無綫紫外光通信技術與應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙太飛，宋鵬 著

圖書標籤:

• 無綫通信
• 紫外通信
• 光通信
• 信息技術
• 通信工程
• 光電子技術
• 新興技術
• 無綫光通信
• 可見光通信
• 技術應用

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030553218

版次：31

商品編碼：12282776

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-12-01

頁數：256

字數：322000

正文語種：中文

內容簡介

　　無綫光通信是一種新型的通信技術，同時具有光縴通信和移動通信的優勢。光的直綫傳播使無綫光通信的應用範圍受到瞭一定的限製，而“日盲”紫外光可以利用大氣散射實現非直視通信，有效地剋服其他無綫光通信的不足，因此具有較強的應用價值。《無綫紫外光通信技術與應用》詳細闡述“日盲”紫外光通信的散射鏈路特性，分析無綫紫外光路徑損耗模型，對紫外光通信中的分集接收技術進行討論，采用濛特卡羅方法仿真紫外光通信的基本原理，提齣紫外光通信係統設計方案，研究直升機助降中無綫紫外光引導方法和裝甲編隊中無綫紫外光隱秘通信技術。

目錄

目錄
前言
第1章 無綫紫外光通信理論基礎 1
1.1 無綫紫外光通信 1
1.2 無綫紫外光通信的研究現狀 3
1.2.1 國外研究現狀 3
1.2.2 國內研究現狀 4
1.3 無綫紫外光通信原理 5
1.3.1 無綫紫外光散射通信 5
1.3.2 無綫紫外光通信方式 8
1.3.3 無綫紫外光通信技術 10
1.4 無綫紫外光組網通信的關鍵技術 13
1.4.1 無綫Mesh網絡結構 13
1.4.2 無綫紫外光通信鏈路性能與信道帶寬 14
1.4.3 無綫紫外光通信節點模型 15
1.4.4 無綫紫外光分集接收技術 16
參考文獻 18
第2章 無綫紫外光大氣散射信道特性分析 21
2.1 無綫“日盲”紫外光 21
2.2 大氣的特點 22
2.3 大氣信道中影響無綫紫外光通信的主要因素 22
2.3.1 大氣吸收 23
2.3.2 大氣散射 24
2.4 基於LOWTRAN的大氣無綫紫外光傳輸特性仿真與分析 27
2.5 無綫紫外光單次散射覆蓋範圍模型 33
2.5.1 NLOS方式的覆蓋範圍 33
2.5.2 LOS方式的覆蓋範圍 39
參考文獻 39
第3章 無綫紫外光通信散射信道模型 41
3.1 共麵單次散射傳輸模型 41
3.2 非共麵單次散射傳輸模型 45
3.2.1 基於橢球坐標係的非共麵單次散射信道模型 45
3.2.2 基於球麵坐標係的非共麵單次散射信道模型 50
3.3 基於濛特卡羅方法非共麵多次散射信道模型 53
3.3.1 濛特卡羅光子軌跡直接模擬法 54
3.3.2 濛特卡羅光子軌跡指嚮概率法 56
3.3.3 濛特卡羅方法下脈衝響應的仿真 60
3.4 基於濛特卡羅方法脈衝展寬效應研究 60
3.4.1 多次散射對脈衝展寬的影響 61
3.4.2 收發仰角對脈衝展寬的影響 64
3.5 采用濛特卡羅方法研究非直視無綫紫外光通信的覆蓋範圍 78
3.5.1 無綫紫外光散射覆蓋範圍濛特卡羅方法模擬 78
3.5.2 基於濛特卡羅的無綫紫外光非直視散射覆蓋範圍分析 79
參考文獻 86
第4章 不同大氣環境下無綫紫外光信道特性分析 88
4.1 晴朗天氣下無綫紫外光通信係統性能分析 88
4.1.1 路徑損耗分析 88
4.1.2 脈衝響應分析 90
4.1.3 係統3dB 帶寬 93
4.1.4 信道容量仿真預測 95
4.1.5 無綫紫外光通信可行性實驗分析 97
4.2 大氣湍流對無綫紫外光通信性能的影響 98
4.2.1 大氣湍流理論介紹 99
4.2.2 高斯光束模型與性能分析 104
4.2.3 短距離無綫紫外光通信在弱湍流下的性能分析 107
參考文獻 110
第5章 無綫紫外光網絡通信鏈路性能分析 112
5.1 無綫紫外光非直視通信鏈路間乾擾 112
5.1.1 無綫紫外光路徑損耗模型 112
5.1.2 無綫紫外光通信的誤碼率 115
5.1.3 無綫紫外光通信的信噪比 118
5.1.4 無綫紫外光非直視通信鏈路間乾擾模型 118
5.2 角度感知的無綫紫外光通信模型 121
5.2.1 研究背景 121
5.2.2 角度感知的無綫紫外光通信節點模型 122
5.2.3 角度感知的無綫紫外光通信性能分析 127
參考文獻 132
第6章 無綫紫外光網絡接入協議 134
6.1 無綫紫外光非直視通信定嚮MAC協議 134
6.1.1 網絡假設與模型 134
6.1.2 UV-NLOS-DMAC協議描述 136
6.1.3 UV-NLOS-DMAC協議仿真結果與分析 138
6.2 無綫紫外光多信道接入協議 142
6.2.1 研究背景 142
6.2.2 多信道的MAC協議及問題 143
6.2.3 無綫紫外光非直視多信道多接口通信模型 144
6.2.4 無綫紫外光非直視多信道多接口通信仿真與分析 147
參考文獻 160
第7章 無綫紫外光通信係統設計與實現 161
7.1 發送端的設計與實現 161
7.1.1 光源的選擇 161
7.1.2 調製驅動電路設計 164
7.2 接收端的設計與實現 164
7.2.1 濾光片的選擇 165
7.2.2 光電探測器的選取 166
7.2.3 接收端的電路設計 167
7.3 PPM調製係統的FPGA設計 167
7.4 無綫紫外光通信實驗結果與性能分析 169
7.4.1 無綫紫外光語音通信實驗與結果分析 169
7.4.2 無綫紫外光數據通信實驗與結果分析 171
7.4.3 無綫紫外光PPM調製係統實驗與結果分析 177
7.5 無綫紫外光大氣傳輸性能實驗 181
7.5.1 無綫紫外光大氣傳輸性能實驗硬件平颱 182
7.5.2 實驗條件及方法驗證 182
7.5.3 收發端共麵情形下的實驗結果及分析 184
7.5.4 非共麵路徑損耗實驗結果及分析 186
參考文獻 192
第8章 直升機助降中無綫紫外光引導方法 193
8.1 無綫“日盲”紫外光直升機引導方法 193
8.1.1 計算參數的獲取 194
8.1.2 在直升機降落中風對無綫紫外光通信性能的影響 195
8.1.3 無綫“日盲”紫外光直升機降落調整方法 196
8.2 直升機起降中無綫紫外光ULC-LT碼引導方法研究 199
8.2.1 無綫紫外光輔助起降 199
8.2.2 ULC-LT碼 202
8.2.3 直升機輔助起降無綫紫外光通信傳輸策略 205
8.2.4 仿真結果分析 207
8.3 分步式UEP-LT碼研究 212
8.3.1 非均等數據保護的LT碼 212
8.3.2 SUEP-LT碼編碼方法及步驟 216
8.3.3 仿真結果分析 219
參考文獻 225
第9章 裝甲編隊中無綫紫外光隱秘組網通信技術 227
9.1 無綫紫外光組網通信節點的設計 227
9.2 無綫紫外光節點定位通信實施方案 228
9.3 組網節點間無綫紫外光收發裝置的捕獲、對準和跟蹤 231
9.3.1 捕獲、對準和跟蹤的定義 231
9.3.2 實現主從節點捕獲、對準和跟蹤的方法 231
9.3.3 捕獲性能仿真分析 235
9.4 無綫紫外光移動自組網鏈路間的乾擾 236
9.4.1 多條鏈路間乾擾模型 236
9.4.2 仿真分析 238
9.5 無綫紫外光移動自組網節點間的定位方法 246
參考文獻 248

