信息与通信创新学术专著 LED可见光通信关键器件与应用PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 LED市场趋势 2

1.2可见光通信的发展历史 3

1.3可见光通信的系统架构 6

1.4可见光通信的国际研究趋势 7

1.5可见光通信器件 8

1.6可见光通信应用 9

参考文献 11

第2章 可见光发光二极管器件 14

2.1发光二极管的发展 14

2.2 GaN基半导体材料的物理性质 16

2.2.1基本结构和参数 16

2.2.2光学性质 17

2.2.3电学性质 18

2.2.4自发极化与压电极化效应 19

2.3 GaN基半导体材料的MOCVD外延生长 19

2.3.1图形蓝宝石衬底外延技术 19

2.3.2 GaN外延生长过程中的演化 21

2.3.3 Si衬底GaN外延生长技术 23

2.4 GaN基LED器件 28

2.4.1 LED的基本原理 28

2.4.2 LED的基本结构 30

2.4.3 GaN基LED中存在的关键问题 31

2.5光子晶体在LED中的应用 35

2.5.1光子晶体LED进展 35

2.5.2 LED器件光子晶体的制作工艺 36

2.5.3纳米多孔结构LED器件 38

2.6 LED器件结构对热特性的影响 38

2.6.1 LED电极图案设计对器件热特性的影响 38

2.6.2焊点分布对倒装焊接结构热特性的影响 41

2.6.3荧光粉涂敷方式对白光LED器件热特性的影响 42

2.7小结 44

参考文献 44

第3章 新型Mirco-LED器件 50

3.1 Micro-LED的设计与制作 50

3.1.1 Micro-LED的结构 50

3.1.2 Micro-LED的制作工艺 52

3.2 Micro-LED的器件性能 56

3.2.1 Micro-LED的电气特性 56

3.2.2 Micro-LED的光学特性 58

3.2.3 Micro-LED的调制特性 60

3.3 Micro-LED的驱动 64

3.3.1 CMOS/Micro-LED的集成和CMOS控制的Micro-LED器件 65

3.3.2 CMOS驱动器的布局 65

3.3.3 CMOS驱动器的逻辑电路 66

3.3.4 CMOS芯片倒装封装 67

3.3.5 CMOS驱动板 67

3.4 Micro-LED在可见光通信中的应用 68

3.4.1单信道数据传输 68

3.4.2 VLC中基于CMOS控制Micro-LED器件 71

3.5小结 77

参考文献 77

第4章 可见光探测器 82

4.1 InGaN光电探测器 83

4.2 InGaN可见光探测器的类型、结构与外延生长 87

4.2.1 InGaN可见光探测器的类型与结构 87

4.2.2 InGaN的外延方法 88

4.2.3 InGaN的背景载流子及N型掺杂 90

4.2.4 P型InGaN的制备 92

4.2.5维加德定律及带隙弯曲参数 95

4.3 InGaN可见光探测器的种类 96

4.3.1 MSM结构InGaN可见光探测器 97

4.3.2肖特基型InGaN可见光探测器 101

4.3.3 PIN结构InGaN可见光探测器 103

4.3.4 InGaN/GaN多重量子阱可见光探测器 105

4.4硅基PIN光电探测器 109

4.4.1特性参数 109

4.4.2器件制备工艺 113

4.5窄带蓝光探测器 114

4.6探测器阵列设计 119

4.6.1光路系统设计 119

4.6.2阵列制备 119

4.6.3信号读取电路结构设计 121

4.7小结 122

参考文献 122

第5章 可见光通信的均衡技术 127

5.1基于模拟电路的预均衡技术 127

5.2硬件预均衡电路 129

5.2.1硬件预均衡电路的仿真 129

5.2.2硬件预均衡电路的实验验证 131

5.3软件预均衡 131

5.3.1基于FIR滤波器的预均衡技术 132

5.3.2基于OFDM的软件预均衡技术 139

5.4软件预均衡技术的仿真 140

5.5 ACO-OFDM调制 142

5.5.1 ACO-OFDM调制的原理 142

