面向6G的可見光通信關(guān)鍵技術(shù)
本書主要介紹了面向6G的可見光通信關(guān)鍵技術(shù)。介紹了可見光通信的由來，說明了在6G通信中發(fā)展可見光通信的必要性，同時(shí)介紹了國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及6G可見光通信的主要應(yīng)用場(chǎng)景與優(yōu)勢(shì)。其次，分別從可見光通信在6G中的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、可見光通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、先進(jìn)調(diào)制技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等方面具體介紹了實(shí)現(xiàn)6G可見光通信所采用的先進(jìn)技術(shù)和關(guān)鍵算法。再次，介紹了人工智能在可見光通信中的應(yīng)用以及可見光通信MIMO疊加調(diào)制技術(shù)。本書在介紹具體技術(shù)的同時(shí)，給出了作者的研究團(tuán)隊(duì)基于相關(guān)技術(shù)理論的實(shí)驗(yàn)成果。對(duì)6G可見光通信的未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。
本書適合從事通信領(lǐng)域相關(guān)工作尤其是可見光通信研究和6G研究的工程技術(shù)人員，以及高等院校通信工程等相關(guān)專業(yè)的研究生和教師閱讀。
適讀人群 ：本書適合從事通信領(lǐng)域相關(guān)工作尤其是可見光通信研究和6G研究的工程技術(shù)人員，以及高等院校通信工程等相關(guān)專業(yè)的研究生和教師閱讀。 6G光子學(xué)前沿系列，系統(tǒng)性地介紹了6G光子學(xué)核心原理和前沿技術(shù)。
面向6G的可見光通信關(guān)鍵技術(shù)，有望在未來10—15年內(nèi)顛覆由歐美發(fā)達(dá)國(guó)家主導(dǎo)的光電子芯片生態(tài)，并在未來的光子信息時(shí)代占據(jù)戰(zhàn)略制高點(diǎn)
遲楠
復(fù)旦大學(xué)信息學(xué)院院長(zhǎng)、教授、博士生導(dǎo)師、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者、美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)士。擔(dān)任中國(guó)電子學(xué)會(huì)通信分會(huì)副主任委員、中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)纖維光學(xué)與集成光學(xué)專業(yè)委員會(huì)常務(wù)委員、中國(guó)通信學(xué)會(huì)光通信專業(yè)委員會(huì)委員。先后獲得教 育部新世紀(jì)優(yōu) 秀人才、上海市曙光學(xué) 者、上海市巾幗建功標(biāo)兵、上海市三八紅旗手和中國(guó)電子學(xué)會(huì)優(yōu)秀科技工作者等榮譽(yù)。獲教 育部自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)創(chuàng)新獎(jiǎng)、寶鋼優(yōu) 秀教師獎(jiǎng)等各1項(xiàng)。長(zhǎng)期從事高速光通信和高速可見光通信方面的研究，發(fā)表 SCI 檢索論文 300 余篇，出版專著 6 部。其中《高速可見光通信關(guān)鍵技術(shù)》入選“‘十三五’國(guó)之重器重點(diǎn)圖書”， LED-based Visible Light Communication 入選“國(guó)務(wù)院中國(guó)圖書對(duì)外推廣計(jì)劃教材”。
第 1章 概述 001
1．1 背景 002
1．2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 006
1．2．1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 006
1．2．2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 007
1．3 本書章節(jié)結(jié)構(gòu) 008
參考文獻(xiàn) 009
第 2章 VLC在6G中的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 013
2．1 空天地海一體化網(wǎng)絡(luò) 014
2．2 天基可見光激光通信 015
2．2．1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 017
2．2．2 重要意義及發(fā)展趨勢(shì) 021
2．3 �；耉LC 022
2．3．1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 023
2．3．2 重要意義及發(fā)展趨勢(shì) 025
2．4 陸基VLC 026
2．4．1 可見光傳輸鏈路 027
2．4．2 VLC組網(wǎng) 028
2．4．3 重要意義及發(fā)展趨勢(shì) 031
2．5 本章小結(jié) 031
參考文獻(xiàn) 031
第3章 VLC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 035
3．1 VLC系統(tǒng) 036
3．2 LED發(fā)射器件 037
3．2．1 RGB LED 037
3．2．2 PC-LED 039
3．2．3 OLED 040
3．2．4 Micro LED 040
3．3 LD發(fā)射器件 041
3．3．1 非極性GaN激光二極管 041
3．3．2 兩段式激光與光子集成 042
3．3．3 超輻射發(fā)光二極管 043
3．4 集成PIN陣列 044
3．5 柔性探測(cè)器 045
3．6 本章小結(jié) 047
參考文獻(xiàn) 047
第4章 VLC的先進(jìn)調(diào)制技術(shù) 049