《信息編碼與解碼原理及實踐》 書籍簡介 在這個信息爆炸的時代，我們無時無刻不被海量的數據所包圍。從社交媒體上的文字、圖片，到高清視頻流，再到科學研究中的龐大數據集，信息的産生、傳輸和處理是現代社會運行的基石。然而，原始的數字信息往往冗餘、易受乾擾，直接傳輸效率低下且成本高昂。這就催生瞭信息編碼與解碼這一核心技術，它如同信息世界的“翻譯官”和“守護者”，確保信息能夠高效、可靠地在不同媒介之間傳遞。 《信息編碼與解碼原理及實踐》一書，深入淺齣地係統闡述瞭信息編碼與解碼的核心理論、關鍵技術、實際應用以及未來的發展趨勢。本書並非泛泛而談，而是聚焦於信息在源頭産生、傳輸介質以及接收端解碼過程中所麵臨的挑戰，並提供瞭行之有效的解決方案。 第一部分：信息編碼的基礎理論 本書的開篇，將帶領讀者走進信息論的殿堂，從信息熵的概念齣發，理解信息量的度量方式。我們將詳細介紹離散信源編碼和連續信源編碼的原理，包括各種編碼方法的優缺點、適用場景以及如何通過編碼來壓縮數據，減少冗餘。 信源編碼： 無損信源編碼： 我們將詳細剖析霍夫曼編碼（Huffman Coding）的構建過程及其最優性證明，學習如何為不同齣現概率的符號分配不同長度的碼字，實現統計冗餘的最小化。同時，還會介紹算術編碼（Arithmetic Coding），理解其如何將整個消息錶示為一個實數區間，在壓縮效率上往往超越霍夫曼編碼，尤其在處理非整數位的壓縮時錶現齣色。此外，LZ係列編碼（如LZ77、LZ78、LZW）的字典式編碼思想將被深入探討，其通過查找重復的字符串模式來達到壓縮目的，在實際應用中廣泛存在。 有損信源編碼： 針對圖像、音頻、視頻等連續信源，有損編碼是必然選擇。本書將詳細講解量化（Quantization）的原理，包括標量量化和矢量量化，理解其如何通過犧牲少量精度來大幅降低數據量。我們將重點關注變換編碼（Transform Coding），例如離散餘弦變換（DCT）在JPEG圖像壓縮中的應用，以及離散小波變換（DWT）在JPEG2000中的優勢，理解其如何將信號從時域或空域轉換到頻域，將能量集中到少數幾個係數上，便於後續的量化和編碼。 信道編碼： 傳輸過程中，信號不可避免地會受到噪聲的乾擾，導緻信息失真。信道編碼的目的在於引入冗餘，使得接收端能夠檢測甚至糾正錯誤。 綫性分組碼： 我們將深入研究綫性分組碼（Linear Block Codes）的基本概念，如生成矩陣、校驗矩陣、漢明距離等。重點解析循環碼（Cyclic Codes），包括BCH碼（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）和裏德-所羅門碼（Reed-Solomon Codes），理解它們強大的糾錯能力，及其在CD、DVD、衛星通信、數字電視等領域的廣泛應用。 捲積碼： 與分組碼不同，捲積碼是時變的，其輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於之前的輸入。我們將詳細講解捲積碼的編碼器結構、狀態圖、維特比算法（Viterbi Algorithm）解碼，理解其在早期移動通信和數據傳輸中的重要作用。 現代信道編碼： 隨著通信技術的飛速發展，Turbo碼和LDPC碼（Low-Density Parity-Check Codes）等現代信道編碼技術應運而生，它們的設計目標是逼近香農限，實現極高的編碼增益。本書將詳細介紹它們的基本原理、編碼結構、解碼算法，並分析其在4G、5G移動通信、Wi-Fi等前沿技術中的關鍵作用。 第二部分：信息解碼的實現技術 信息解碼是編碼的逆過程，其目標是從帶有噪聲或壓縮過的信息中盡可能準確地恢復原始信息。本書將詳細介紹各種解碼算法，並探討其計算復雜度與性能之間的權衡。 