无线光正交频分复用原理及应用 柯熙政 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

柯熙政 著

图书标签:

• 无线通信
• 正交频分复用
• OFDM
• 无线光通信
• 光纤通信
• 信号处理
• 通信原理
• 柯熙政
• 科学出版社
• 复用技术

店铺： 北尚图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030550880

商品编码：29543975420

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

售价：106.3元,便宜31.7元,折扣77

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

---

光通信,无线电通信

内容提要

---

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

---

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 脉冲调制的国内外研究现状 5
1.3.2 副载波调制的国内外研究现状 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

---

文摘

---

序言

---

聚焦信息传输的革命之路：光通信的前沿探索与未来展望 一、引言：信息爆炸时代对传输技术的严峻挑战 我们正身处一个信息爆炸的时代，数据量的激增、高清视频的普及、物联网的蓬勃发展以及人工智能的崛起，都在以前所未有的速度推动着信息传输技术的进步。传统的光纤通信技术虽然已经支撑了互联网的骨干网络，但面对日益增长的带宽需求和日益复杂的应用场景，也暴露出其在灵活性、部署成本以及某些特定场景下的局限性。特别是在室内无线通信、短距离高速数据传输、以及与其他通信技术的融合方面，迫切需要更高效、更灵活、更具成本效益的解决方案。 在这种背景下，一种颠覆性的信息传输理念——无线光通信——应运而生，并在近些年取得了令人瞩目的进展。它巧妙地将光通信的高带宽、高安全性与无线通信的灵活性、易部署性相结合，为信息传输领域打开了全新的想象空间。本图书旨在深入剖析无线光通信的核心原理，探讨其关键技术瓶颈，并展望其在各个领域的广阔应用前景，为相关领域的研究者、工程师以及对未来信息技术充满好奇的读者提供一份详实的参考。 二、无线光通信的魅力所在：原理与技术精要 与传统的无线电波通信不同，无线光通信利用可见光、红外光或紫外光作为传输媒介。其核心优势在于： 极高的带宽潜力： 光的频率远高于无线电波，这使得其在理论上拥有近乎无限的频谱资源，能够承载比现有无线技术高出数个数量级的带宽。这意味着我们可以轻松实现Tbps级别的数据传输速率，满足未来对超高速网络的需求。 频谱资源丰富且无干扰： 光的频谱资源极其丰富，且在特定区域（如室内）内，其传播特性使得不同系统之间的干扰极小，尤其是在城市环境中，可用的无线电频谱资源日益拥挤，无线光通信则为解决这一瓶颈提供了新的思路。 高安全性： 光信号的传播方向性强，且不易穿透障碍物。这使得无线光通信在信息安全性方面具有天然优势，不易被窃听，特别适合对数据安全要求极高的场景。 低功耗与低成本： 相比于一些复杂的高频无线通信系统，无线光通信的发射和接收设备在某些应用场景下可以设计得更加简单，功耗更低，生产成本也更具竞争力。 然而，要充分发挥无线光通信的潜力，需要克服一系列技术挑战。本图书将重点剖析这些关键技术，包括： 调制与解调技术： 如何高效地将电信号调制到光信号上，以及如何精确地将接收到的光信号恢复为电信号，是无线光通信的核心。我们将深入探讨幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及更先进的正交频分复用（OFDM）技术在光通信中的应用。OFDM技术通过将高速数据流分割成多个低速子载波并行传输，能够有效地抵抗多径衰落和频率选择性衰落，显著提升频谱利用效率和系统鲁棒性。在无线光通信中，OFDM的引入更是将这一优势发挥到极致，允许在有限的光带宽内实现超高的数据速率。 光学元器件的设计与集成： 包括高效率的LED、激光器、光电探测器等关键器件的设计、性能优化以及成本控制，直接影响着系统的整体性能和商业化可行性。 信道模型与干扰抑制： 室内光通信会受到反射、散射、遮挡等多种因素的影响，需要建立精确的信道模型来分析信号传播特性。同时，如何有效抑制环境噪声和来自其他光源的干扰，也是保证通信质量的关键。 多输入多输出（MIMO）技术： 借鉴无线电通信领域的MIMO技术，通过在发射端和接收端布置多个发射器和接收器，可以显著提高数据吞吐量和链路可靠性，是实现超高速无线光通信的重要手段。 