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，同時介紹了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及6G可見光通信的主要應(yīng)用場景與優(yōu)勢。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)、先進調(diào)制技術(shù)、信號處理技術(shù)等方面具體介紹了實現(xiàn)6G可見光通信所采用的先進技術(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，給出了作者的研究團隊基于相關(guān)技術(shù)理論的實驗成果。對6G可見光通信的未來發(fā)展趨勢進行了展望。
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)達國家主導(dǎo)的光電子芯片生態(tài)，并在未來的光子信息時代占據(jù)戰(zhàn)略制高點
遲楠
復(fù)旦大學(xué)信息學(xué)院院長、教授、博士生導(dǎo)師、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、美國光學(xué)學(xué)會會士。擔(dān)任中國電子學(xué)會通信分會副主任委員、中國光學(xué)學(xué)會纖維光學(xué)與集成光學(xué)專業(yè)委員會常務(wù)委員、中國通信學(xué)會光通信專業(yè)委員會委員。先后獲得教 育部新世紀優(yōu) 秀人才、上海市曙光學(xué) 者、上海市巾幗建功標兵、上海市三八紅旗手和中國電子學(xué)會優(yōu)秀科技工作者等榮譽。獲教 育部自然科學(xué)獎二等獎、中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎一等獎、中國國際工業(yè)博覽會創(chuàng)新獎、寶鋼優(yōu) 秀教師獎等各1項。長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’國之重器重點圖書”， LED-based Visible Light Communication 入選“國務(wù)院中國圖書對外推廣計劃教材”。
第 1章 概述 001
1．1 背景 002
1．2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 006
1．2．1 國外研究現(xiàn)狀 006
1．2．2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 007
1．3 本書章節(jié)結(jié)構(gòu) 008
參考文獻 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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 017
2．2．2 重要意義及發(fā)展趨勢 021
2．3 海基水下VLC 022
2．3．1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 023
2．3．2 重要意義及發(fā)展趨勢 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 031
2．5 本章小結(jié) 031
參考文獻 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 柔性探測器 045
3．6 本章小結(jié) 047
參考文獻 047
第4章 VLC的先進調(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 083
第5章 VLC的信號處理技術(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 雙級聯(lián)定阻對稱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)均衡電路測試結(jié)果 097
5．3 軟件預(yù)均衡技術(shù) 100
5．3．1 時域均衡器 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 122
第6章 傳統(tǒng)機器學(xué)習(xí)在VLC中的應(yīng)用 125
6．1 傳統(tǒng)機器學(xué)習(xí)在VLC中的應(yīng)用概述 126
6．2 機器學(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 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 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實驗 251
8．4 方形星座點疊加調(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)實驗研究 258
8．4．4 SGS-32QAM和SGS-128QAM UVLC系統(tǒng)實驗研究 262
8．4．5 SGS-32QAM FSO VLC系統(tǒng)實驗研究 270
8．4．6 SGS-64QAM和SGS-128QAM混合調(diào)制UVLC實驗研究 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)中的實驗研究 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)中的實驗研究 288
8．6 MBNN的PAM疊加QAM實驗 292
8．7 本章小結(jié) 297
參考文獻 298
第9章 6G VLC的發(fā)展趨勢 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 311
名詞索引 313
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