目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 無線光通信技術(shù)的發(fā)展 1
1.2 光波在大氣湍流中的傳輸研究進展 3
1.3 脈沖調(diào)制、副載波調(diào)制與無線光正交頻分復用 5
1.3.1 脈沖調(diào)制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 5
1.3.2 副載波調(diào)制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 9
1.3.3 FSO-OFDM的提出 9
1.4 FSO-OFDM的特點 12
1.4.1 OFDM的優(yōu)點 12
1.4.2 FSO-OFDM的特點 13
1.4.3 RF OFDM與FSO-OFDM的區(qū)別 14
1.4.4 FSO-OFDM亟待解決的問題 14
1.5 FSO-OFDM中的關鍵技術(shù) 15
參考文獻 17
第2章 副載波調(diào)制技術(shù) 26
2.1 副載波調(diào)制 26
2.1.1 副載波調(diào)制信號的產(chǎn)生與檢測 26
2.1.2 BPSK副載波調(diào)制的差錯率 27
2.1.3 FSK副載波調(diào)制的差錯率 30
2.1.4 MPSK與MQAM副載波調(diào)制的差錯率 31
2.1.5 副載波調(diào)制性能分析 32
2.2 NC類正弦QPSK調(diào)制 35
2.2.1 NC類正弦QPSK調(diào)制原理 35
2.2.2 NC類正弦類QPSK調(diào)制性能分析 38
2.3 16PSK調(diào)制原理及仿真 49
2.3.1 MPSK信號的矢量表示 50
2.3.2 16PSK信號的調(diào)制方式 51
2.3.3 16PSK調(diào)制解調(diào)性能分析 53
2.3.4 16PSK副載波調(diào)制實驗結(jié)果分析 59
2.4 64QAM調(diào)制與解調(diào) 66
2.4.1 64QAM系統(tǒng)的基本原理 66
2.4.2 64QAM信號調(diào)制解調(diào)仿真分析 71
2.4.3 仿真及實驗結(jié)果分析 74
2.4.4 64QAM副載波調(diào)制實驗結(jié)果分析 84
2.5 小結(jié) 87
參考文獻 88
第3章 半導體激光器的非線性特性及其修正 91
3.1 半導體激光器 91
3.1.1 半導體激光器的工作原理 92
3.1.2 半導體激光器的分類 93
3.1.3 半導體激光器的基本特性 93
3.2 半導體激光器的非線性特性 97
3.2.1 動態(tài)非線性 97
3.2.2 靜態(tài)非線性 102
3.2.3 半導體激光器的靜態(tài)模型 103
3.2.4 半導體激光器的線性化 108
3.3 副載波調(diào)制中的激光器非線性互調(diào)失真 116
3.3.1 激光器的非線性互調(diào)失真 116
3.3.2 副載波調(diào)制的非線性互調(diào)失真特性 121
3.4 半導體激光器功率控制 131
3.4.1 溫度對半導體激光器的影響 131
3.4.2 功率控制系統(tǒng) 133
3.5 小結(jié) 139
參考文獻 139
第4章 FSO-OFDM系統(tǒng) 143
4.1 OFDM系統(tǒng)原理 143
4.1.1 OFDM信號的數(shù)學模型 144
4.1.2 由DFT實現(xiàn)OFDM145
4.2 OFDM頻率漂移與相位噪聲 147
4.2.1 頻率漂移對OFDM的影響 148
4.2.2 OFDM系統(tǒng)的相位噪聲 149
4.3 FSO-OFDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 151
4.3.1 直流偏置OFDM系統(tǒng) 153
4.3.2 限幅OFDM系統(tǒng) 154
4.3.3 非限幅OFDM系統(tǒng) 154
4.3.4 FSO-OFDM信號的解調(diào) 155
4.4 OFDM的信號結(jié)構(gòu) 155
4.4.1 保護間隔和循環(huán)前綴 155
4.4.2 過采樣 158
4.4.3 加窗 159
4.5 FSO-OFDM信號的噪聲特性 159
4.5.1 乘性噪聲 160
4.5.2 混合噪聲 160
4.5.3 FSO-OFDM實驗研究 167