定位与跟踪技术： 在一些应用场景下，需要精确了解发射端和接收端的相对位置，以便建立稳定的通信链路。相关的定位与跟踪技术的研究也是本图书的重要组成部分。 先进调制方案的研究： 除了OFDM，我们还将探讨如脉冲位置调制（PPM）、脉冲幅度调制（PAM）以及它们的组合方案，分析它们在不同应用场景下的优劣。 三、无线光通信的广阔图景：应用领域的深度挖掘 正是得益于其独特的优势和技术的不断突破，无线光通信在众多领域展现出巨大的应用潜力，将为我们的生活和工作带来革命性的变化： 室内无线通信（Li-Fi）： 这是目前最为热门的应用领域之一。通过将LED照明灯具升级为具备通信功能的“智能灯”，可以实现比Wi-Fi更快的速率、更高的安全性以及更低的功耗。想象一下，在办公室、家庭、商场，你所使用的灯光不仅能照亮空间，还能为你提供高速的网络连接，这将彻底改变我们获取信息的方式。Li-Fi可以与Wi-Fi互补，在Wi-Fi信号覆盖不足或存在干扰的区域提供补充，也可以在对安全性要求极高的特定区域（如医院、飞机客舱）作为Wi-Fi的替代。 水下通信： 无线电波在水中衰减严重，难以实现远距离通信。而光信号在水中的传播特性相对较好，且不受电磁干扰影响，因此无线光通信是实现水下高速通信的理想选择，可应用于水下机器人、潜水器、海洋观测等领域。 车辆间通信（V2V）： 自动驾驶汽车和智能交通系统的发展，需要车辆之间进行实时的、高可靠性的通信。无线光通信可以提供超低延迟、高带宽的通信链路，支持车辆之间的高清视频共享、传感器数据交换以及协同感知，大大提升交通安全性和效率。 航空通信： 在飞机客舱内，出于安全考虑，传统的Wi-Fi信号发射受到限制。无线光通信可以提供独立于客舱Wi-Fi的网络连接，为乘客提供更快速、更私密的数据服务。此外，在飞机与地面之间的通信中，无线光通信也展现出潜力。 医疗健康领域： 在医院内部，电磁干扰是一个重要的问题。无线光通信可以提供安全、隔离的网络环境，支持医疗设备的无线连接，例如远程医疗、病人监护以及高分辨率医学影像的传输，提高医疗效率和患者体验。 物联网（IoT）连接： 随着物联网设备的激增，对低成本、低功耗、高密度的连接需求日益增长。无线光通信可以为室内环境中的大量传感器和智能设备提供连接，形成更密集、更智能的物联网网络。 其他新兴应用： 包括工业自动化中的无线控制、数据中心内部的高速互联、甚至是太空通信等，无线光通信都将发挥越来越重要的作用。 四、未来展望：挑战与机遇并存 尽管无线光通信的前景光明，但其发展仍面临一些挑战： 标准化工作： 作为一个新兴领域，统一的国际标准尚需完善，这将影响其大规模的商业化推广。 室外环境的复杂性： 与室内环境相比，室外无线光通信会面临更严峻的大气衰减（如雾、雨、雪）、太阳光干扰以及视线遮挡等问题，需要更先进的鲁棒性技术。 部署成本与普及： 虽然部分应用场景下成本有优势，但大规模部署初期仍需克服成本障碍，提高用户接受度。 与其他技术的融合： 如何更好地与现有的无线电通信技术（如Wi-Fi、5G/6G）进行融合，实现无缝切换和协同工作，是未来发展的重要方向。 然而，挑战也孕育着机遇。随着技术的不断进步和应用场景的拓展，无线光通信必将成为未来信息通信网络的重要组成部分，为构建万物互联、智能高效的社会奠定坚实基础。本图书的编写，正是希望能够为这一激动人心的技术领域贡献一份力量，激发更多的创新与探索。 五、结语 无线光通信，以其独特的优势和无限的潜力，正在悄然改变着我们对信息传输的认知。从基础原理的深度解析，到关键技术的攻坚克难，再到应用场景的广阔探索，本书将带领读者一同踏上这场信息传输的革命之路。我们相信，通过对这些前沿技术的深入理解和不懈追求，无线光通信必将为人类社会的信息化进程注入新的活力，开启更加智能、高效、安全的信息时代。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对通信技术史和发展趋势有着浓厚兴趣的独立研究者，我一直在关注着各种新兴的通信方式。当我在图书信息中看到《无线光正交频分复用原理及应用》这本书时，我首先想到的是它可能为理解下一代通信技术提供一个重要的视角。我关注的重点在于“原理”部分，因为我深信扎实的理论基础是理解任何技术创新的关键。我希望这本书能够深入浅出地剖析无线光OFDM技术的核心机制，例如，它是如何利用光的特性来实现高速传输的？OFDM的复用技术在光通信中是如何实现的，又有哪些针对性的优化？书中是否会涉及光信号的调制解调、信道编码、以及对多普勒效应、衰减等无线光通信特有干扰因素的处理？我尤其期待能够看到一些清晰的数学推导和图示，帮助我理解那些抽象的概念。同时，我也对它与现有OFDM技术（如Wi-Fi、4G/5G）在原理上的异同以及技术演进的关系感到好奇。