目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 無(wú)線(xiàn)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(jìn)展 3
1.3 脈沖調(diào)制、副載波調(diào)制與無(wú)線(xiàn)光正交頻分復(fù)用 5
1.3.1 脈沖調(diào)制的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 5
1.3.2 副載波調(diào)制的國(guó)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(diǎn) 12
1.4.1 OFDM的優(yōu)點(diǎn) 12
1.4.2 FSO-OFDM的特點(diǎn) 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(wèn)題 14
1.5 FSO-OFDM中的關(guān)鍵技術(shù) 15
參考文獻(xiàn) 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(hào)的產(chǎn)生與檢測(cè) 26
2.1.2 BPSK副載波調(diào)制的差錯(cuò)率 27
2.1.3 FSK副載波調(diào)制的差錯(cuò)率 30
2.1.4 MPSK與MQAM副載波調(diào)制的差錯(cuò)率 31
2.1.5 副載波調(diào)制性能分析 32
2.2 NC類(lèi)正弦QPSK調(diào)制 35
2.2.1 NC類(lèi)正弦QPSK調(diào)制原理 35
2.2.2 NC類(lèi)正弦類(lèi)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(hào)的矢量表示 50
2.3.2 16PSK信號(hào)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(shí)驗(yàn)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(hào)調(diào)制解調(diào)仿真分析 71
2.4.3 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 74
2.4.4 64QAM副載波調(diào)制實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 84
2.5 小結(jié) 87
參考文獻(xiàn) 88
第3章 半導(dǎo)體激光器的非線(xiàn)性特性及其修正 91
3.1 半導(dǎo)體激光器 91
3.1.1 半導(dǎo)體激光器的工作原理 92
3.1.2 半導(dǎo)體激光器的分類(lèi) 93
3.1.3 半導(dǎo)體激光器的基本特性 93
3.2 半導(dǎo)體激光器的非線(xiàn)性特性 97
3.2.1 動(dòng)態(tài)非線(xiàn)性 97
3.2.2 靜態(tài)非線(xiàn)性 102
3.2.3 半導(dǎo)體激光器的靜態(tài)模型 103
3.2.4 半導(dǎo)體激光器的線(xiàn)性化 108
3.3 副載波調(diào)制中的激光器非線(xiàn)性互調(diào)失真 116
3.3.1 激光器的非線(xiàn)性互調(diào)失真 116
3.3.2 副載波調(diào)制的非線(xiàn)性互調(diào)失真特性 121
3.4 半導(dǎo)體激光器功率控制 131
3.4.1 溫度對(duì)半導(dǎo)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(xiàn) 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(hào)的數(shù)學(xué)模型 144
4.1.2 由DFT實(shí)現(xiàn)OFDM145
4.2 OFDM頻率漂移與相位噪聲 147
4.2.1 頻率漂移對(duì)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(hào)的解調(diào) 155
4.4 OFDM的信號(hào)結(jié)構(gòu) 155
4.4.1 保護(hù)間隔和循環(huán)前綴 155
4.4.2 過(guò)采樣 158
4.4.3 加窗 159
4.5 FSO-OFDM信號(hào)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(shí)驗(yàn)研究 167
4.6 小結(jié) 169
參考文獻(xiàn) 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(jì)特性 174
5.2.2 大氣湍流對(duì)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(fù)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(duì)光信號(hào)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(duì)OFDM信號(hào)的影響 203
5.5.1 對(duì)FSO-OFDM系統(tǒng)誤碼率的理論分析 203
5.5.2 脈沖時(shí)延對(duì)系統(tǒng)速率的限制 205
5.5.3 Gamma-Gamma信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?211
5.6 雨對(duì)光信號(hào)傳輸?shù)挠绊?217
5.6.1 接收光強(qiáng)均值 218
5.6.2 相干場(chǎng)和非相干場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)特性 221
5.6.3 非相干場(chǎng)的頻譜特性和方差 223
5.7 小結(jié) 226
參考文獻(xiàn) 227
第6章 OFDM系統(tǒng)的同步技術(shù) 231
6.1 OFDM中的時(shí)間同步 231
6.2 同步偏差對(duì)OFDM系統(tǒng)性能的影響 232
6.2.1 符號(hào)定時(shí)偏差對(duì)系統(tǒng)性能的影響 232
6.2.2 載波頻率偏差對(duì)系統(tǒng)性能的影響 234
6.2.3 抽樣時(shí)鐘偏差對(duì)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(hào)同步 239
6.3.1 傳統(tǒng)的符號(hào)同步算法 240
6.3.2 改進(jìn)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(jì)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(jìn) 258
6.5 小結(jié) 262
參考文獻(xiàn) 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(jì)特性 265
7.1.1 峰均比的定義 265
7.1.2 峰均比的統(tǒng)計(jì)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(lèi)技術(shù) 267
7.2.2 編碼類(lèi)技術(shù) 269
7.2.3 概率類(lèi)技術(shù) 270
7.3 降低OFDM系統(tǒng)中峰均比的概率類(lèi)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(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 294
7.4 降低峰均比的編碼類(lèi)技術(shù) 296
7.4.1 幾種分組編碼方法 297
7.4.2 基于Golay互補(bǔ)序列和RM碼的編譯碼算法 302
7.5 小結(jié) 309
參考文獻(xiàn) 309
第8章 信道估計(jì)與信道分配 312
8.1 無(wú)線(xiàn)光OFDM信道估計(jì) 312
8.1.1 信道估計(jì)的分類(lèi) 313
8.1.2 基于LS準(zhǔn)則的信道估計(jì)算法 313
8.1.3 基于MMSE準(zhǔn)則的信道估計(jì)算法 314
8.2 粒子濾波算法 317
8.2.1 貝葉斯估計(jì)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(wèn)題 325
8.2.5 基于粒子濾波的大氣激光OFDM系統(tǒng)信道估計(jì) 329
8.3 基于導(dǎo)頻輔助信道估計(jì)算法 335
8.3.1 衰落信道對(duì)OFDM信號(hào)的影響 336
8.3.2 基于頻域?qū)ьl的信道估計(jì)算法 338
8.3.3 基于時(shí)域訓(xùn)練序列的信道估計(jì)算法 347
8.4 單用戶(hù)FSO-OFDM信道分配 353
8.4.1 注水算法 354
8.4.2 自適應(yīng)比特功率分配算法 355
8.4.3 改進(jìn)的自適應(yīng)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(hù)FSO-OFDM自適應(yīng)信道分配 364
8.5.1 多用戶(hù)自適應(yīng)FSO-OFDM系統(tǒng)原理 364
8.5.2 幾種多用戶(hù)自適應(yīng)算法 365
8.5.3 改進(jìn)算法 371
8.6 小結(jié) 376
參考文獻(xiàn) 376