4.6 小結(jié) 169
參考文獻 169
第5章 大氣信道 171
5.1 激光傳輸中的大氣散射與大氣衰減 171
5.1.1 大氣散射 171
5.1.2 大氣衰減 172
5.2 激光在大氣湍流中的傳輸 174
5.2.1 大氣湍流的統(tǒng)計特性 174
5.2.2 大氣湍流對激光傳輸?shù)挠绊?178
5.3 大氣湍流模型 179
5.3.1 log-normal湍流模型 180
5.3.2 Gamma-Gamma湍流模型 183
5.3.3 負指數(shù)分布湍流模型 187
5.3.4 湍流信道性能分析 188
5.4 大氣色散及其對光信號傳輸?shù)挠绊?193
5.4.1 大氣中光的色散 193
5.4.2 光脈沖在大氣湍流中的傳播 197
5.4.3 連續(xù)波在大氣湍流中的傳播 201
5.5 大氣色散對OFDM信號的影響 203
5.5.1 對FSO-OFDM系統(tǒng)誤碼率的理論分析 203
5.5.2 脈沖時延對系統(tǒng)速率的限制 205
5.5.3 Gamma-Gamma信道對信號傳輸?shù)挠绊?211
5.6 雨對光信號傳輸?shù)挠绊?217
5.6.1 接收光強均值 218
5.6.2 相干場和非相干場的統(tǒng)計特性 221
5.6.3 非相干場的頻譜特性和方差 223
5.7 小結(jié) 226
參考文獻 227
第6章 OFDM系統(tǒng)的同步技術(shù) 231
6.1 OFDM中的時間同步 231
6.2 同步偏差對OFDM系統(tǒng)性能的影響 232
6.2.1 符號定時偏差對系統(tǒng)性能的影響 232
6.2.2 載波頻率偏差對系統(tǒng)性能的影響 234
6.2.3 抽樣時鐘偏差對系統(tǒng)性能的影響 236
6.2.4 OFDM的同步算法原理 236
6.3 FSO-OFDM系統(tǒng)符號同步 239
6.3.1 傳統(tǒng)的符號同步算法 240
6.3.2 改進的同步算法 244
6.4 頻率同步算法 250
6.4.1 載波頻率偏差估計算法 250
6.4.2 基于循環(huán)前綴的最大似然同步算法 251
6.4.3 ML 算法改進 258
6.5 小結(jié) 262
參考文獻 263
第7章 FSO-OFDM調(diào)制系統(tǒng)中的峰均比 265
7.1 峰均比的定義及統(tǒng)計特性 265
7.1.1 峰均比的定義 265
7.1.2 峰均比的統(tǒng)計特性 266
7.1.3 高峰均比產(chǎn)生的原因及后果 267
7.2 降低峰均比的方法 267
7.2.1 限幅類技術(shù) 267
7.2.2 編碼類技術(shù) 269
7.2.3 概率類技術(shù) 270
7.3 降低OFDM系統(tǒng)中峰均比的概率類方法 271
7.3.1 部分傳輸序列方法 271
7.3.2 選擇性映射方法 279
7.3.3 信道仿真分析 281
7.3.4 實驗結(jié)果分析 294
7.4 降低峰均比的編碼類技術(shù) 296
7.4.1 幾種分組編碼方法 297
7.4.2 基于Golay互補序列和RM碼的編譯碼算法 302
7.5 小結(jié) 309
參考文獻 309
第8章 信道估計與信道分配 312
8.1 無線光OFDM信道估計 312
8.1.1 信道估計的分類 313
8.1.2 基于LS準則的信道估計算法 313
8.1.3 基于MMSE準則的信道估計算法 314
8.2 粒子濾波算法 317
8.2.1 貝葉斯估計方法 317
8.2.2 蒙特卡羅方法 321
8.2.3 粒子濾波算法原理 322
8.2.4 粒子濾波算法存在的主要問題 325
8.2.5 基于粒子濾波的大氣激光OFDM系統(tǒng)信道估計 329
8.3 基于導頻輔助信道估計算法 335
8.3.1 衰落信道對OFDM信號的影響 336
8.3.2 基于頻域?qū)ьl的信道估計算法 338
8.3.3 基于時域訓練序列的信道估計算法 347
8.4 單用戶FSO-OFDM信道分配 353
8.4.1 注水算法 354
8.4.2 自適應比特功率分配算法 355
8.4.3 改進的自適應比特功率分配算法 359
8.4.4 仿真結(jié)果分析 363
8.5 多用戶FSO-OFDM自適應信道分配 364
8.5.1 多用戶自適應FSO-OFDM系統(tǒng)原理 364
8.5.2 幾種多用戶自適應算法 365
8.5.3 改進算法 371
8.6 小結(jié) 376
參考文獻 376