我对本书抱着非常高的期望，希望能从中获得关于这项技术底层逻辑的深刻洞察，从而能够将其置于整个通信技术发展的大背景下进行更全面的审视和评价。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在高校从事通信专业教学工作的教师，正在寻找一些能够更新教学内容，为学生介绍前沿技术的新教材。《无线光正交频分复用原理及应用》这本书的出现，无疑为我提供了一个非常宝贵的资源。我特别关注书中的“原理”和“应用”如何能够有效地结合，既能满足学术的严谨性，又能激发学生的学习兴趣。在“原理”部分，我希望作者能够提供清晰的逻辑脉络，从最基础的光学原理和通信理论出发，逐步引申到无线光OFDM的核心技术，例如，如何在高带宽下实现高效的频谱利用，OFDM的关键技术如循环前缀、载波均衡在光通信中的具体实现和挑战，以及多输入多输出（MIMO）技术在无线光通信中的应用前景。而在“应用”部分，我期待书中能够包含一些典型的研究案例或开发方向，例如，在智能交通、水下通信、甚至是星际通信等特殊领域的应用潜力，以及相关的性能评估和仿真分析。我希望这本书能够成为我课堂上讲解无线光OFDM技术时的重要参考，帮助学生们理解这项技术的独特性和发展前景，培养他们对新兴通信技术的探索精神。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对未来通信技术充满憧憬的科技爱好者，我一直在追逐那些能够引领行业变革的新兴概念。《无线光正交频分复用原理及应用》这本书，听起来就充满了前瞻性和实用性。我特别想知道，这项技术在“应用”层面，是否已经有了突破性的进展，能够为我们描绘出一幅清晰的未来图景。书中是否会探讨无线光OFDM在解决当前通信瓶颈方面的潜力，例如，在人口密集区域的容量限制，或者是在一些环境条件下通信的稳定性问题？我很好奇，它能否提供比现有技术更高的速率和更低的延迟？我也想了解，在实际部署中，这项技术会面临哪些挑战，比如，在光学元件的集成度、功耗控制、以及与现有基础设施的兼容性等方面，这本书是否会给出一些深入的分析和潜在的解决方案？更重要的是，我希望能够通过书中的内容，感受到这项技术为我们日常生活带来的改变，例如，更智能化的城市基础设施、更便捷的高速数据传输体验，甚至是全新的交互方式。我期待这本书能够让我对无线光OFDM技术的未来发展充满信心，并对它可能带来的社会影响有一个更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对通信技术领域充满好奇心的业余爱好者，我在书店偶然翻阅到这本《无线光正交频分复用原理及应用》。虽然我并非通信领域的专业人士，但本书的标题——“无线光正交频分复用”——立刻激起了我的探索欲。我一直对新兴通信技术的发展趋势非常关注，尤其是那些有可能改变我们日常生活方式的技术。无线光通信，听起来就像是科幻小说中的概念，但它似乎正一步步地走向现实，而正交频分复用（OFDM）又是目前无线通信领域非常重要的技术之一，将两者结合，无疑是一个极具吸引力的研究方向。我尤其对书中所描绘的“原理”部分感到好奇，想了解是什么样的技术基础支撑着这项潜在的革命性技术。书中是否能够用通俗易懂的方式来阐述复杂的物理原理和数学模型？我期望它能帮助我建立起对这项技术的宏观认知，理解其核心的创新点在哪里，以及它与传统无线电通信在原理上的根本区别。当然，我也非常期待书中所提及的“应用”，这部分内容应该能让我窥见这项技术在未来可能实现的场景，例如高速率的数据传输、室内定位、甚至是物联网的拓展等，这些都让我对这本书充满期待，希望它能为我打开一扇了解前沿科技的大门。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚接触无线通信行业的初学者，正在努力系统性地学习相关的理论知识。在导师的推荐下，我了解到这本《无线光正交频分复用原理及应用》似乎是一本非常适合我们这个阶段的读物。我更关注的是书中的“应用”部分，因为我希望能够通过实际的案例来加深对理论的理解。我尤其想知道，目前这项技术在哪些领域已经有了初步的落地，或者说，有哪些具体的应用场景是无线光OFDM技术最适合发挥其优势的？比如，在数据中心内部的高速互联，或者是在一些对频谱资源有严格限制的特殊环境中，这项技术是否已经展现出其独特性？我也很好奇，书中是否会介绍一些具体的工程实现案例，例如某个公司或某个研究机构在开发和部署无线光OFDM系统时遇到的挑战以及解决方案。此外，我非常希望能够了解这项技术在功耗、成本、安全性以及部署便利性等方面与现有技术的比较，这些实际的考量因素对于技术的发展和普及至关重要。我期待通过阅读本书，能够对无线光OFDM技术在真实世界中的价值和潜力有一个更清晰的认识，为我未来的工作和学习方向提供一些有益的参考。