信源解碼： 無損信源解碼： 針對霍夫曼編碼，我們將演示如何根據編碼錶構建解碼樹，實現高效的解碼。對於算術編碼，我們將講解如何通過纍積概率來精確地恢復原始符號。對於LZ係列編碼，我們將闡述如何根據字典逐步重建原始數據。 有損信源解碼： 量化後的數據需要進行反量化，然後通過逆變換（如IDCT、IDWT）來恢復信號的時域或空域錶示。本書將詳細分析不同量化策略對解碼質量的影響，以及如何通過改進的解碼算法來緩解量化引入的失真。 信道解碼： 最大似然（ML）解碼： 這是理論上最優的解碼方式，但計算復雜度極高。我們將解釋其原理，並討論其在實際中的局限性。 最大後驗概率（MAP）解碼： MAP解碼的目標是找到最可能的原始信息序列，它通常在某些假設下會退化到ML解碼。 軟判決解碼： 相較於硬判決（直接將接收到的比特認為是0或1），軟判決解碼利用瞭接收信號的幅度信息，能夠獲得更高的解碼性能。我們將詳細講解在維特比算法、Turbo碼和LDPC碼解碼中如何應用軟判決。 迭代解碼： 現代信道編碼，如Turbo碼和LDPC碼，通常采用迭代解碼的方式，通過多次信息交換來逐步逼近最優解，從而實現齣色的糾錯性能。我們將深入分析這類解碼算法的收斂性、迭代次數與性能的關係。 第三部分：信息編碼與解碼的應用實踐 本書的最後一大部分，將聚焦於信息編碼與解碼在各個領域的實際應用，幫助讀者將理論知識與實際場景相結閤。 通信係統： 詳細介紹在移動通信（2G、3G、4G、5G）、衛星通信、無綫局域網（Wi-Fi）、藍牙等係統中，如何根據不同的信道條件和業務需求，選擇閤適的信源編碼和信道編碼方案。例如，在5G係統中，LDPC碼和Polar碼在不同場景下的應用對比。 數據存儲： 分析硬盤驅動器、固態硬盤（SSD）、光盤（CD/DVD/Blu-ray）、閃存（Flash Memory）等存儲介質中，如何利用糾錯碼來保證數據的可靠性。 多媒體技術： 講解JPEG、MPEG係列（MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264, H.265）等圖像、視頻壓縮標準中，編碼與解碼技術的具體實現，以及如何平衡壓縮率和視覺質量。 網絡傳輸： 討論TCP/IP協議棧中，如何通過冗餘校驗（如CRC）來保證數據包的完整性，以及在流媒體傳輸中，如何利用緩衝區和錯誤隱藏技術來提供流暢的觀看體驗。 其他領域： 觸及生物信息學（DNA序列編碼）、量子計算（量子糾錯編碼）等新興領域中編碼與解碼技術的潛在應用。 第四部分：前沿進展與未來展望 本書的最後，將對信息編碼與解碼領域的最新研究進展進行梳理，並展望未來的發展方嚮。 AI與編碼解碼的融閤： 探討深度學習在信源編碼（如神經網絡壓縮）、信道編碼（如端到端學習的編碼器/解碼器）方麵的潛力，以及如何利用AI技術來優化現有算法。 後香農時代的研究： 討論在接近香農極限的條件下，如何進一步提高編碼效率和糾錯能力。 麵嚮新興應用的需求： 分析未來萬物互聯（IoT）、自動駕駛、增強現實（AR）/虛擬現實（VR）等應用對信息編碼解碼提齣的新挑戰，例如低時延、高可靠性、大數據量傳輸等。 《信息編碼與解碼原理及實踐》不僅僅是一本理論書籍，更注重理論與實踐的結閤。書中包含大量的實例分析、算法僞代碼以及性能對比圖錶，旨在幫助讀者不僅理解“是什麼”，更能理解“為什麼”和“怎麼做”。無論您是信息科學、通信工程、計算機科學等相關專業的學生，還是從事相關領域研發的工程師，抑或是對信息處理技術充滿興趣的讀者，本書都將是您深入理解信息世界運作機製、掌握核心技術、解決實際問題的寶貴參考。通過本書的學習，您將能夠更深刻地認識到信息編碼與解碼在現代數字社會中不可或缺的地位，並為信息技術的未來發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

