第1章 绪论 1
1.1无线光通信技术的发展 1
1.2光波在大气湍流中的传输研究进展 3
1.3脉冲调制、副载波调制与无线光正交频分复用 5
1.3.1脉冲调制的国内外研究现状 5
1.3.2副载波调制的国内外研究现状 9
1.3.3 FSO-OFDM的提出 9
1.4 FSO-OFDM的特点 12
1.4.1 OFDM的优点 12
1.4.2 FSO-OFDM的特点 13
1.4.3 RF OFDM与FSO-OFDM的区别 14
1.4.4 FSO-OFDM亟待解决的问题 14
1.5 FSO-OFDM中的关键技术 15
参考文献 17
第2章 副载波调制技术 26
2.1副载波调制 26
2.1.1副载波调制信号的产生与检测 26
2.1.2 BPSK副载波调制的差错率 27
2.1.3 FSK副载波调制的差错率 30
2.1.4 MPSK与MQAM副载波调制的差错率 31
2.1.5副载波调制性能分析 32
2.2 NC类正弦QPSK调制 35
2.2.1 NC类正弦QPSK调制原理 35
2.2.2 NC类正弦类QPSK调制性能分析 38
2.3 16PSK调制原理及仿真 49
2.3.1 MPSK信号的矢量表示 50
2.3.2 16PSK信号的调制方式 51
2.3.3 16PSK调制解调性能分析 53
2.3.4 16PSK副载波调制实验结果分析 59
2.4 64QAM调制与解调 66
2.4.1 64QAM系统的基本原理 66
2.4.2 64QAM信号调制解调仿真分析 71
2.4.3仿真及实验结果分析 74
2.4.4 64QAM副载波调制实验结果分析 84
2.5小结 87
参考文献 88
第3章 半导体激光器的非线性特性及其修正 91
3.1半导体激光器 91
3.1.1半导体激光器的工作原理 92
3.1.2半导体激光器的分类 93
3.1.3半导体激光器的基本特性 93
3.2半导体激光器的非线性特性 97
3.2.1动态非线性 97
3.22静态非线性 102
3.2.3半导体激光器的静态模型 103
3.2.4半导体激光器的线性化 108
3.3副载波调制中的激光器非线性互调失真 116
3.3.1激光器的非线性互调失真 116
3.3.2副载波调制的非线性互调失真特性 121
3.4半导体激光器功率控制 131
3.4.1温度对半导体激光器的影响 131
3.4.2功率控制系统 133
3.5小结 139
参考文献 139
第4章FSO-OFDM系统 143
4.1 OFDM系统原理 143
4.1.1 OFDM信号的数学模型 144
4.1.2由DFT实现OFDM 145
4.2 OFDM频率漂移与相位噪声 147
4.2.1频率漂移对OFDM的影响 148
4.2.2 OFDM系统的相位噪声 149
4.3 FSO-OFDM系统结构 151
4.3.1直流偏置OFDM系统 153
4.3.2限幅OFDM系统 154
4.3.3非限幅OFDM系统 154
4.3.4 FSO-OFDM信号的解调 155
4.4 OFDM的信号结构 155
4.4.1保护间隔和循环前缀 155
4.4.2过采样 158
4.4.3加窗 159
4.5 FSO-OFDM信号的噪声特性 159
4.5.1乘性噪声 160
4.5.2混合噪声 160
4.5.3 FSO-OFDM实验研究 167
4.6小结 169
参考文献 169
第5章 大气信道 171
5.1激光传输中的大气散射与大气衰减 171
5.1.1大气散射 171
5.1.2大气衰减 172
5.2激光在大气湍流中的传输 174
5.2.1大气湍流的统计特性 174
5.2.2大气湍流对激光传输的影响 178
5.3大气湍流模型 179
5.3.1 log-normal湍流模型 180
5.3.2 Gamma-Gamma湍流模型 183
5.3.3负指数分布湍流模型 187
5.3.4湍流信道性能分析 188
5.4大气色散及其对光信号传输的影响 193
5.4.1大气中光的色散 193
5.4.2光脉冲在大气湍流中的传播 197
5.4.3连续波在大气湍流中的传播 201
5.5大气色散对OFDM信号的影响 203
5.5.1对FSO-OFDM系统误码率的理论分析 203
5.5.2脉冲时延对系统速率的限制 205
5.5.3 Gamma-Gamma信道对信号传输的影响 211
5.6雨对光信号传输的影响 217
5.6.1接收光强均值 218
5.6.2相干场和非相干场的统计特性 221
5.6.3非相干场的频谱特性和方差 223
5.7小结 226
参考文献 227
第6章OFDM系统的同步技术 231
6.1 OFDM中的时间同步 231
6.2同步偏差对OFDM系统性能的影响 232
6.2.1符号定时偏差对系统性能的影响 232
6.2.2载波频率偏差对系统性能的影响 234
6.2.3抽样时钟偏差对系统性能的影响 236
6.2.4 OFDM的同步算法原理 236
6.3 FSO-OFDM系统符号同步 239
6.3.1传统的符号同步算法 240
6.3.2改进的同步算法 244
6.4频率同步算法 250
6.4.1载波频率偏差估计算法 250
6.4.2基于循环前缀的最大似然同步算法 251
6.4.3 ML算法改进 258
6.5小结 262
参考文献 263
第7章FSO-OFDM调制系统中的峰均比 265
7.1峰均比的定义及统计特性 265
7.1.1峰均比的定义 265
7.1.2峰均比的统计特性 266
7.1.3高峰均比产生的原因及后果 267
7.2降低峰均比的方法 267
7.2.1限幅类技术 267
7.2.2编码类技术 269
7.2.3概率类技术 270
7.3降低OFDM系统中峰均比的概率类方法 271
7.3.1部分传输序列方法 271
7.3.2选择性映射方法 279
7.3.3信道仿真分析 281
7.3.4实验结果分析 294
7.4降低峰均比的编码类技术 296
7.4.1几种分组编码方法 297
7.4.2基于Golay互补序列和RM码的编译码算法 302
7.5小结 309
参考文献 309
第8章 信道估计与信道分配 312
8.1无线光OFDM信道估计 312
8.1.1信道估计的分类 313
8.1.2基于LS准则的信道估计算法 313
8.1.3基于MMSE准则的信道估计算法 314
8.2粒子滤波算法 317
8.2.1贝叶斯估计方法 317
8.2.2蒙特卡罗方法 321
8.2.3粒子滤波算法原理 322
8.2.4粒子滤波算法存在的主要问题 325
8.2.5基于粒子滤波的大气激光OFDM系统信道估计 329
8.3基于导频辅助信道估计算法 335
8.3.1衰落信道对OFDM信号的影响 336
8.3.2基于频域导频的信道估计算法 338
8.3.3基于时域训练序列的信道估计算法 347
8.4单用户FSO-OFDM信道分配 353
8.4.1注水算法 354
8.4.2自适应比特功率分配算法 355
8.4.3改进的自适应比特功率分配算法 359
8.4.4仿真结果分析 363
8.5多用户FSO-OFDM自适应信道分配 364
8.5.1多用户自适应FSO-OFDM系统原理 364
8.5.2几种多用户自适应算法 365
8.5.3改进算法 371
8.6小结 376
参考文献 376