4．1 PAM技術(shù) 050
4．2 DMT調(diào)制技術(shù) 051
4．3 CAP調(diào)制與解調(diào)原理 053
4．4 自適應(yīng)比特功率加載OFDM 054
4．4．1 SNR估測(cè)技術(shù) 054
4．4．2 自適應(yīng)比特功率分配技術(shù) 057
4．5 DFT-S OFDM調(diào)制 062
4．6 幾何整形與概率整形技術(shù) 063
4．6．1 幾何整形 063
4．6．2 概率整形 067
4．7 多帶超奈奎斯特脈沖成形CAP調(diào)制 076
4．7．1 超奈奎斯特機(jī)制 076
4．7．2 多帶CAP調(diào)制解調(diào)原理 078
4．7．3 多帶CAP FTN VLC 079
4．8 本章小結(jié) 083
參考文獻(xiàn) 083
第5章 VLC的信號(hào)處理技術(shù) 087
5．1 VLC系統(tǒng)信道特性與均衡技術(shù)的必要性 088
5．2 硬件預(yù)均衡技術(shù) 089
5．2．1 雙級(jí)聯(lián)定阻對(duì)稱T型幅度均衡器 092
5．2．2 硬件預(yù)均衡電路仿真結(jié)果 094
5．2．3 硬件預(yù)均衡電路測(cè)試結(jié)果 097
5．3 軟件預(yù)均衡技術(shù) 100
5．3．1 時(shí)域均衡器 100
5．3．2 基于FIR濾波器的軟件預(yù)均衡技術(shù) 101
5．3．3 基于OFDM調(diào)制的軟件預(yù)均衡技術(shù) 108
5．3．4 軟件預(yù)均衡技術(shù)仿真 110
5．4 線性后均衡技術(shù) 111
5．4．1 LMS后均衡技術(shù) 112
5．4．2 RLS后均衡技術(shù) 113
5．5 非線性后均衡技術(shù) 115
5．6 VLC線性/非線性聯(lián)合后均衡技術(shù) 118
5．7 基于無記憶冪級(jí)數(shù)的自適應(yīng)軟件預(yù)均衡技術(shù) 120
5．8 本章小結(jié) 121
參考文獻(xiàn) 122
第6章 傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)在VLC中的應(yīng)用 125
6．1 傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)在VLC中的應(yīng)用概述 126
6．2 機(jī)器學(xué)習(xí)算法 128
6．2．1 基于聚類的K-Means算法 128
6．2．2 GMM算法 138
6．2．3 DBSCAN算法 145
6．2．4 基于SVM的信號(hào)處理 152
6．2．5 基于ICA的多帶CAP算法 158
6．3 本章小結(jié) 176
參考文獻(xiàn) 176
第7章 深度學(xué)習(xí)在VLC中的應(yīng)用 181
7．1 深度學(xué)習(xí)在VLC中的應(yīng)用概述 182
7．2 深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法 183
7．2．1 GK-DNN 183
7．2．2 基于雙分支神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的DBMLP 194
7．2．3 MIMO-MBNN 203
7．2．4 基于STFT的二維圖像網(wǎng)絡(luò)算法 212
7．3 本章小結(jié) 219
參考文獻(xiàn) 219
第8章 VLC MIMO疊加調(diào)制技術(shù) 223
8．1 MIMO與疊加調(diào)制概述 224
8．2 PAM7疊加調(diào)制 231
8．2．1 傳統(tǒng)PAM-MISO系統(tǒng) 231
8．2．2 等概率預(yù)編碼方案 234
8．2．3 數(shù)值仿真分析 236
8．2．4 基于等概率預(yù)編碼方案的UVLC系統(tǒng) 240
8．3 QAM信號(hào)的疊加調(diào)制 243
8．3．1 疊加調(diào)制 243
8．3．2 接收端的疊加調(diào)制分離技術(shù) 247
8．3．3 基于OC的MISO-VLC實(shí)驗(yàn) 251
8．4 方形星座點(diǎn)疊加調(diào)制 256
8．4．1 方形幾何整形的研究背景 256
8．4．2 方形幾何整形的原理 257
8．4．3 SGS-8QAM UVLC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究 258
8．4．4 SGS-32QAM和SGS-128QAM UVLC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究 262
8．4．5 SGS-32QAM FSO VLC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究 270
8．4．6 SGS-64QAM和SGS-128QAM混合調(diào)制UVLC實(shí)驗(yàn)研究 274
8．5 PS-MISO疊加編碼調(diào)制 282
8．5．1 概率星座整形及疊加編碼調(diào)制技術(shù)在16QAM MISO- VLC系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)研究 283
8．5．2 概率星座整形及疊加編碼調(diào)制技術(shù)在32QAM MISO- VLC系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)研究 288
8．6 MBNN的PAM疊加QAM實(shí)驗(yàn) 292
8．7 本章小結(jié) 297
參考文獻(xiàn) 298
第9章 6G VLC的發(fā)展趨勢(shì) 303
9．1 高速VLC中的新器件 304
9．2 從P2P走向MIMO 306
9．3 柔性器件 307
9．4 6G VLC的挑戰(zhàn)與展望 308
9．5 本章小結(jié) 311
參考文獻(xiàn) 311
名詞索引 313
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