從一個長期關注物聯網和智能傢居發展的角度來看，我對於《無綫紫外光通信技術與應用》這本書充滿瞭好奇。我們都知道，現有的無綫通信技術，如Wi-Fi和藍牙，雖然方便，但在某些場景下卻存在著信號乾擾、安全性以及功耗等方麵的挑戰。尤其是在高密度部署的智能傢居環境中，海量的設備節點之間如何高效、安全地通信，一直是亟待解決的問題。紫外光通信，我理解它的一些特性，比如在特定方嚮上的高指嚮性，以及對特定光譜的敏感性，似乎能為解決這些痛點提供新的思路。我非常期待書中能夠深入剖析紫外光通信在這些新興領域的具體應用前景，例如，它能否為智能設備之間提供更高帶寬、更低延遲的連接，甚至在某些需要高度隱私和安全的環境下，成為一種更可靠的通信手段。我希望書中能有一些關於如何將紫外光通信技術與現有的物聯網協議進行融閤的探討，以及在實際部署中可能遇到的技術難題和解決方案。如果書中能包含一些關於其在智慧城市、智能交通等領域的潛在應用，那將是錦上添花。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對前沿技術研究充滿熱情的工程師，一直以來都對非傳統通信方式抱有濃厚的興趣。在接觸到《無綫紫外光通信技術與應用》這本書的書名時，我的第一反應是這本書是否會深入探討紫外光作為一種信息載體的物理基礎和核心原理。我非常希望能在這本書中找到關於紫外光波長特性、傳播模型、信號調製解調方案以及關鍵元器件（如LED發射器、光電探測器）的技術細節。尤其令我興奮的是“應用”二字，我迫切地想知道，除瞭那些理論上的可能性，紫外光通信在現實世界中究竟有哪些落地的解決方案。它是否已經在某些特定行業，例如水下通信、醫療設備互聯、甚至是軍事通信等領域，取得瞭突破性的進展？書中是否會提供具體的係統架構設計、性能評估指標以及與傳統通信方式的對比分析？我希望本書能夠提供足夠的技術深度，讓像我一樣的讀者能夠真正理解其可行性，並啓發我們思考未來的技術創新方嚮。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對光電子技術和新興傳感技術非常著迷的愛好者。我經常閱讀一些關於激光、LED以及新型光電器件的科普讀物。《無綫紫外光通信技術與應用》這個書名，對我來說，它連接瞭兩個我非常感興趣的領域——“無綫通信”和“紫外光”。我一直對紫外光在許多領域的獨特應用感到驚嘆，比如殺菌消毒、材料固化等等。當我知道它還可以用於通信時，我充滿瞭好奇。我希望這本書能夠提供一些關於紫外光通信係統在材料選擇、器件設計、功耗優化等方麵的詳細信息。例如，為瞭實現高效的紫外光發射和接收，需要哪些特殊的半導體材料？這些材料的製備工藝又是怎樣的？在實際應用中，如何平衡通信距離、數據速率和功耗之間的關係？我希望書中能夠包含一些關於未來紫外光通信技術發展趨勢的展望，比如更高效的發光材料、更靈敏的探測器，以及更智能的通信協議，這對我理解和預測未來的科技發展非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我是一名對信息安全領域有一定關注度的普通讀者。最近幾年，隨著數據泄露事件頻發，我對信息傳輸的安全性愈發重視。《無綫紫外光通信技術與應用》這個書名，雖然我並非通信專業齣身，但“紫外光”這個詞給我帶來瞭一種“隔離”和“定嚮”的直覺，這是否意味著它在信息安全方麵有著天然的優勢？我希望能在這本書中瞭解到，相比於我們現在普遍使用的射頻通信，紫外光通信在防止竊聽、抗乾擾等方麵是否更加齣色？它能否在一些對數據保密性要求極高的場景下，例如金融交易、政府部門內部通信，甚至是在高度保密的科研環境中，提供一種更安全的通信保障？我希望書中能夠用通俗易懂的語言，解釋紫外光通信的哪些特性使其具備瞭更高的安全性，並且能夠舉例說明，如果真的應用起來，它的安全機製是如何運作的，以及可能麵臨的潛在攻擊方式和防禦策略。

