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内容简介

　　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，触及本领域的新进展。
　　《无线光正交频分复用原理及应用》可以作为电子信息、计算机及通信工程专业高年级本科生、研究生以及相关领域的科学技术工作者的参考用书。

作者简介

　　柯熙政，1962年10月出生，博士，教授。博士生导师。陕西省教学名师、陕西省学位委员会学科评议组成员、国家科技奖励评审专家、教育部、科技部和广东省“优秀企业科技特派员”、扬州市“绿扬金凤”创新领军人才。获中国科学院研究生院长奖学金和中国科学院“盈科”优秀青年学者奖。
　　柯熙政教授主要从事无线光通信理论与技术领域的研究工作。曾主持国家自然科学基金项目、军队863计划项目、陕西省重点产业创新链等科研项目20余项。作为首发明人授权中国发明专利20余项、发表论文被SCI、EI女录200余篇、在科学出版社出版学术著作6部。作为首完成人获省部级科技奖励10项，其中一等奖1项，二等奖4项。

内页插图

目录

前言

第1章 绪论
1．1 无线光通信技术的发展
1．2 光波在大气湍流中的传输研究进展
1．3 脉冲调制、副载波调制与无线光正交频分复用
1．3．1 脉冲调制的国内外研究现状
1．3．2 副载波调制的国内外研究现状
1．3．3 FSO-OFDM的提出
1．4 FSO-OFDM的特点
1．4．1 OFDM的优点
1．4．2 FSO-OFDM的特点
1．4．3 RFOFDM与FSO-OFDM的区别
1．4．4 FSO-OFDM亟待解决的问题
1．5 FSO-OFDM中的关键技术
参考文献

第2章 副载波调制技术
2．1 副载波调制
2．1．1 副载波调制信号的产生与检测
2．1．2 BPSK副载波调制的差错率
2．1．3 FSK副载波调制的差错率
2．1．4 MPSK与MQAM副载波调制的差错率
2．1．5 副载波调制性能分析
2．2 NC类正弦OPSK调制
2．2．1 NC类正弦QPSK调制原理
2．2．2 NC类正弦类QPSK调制性能分析
2．3 16PSK调制原理及仿真
2．3．1 MPSK信号的矢量表示
2．3．2 16PSK信号的调制方式
2．3．3 16PSK调制解调性能分析
2．3．4 16PSK副载波调制实验结果分析
2．4 64QAM调制与解调
2．4．1 64QAM系统的基本原理
2．4．2 64QAM信号调制解调仿真分析
2．4．3 仿真及实验结果分析
2．4．4 64QAM副载波调制实验结果分析
2．5 小结
参考文献

第3章 半导体激光器的非线性特性及其修正
3．1 半导体激光器
3．1．1 半导体激光器的工作原理
3．1．2 半导体激光器的分类
3．1．3 半导体激光器的基本特性
3．2 半导体激光器的非线性特性
3．2．1 动态非线性
3．2．2 静态非线性
3．2．3 半导体激光器的静态模型
3．2．4 半导体激光器的线性化
3．3 副载波调制中的激光器非线性互调失真．
3．3．1 激光器的非线性互调失真
3．3．2 副载波调制的非线性互调失真特性
3．4 半导体激光器功率控制
3．4．1 温度对半导体激光器的影响
3．4．2 功率控制系统
3．5 小结
参考文献

第4章 FSO-OFDM系统
4．1 0FDM系统原理
4．1．1 OFDM信号的数学模型
4．1．2 由DFT实现OFDM
4．2 OFDM频率漂移与相位噪声
4．2．1 频率漂移对OFDM的影响
4．2．2 OFDM系统的相位噪声
4．3 FSO-OFDM系统结构
4．3．1 直流偏置OFDM系统
4．3．2 限幅OFDM系统
4．3．3 非限幅OFDM系统
4．3．4 FSO-OFDM信号的解调
4．4 OFDM的信号结构
4．4．1 保护间隔和循环前缀
4．4．2 过采样
4．4．3 加窗
4．5 FSO-OFDM信号的噪声特性
4．5．1 乘性噪声
4．5．2 混合噪声
4．5．3 FSO-OFDM实验研究
4．6 小结
参考文献

第5章 大气信道
5．1 激光传输中的大气散射与大气衰减
5．1．1 大气散射
5．1．2 大气衰减
5．2 激光在大气湍流中的传输
5．2．1 大气湍流的统计特性
5．2．2 大气湍流对激光传输的影响
5．3 大气湍流模型
5．3．1 log-normal湍流模型
5．3．2 Gamma-Gamma湍流模型
5．3．3 负指数分布湍流模型
5．3．4 湍流信道性能分析
5．4 大气色散及其对光信号传输的影响
5．4．1 大气中光的色散
5．4．2 光脉冲在大气湍流中的传播
5．4．3 连续波在大气湍流中的传播
5．5 大气色散对OFDM信号的影响
5．5．1 对FSO-OFDM系统误码率的理论分析
5．5．2 脉冲时延对系统速率的限制
5．5．3 Gamma-Gamma信道对信号传输的影响-
5．6 雨对光信号传输的影响
5．6．1 接收光强均值
5．6．2 相干场和非相干场的统计特性
5．6．3 非相干场的频谱特性和方差
5．7 小结
参考文献