5.5.2 ACO-OFDM调制系统的实现原理 144

5.5.3 ACO-OFDM的性能仿真 145

5.5.4 ACO-OFDM调制的优缺点 147

5.6时域加窗技术 148

5.7小结 150

参考文献 150

第6章 可见光通信的信号恢复算法 152

6.1时钟恢复 152

6.1.1数字滤波平方定时估计算法 154

6.1.2 Gardner算法 155

6.1.3 Godard算法 156

6.1.4 Muller算法 158

6.2相偏、频偏的估计与补偿算法 159

6.2.1相偏的估计与补偿算法 159

6.2.2频偏的估计与补偿算法 163

6.3时域均衡算法 164

6.3.1 CMA 164

6.3.2 CMMA 167

6.3.3 M-CMMA 167

6.3.4 DD-LMS算法 168

6.4频域均衡算法 169

6.4.1导频辅助信道估计算法 169

6.4.2 SC-FDE算法 170

6.5小结 171

参考文献 171

第7章 高速可见光通信系统实验 173

7.1 VLC系统先进调制技术 173

7.1.1 OFDM 173

7.1.2 CAP调制技术 177

7.1.3基于频域均衡的单载波调制技术 180

7.2多用户接入与双向可见光通信系统 182

7.2.1 MISO系统 182

7.2.2双向传输系统 186

7.3 VLC多维复用系统 189

7.3.1波分复用技术 189

7.3.2子载波复用技术 191

7.3.3偏振复用技术 195

7.4可见光MIMO技术 197

7.4.1可见光成像MIMO 198

7.4.2可见光非成像MIMO 200

7.5可见光通信组网 202

7.5.1可见光通信与MMF融合网络 203

7.5.2可见光与PON融合网络 204

7.5.3基于光纤骨干架构的高速全双工可见光接入网 206

7.6小结 209

参考文献 209

第8章 手机可见光通信技术 211

8.1概述 211

8.1.1手机通信发展 211

8.1.2现有手机数据传输技术对比 212

8.2手机可见光通信技术的应用场景 214

8.2.1数据传输 214

8.2.2室内定位 215

8.3手机可见光通信技术的实现方案 216

8.3.1系统模型 216

8.3.2显示单元 217

8.3.3摄像头单元 223

8.3.4传输软件 225

8.3.5系统传输比较 228

8.4可见光与移动通信融合的展望 229

8.4.1驱动融合的因素 229

8.4.2可见光与基站回传融合的优势 231

8.4.3可见光通信与基站前传的融合 232

8.4.4可见光通信与移动通信接入的融合 233

8.5小结 235

参考文献 236

第9章 可见光定位技术 238

9.1室内定位技术现状 238

9.2可见光定位方法 241

9.2.1基于三角测量法的可见光定位技术 241

9.2.2其他定位方法 243

9.3基于蜂窝式的可见光定位技术 247

9.3.1 LED光照度分布与阵列设计 247

9.3.2蜂窝式定位算法 248

9.3.3越区切换 249

9.4可见光定位系统光强分布仿真 252

9.5小结 257

参考文献 257

第10章 VLC通信技术与应用 259

10.1可见光音频传输 259

10.2可见光会议电话 262

10.3可见光成像通信 263

10.4可见光移动车联网 265

10.5可见光通信远距离实验 266

10.6高速可见光终端 267

10.7小结 269

参考文献 270

第11章 可见光通信技术的发展趋势 271

11.1表面等离子体LED 271

11.2视觉成像通信 272

11.3 VLC组网的关键问题 274

11.3.1可见光光源布局 275

11.3.2可见光网络切换技术 275

11.3.3可见光网络接入控制 276

11.4可见光通信集成芯片 276

11.4.1 LED发射阵列 277

11.4.2 PIN接收阵列 277

11.4.3可见光专用集成通信芯片 277

11.5可见光通信技术未来展望 279

11.6小结 280

参考文献 280

中英对照表 281

名词索引 285