2.1 信道模型 38
3.2.2 室內(nèi)可見(jiàn)光通信信道特性 39
3.3 室內(nèi)可見(jiàn)光通信信道容量分析 40
3.3.1 室內(nèi)可見(jiàn)光通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道容量 40
3.3.2 室內(nèi)可見(jiàn)光通信遍歷信道容量 44
3.4 大規(guī)模陣列可見(jiàn)光通信有效性和可靠性問(wèn)題 51
3.4.1 大規(guī)模陣列可見(jiàn)光通信信道特性分析 54
3.4.2 大規(guī)模陣列可見(jiàn)光通信有效性和可靠性測(cè)度定義 55
3.4.3 有效性和可靠性測(cè)度的特性分析 58
3.5 大規(guī)模陣列可見(jiàn)光通信有效性和可靠性折中準(zhǔn)則 61
3.5.1 大規(guī)模陣列可見(jiàn)光通信折中準(zhǔn)則的優(yōu)化模型 61
3.5.2 **折中方案的快速搜索算法 62
3.5.3 折中準(zhǔn)則與現(xiàn)有復(fù)用分集準(zhǔn)則的對(duì)比分析 64
3.5.4 折中準(zhǔn)則性能仿真與對(duì)比分析 64
3.6 小結(jié) 73
參考文獻(xiàn) 74
第4章 可見(jiàn)光通信關(guān)聯(lián)疊加高效傳輸理論 76
4.1 概述 76
4.2 系統(tǒng)模型 77
4.2.1 信道模型 77
4.2.2 傳輸方案 78
4.2.3 **空間多維星座設(shè)計(jì) 79
4.2.4 檢測(cè)準(zhǔn)則 82
4.3 加性**可分解理論星座組 83
4.3.1 加性**可分解理論 83
4.3.2 超奈奎斯特多用戶(hù)多小區(qū)方案 88
4.3.3 多址系統(tǒng)性能分析 91
4.3.4 多址系統(tǒng)快速檢測(cè) 95
4.4 乘性**可分解星座組 96
4.5 小結(jié) 100
參考文獻(xiàn) 100
第5章 可見(jiàn)光通信移相關(guān)聯(lián)疊加編碼傳輸技術(shù) 102
5.1 概述 102
5.2 分塊移相空時(shí)碼 103
5.3 塊級(jí)聯(lián)移相空時(shí)碼 108
5.4 星座關(guān)聯(lián)的可見(jiàn)光編碼調(diào)制技術(shù) 112
5.5 星座關(guān)聯(lián)的多LED移相空時(shí)碼 115
5.6 小結(jié) 117
參考文獻(xiàn) 117
第6章 可見(jiàn)光通信多維空時(shí)協(xié)作傳輸技術(shù) 119
6.1 概述 119
6.2 可見(jiàn)光通信多輸入多輸出系統(tǒng)線(xiàn)性**空時(shí)編碼設(shè)計(jì) 119
6.2.1 線(xiàn)性**空時(shí)傳輸方案 119
6.2.2 線(xiàn)性**空時(shí)分組碼的性質(zhì) 123
6.3 可見(jiàn)光通信多輸入多輸出系統(tǒng)**非線(xiàn)性空時(shí)碼設(shè)計(jì) 124
6.3.1 **非線(xiàn)性空時(shí)結(jié)構(gòu) 124
6.3.2 正交化等效多輸入多輸出信道 127
6.3.3 **多維星座設(shè)計(jì) 127
6.4 基于丟番圖方程理論的整數(shù)**多維星座設(shè)計(jì) 128
6.5 性能仿真與對(duì)比分析 131
6.5.1 仿真參數(shù)設(shè)置 131
6.5.2 仿真結(jié)果分析 132
6.6 小結(jié) 135
參考文獻(xiàn) 136
第7章 可見(jiàn)光通信融合照明約束的高效傳輸技術(shù) 138
7.1 概述 138
7.2 LED色度學(xué)相關(guān)理論 139
7.3 多色可見(jiàn)光通信系統(tǒng)模型 140
7.3.1 多色波分復(fù)用模型 140
7.3.2 多色多輸入多輸出可見(jiàn)光通信模型 142
7.4 多色可見(jiàn)光通信系統(tǒng)通照參數(shù)優(yōu)化 143
7.4.1 通照參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)描述 143