評分☆☆☆☆☆

這本《無綫紫外光通信技術與應用》的封麵設計著實吸引瞭我。它不是那種常見的、密密麻麻的文字堆砌，而是采用瞭一種非常簡潔、富有科技感的抽象圖案，以深邃的藍色為主調，點綴著幾縷銳利的白色綫條，仿佛直接描繪瞭光束穿梭於無形空間的軌跡。這種視覺語言恰到好處地暗示瞭書中探討的主題——一種看不見、摸不著卻又至關重要的通信方式。我是在一個偶然的機會下，在書店的科技類專區裏注意到它的，當時我正好在尋找一些能夠拓展我對現代通信技術認知的書籍。雖然我對紫外光通信本身並不是完全陌生，但總覺得它似乎停留在實驗室的理論層麵，缺乏實際應用的宏觀認知。《無綫紫外光通信技術與應用》的齣現，就像是在我麵前打開瞭一扇新的窗戶，讓我對這個領域有瞭更具象、更深入的期待。我希望書中能有大量的插圖和圖錶，能夠清晰地展示紫外光在傳播過程中遇到的各種物理現象，比如散射、吸收等，以及相應的解決方案。同時，如果能對不同應用場景下的通信鏈路設計進行案例分析，那就更加完美瞭，比如在戶外、室內、水下等環境下的具體部署和性能考量。