第6章 OFDM系统的同步技术
6．1 OFDM中的时间同步
6．2 同步偏差对OFDM系统性能的影响
6．2．1 符号定时偏差对系统性能的影响
6．2．2 载波频率偏差对系统性能的影响
6．2．3 抽样时钟偏差对系统性能的影响
6．2．4 OFDM的同步算法原理
6．3 FSO-OFDM系统符号同步
6．3．1 传统的符号同步算法
6．3．2 改进的同步算法
6．4 频率同步算法
6．4．1 载波频率偏差估计算法
6．4．2 基于循环前缀的最大似然同步算法
6．4．3 ML算法改进
6．5 小结
参考文献

第7章 FSO-OFDM调制系统中的峰均比
7．1 峰均比的定义及统计特性
7．1．1 峰均比的定义
7．1．2 峰均比的统计特性
7．1．3 高峰均比产生的原因及后果
7．2 降低峰均比的方法
7．2．1 限幅类技术
7．2．2 编码类技术
7．2．3 概率类技术
7．3 降低OFDM系统中峰均比的概率类方法
7．3．1 部分传输序列方法
7．3．2 选择性映射方法
7．3．3 信道仿真分析
7．3．4 实验结果分析
7．4 降低峰均比的编码类技术
7．4．1 几种分组编码方法
7．4．2 基于Golay互补序列和RM码的编译码算法
7．5 小结
参考文献

第8章 信道估计与信道分配
8．1 无线光OFDM信道估计
8．1．1 信道估计的分类
8．1．2 基于LS准则的信道估计算法
8．1．3 基于MMSE准则的信道估计算法
8．2 粒子滤波算法
8．2．1 贝叶斯估计方法
8．2．2 蒙特卡罗方法
8．2．3 粒子滤波算法原理
8．2．4 粒子滤波算法存在的主要问题
8．2．5 基于粒子滤波的大气激光OFDM系统信道估计
8．3 基于导频辅助信道估计算法
8．3．1 衰落信道对OFDM信号的影响
8．3．2 基于频域导频的信道估计算法
8．3．3 基于时域训练序列的信道估计算法
8．4 单用户FSO-OFDM信道分配
8．4．1 注水算法
8．4．2 自适应比特功率分配算法
8．4．3 改进的自适应比特功率分配算法
8．4．4 仿真结果分析
8．5 多用户FSO-OFDM自适应信道分配
8．5．1 多用户自适应FSO-OFDM系统原理
8．5．2 几种多用户自适应算法
8．5．3 改进算法
8．6 小结
参考文献

前言/序言

　　交通、能源与通信被称为现代社会发展的三大基础结构。射频通信在现代社会中已经获得了重要的应用，而光通信涉及的应用领域也越来越广泛。光通信包括光纤通信与无线光通信。光纤通信与传统的电缆通信相对应，是一种有线通信；无线光通信与微波及射频通信相对应，无线光通信既具有光纤通信的带宽，又具有微波通信的灵活性，更重要的是无线光通信无频谱管制，具有保密性好、通信容量大、成本较低、安装方便、组网灵活、抗电磁干扰能力强等优点。无线光通信包括无线激光通信、紫外光通信以及可见光通信，可用于卫星之间、星地之间以及室内可见光通信。大气湍流以及大气信道干扰是无线光通信不得不面对的问题。抑制大气湍流及大气环境对无线光通信的影响，是人们亟待解决的难题。为了最大限度地逼近无线光信道的容量，人们在无线光通信中引入光正交频分复用（OFDM）传输，以期提高光传输的频谱效率并抑制大气湍流与大气环境干扰。本书阐述无线光正交频分复用（freespaceopticalOFDM，FSO-OFDM）的原理及若干应用，并通过数值分析与通信实验验证了相关理论。
　　从2002年起，作者先后承担了两项国家自然科学基金面上项目（60977054、61377080）、两项陕西省重大科技项目、陕西省科技厅自然科学基金项目、西安市科技局项目以及国家科技创新基金项目等。作者对无线光通信领域涉及的问题进行了系统深入的研究，先后获得20多项无线光通信领域的发明专利，获得省部级科技奖励10项，其中一等奖1项，二等奖4项。
　　全书共8章，首先对无线光通信的研究进展进行系统深入的分析，阐明开展无线光OFDM传输的重要性以及益处；接着对信源编码进行讨论，随之阐明无线光OFDM体系，通过数值仿真说明无线光OFDM的特点；对无线OFDM存在的高峰均比、时间同步、信道估计与信道分配进行理论分析与数值仿真。书中通过数值仿真与通信实验验证无线光OFDM系统的性能及相关算法的可行性。

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