7.4.2 通照參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題建模 144
7.4.3 通照參數(shù)優(yōu)化方法 146
7.4.4 數(shù)值仿真結(jié)果與分析 148
7.5 多色可見(jiàn)光通信系統(tǒng)自適應(yīng)收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì) 152
7.5.1 自適應(yīng)收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)模型 152
7.5.2 自適應(yīng)收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì)問(wèn)題建模 153
7.5.3 自適應(yīng)收發(fā)機(jī)設(shè)計(jì)算法 156
7.5.4 數(shù)值仿真結(jié)果與分析 157
7.6 小結(jié) 159
參考文獻(xiàn) 160
第8章 單光子可見(jiàn)光通信衰落信道聯(lián)合檢測(cè)技術(shù) 161
8.1 概述 161
8.2 基于弱湍流信道的水下單光子可見(jiàn)光通信系統(tǒng)鏈路模型 161
8.3 安斯科比平方根變換及其推廣 163
8.3.1 安斯科比平方根變換基礎(chǔ)理論 163
8.3.2 GAT基礎(chǔ)理論與接收機(jī) 163
8.4 水下單光子可見(jiàn)光通信系統(tǒng)廣義**似然聯(lián)合檢測(cè) 165
8.4.1 純泊松噪聲下的廣義**似然聯(lián)合檢測(cè) 165
8.4.2 P G混合噪聲下的廣義**似然聯(lián)合檢測(cè) 168
8.5 性能仿真分析 170
8.5.1 純泊松噪聲模型下的廣義**似然聯(lián)合檢測(cè)性能仿真分析 170
8.5.2 P G混合噪聲模型下的廣義**似然聯(lián)合檢測(cè)性能仿真分析 173
8.6 小結(jié) 175
參考文獻(xiàn) 175
第9章 單光子可見(jiàn)光通信多燈芯疊加編碼傳輸技術(shù) 176
9.1 概述 176
9.2 多燈芯結(jié)構(gòu)的水下單光子可見(jiàn)光通信鏈路模型 177
9.2.1 發(fā)送端多燈芯并行傳輸結(jié)構(gòu) 178
9.2.2 多燈芯并行傳輸信道 178
9.2.3 多燈芯并行傳輸?shù)腟PAD接收機(jī)模型 178
9.3 多燈芯并行高速傳輸檢測(cè)技術(shù) 179
9.3.1 接收機(jī)信號(hào)處理模型 179
9.3.2 基于泊松模型的串行連續(xù)干擾消除檢測(cè)算法 180
9.4 性能仿真分析 182
9.4.1 水下單光子可見(jiàn)光通信系統(tǒng)性能比較 183
9.4.2 接收機(jī)快速迭代收斂特性研究 187
9.5 小結(jié) 187
參考文獻(xiàn) 188
第10章 可見(jiàn)光通信高速實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 189
10.1 概述 189
10.2 室內(nèi)可見(jiàn)光通信多用戶(hù)高速接入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 189
10.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成 189
10.2.2 網(wǎng)絡(luò)功能 190
10.2.3 測(cè)試結(jié)果 191
10.3 高速高密度陣列可見(jiàn)光通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 193
10.3.1 系統(tǒng)描述 193
10.3.2 大規(guī)模陣列信道模型和干擾抑制方案 195
10.3.3 51.2Gbit/s高速可見(jiàn)光通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 198
10.3.4 500Gbit/s高速可見(jiàn)光通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 204
10.4 小結(jié) 206
索引 207