本书对可见光通信的最新研究成果进行认真梳理，从基础理论和传输技术角度对可见光通信系统中的高效传输问题进行详细分析，系统介绍可见光通信系统的高效传输理论，分别对不同场景的高效传输方案进行论述。作为可见光通信高效传输理论及技术的应用，最后介绍典型的阵列可见光通信实验系统。
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序
前言
第1章 绪论 1
1.1 技术背景及意义 1
1.2 研究历史和现状 3
1.2.1 可见光通信高速传输技术的研究现状 3
1.2.2 可见光MIMO通信技术研究现状 4
1.3 可见光高速通信技术动态分析 6
1.3.1 可见光通信的技术独特性分析 6
1.3.2 可见光通信高效传输的关键技术问题 9
1.4 小结 11
参考文献 11
第2章 可见光通信收发前端及其信道传输特性 15
2.1 LED发光器件 15
2.1.1 LED概述 15
2.1.2 LED驱动电路设计 18
2.1.3 LED的均衡 18
2.2 光电检测器件 21
2.2.1 光电二极管 21
2.2.2 雪崩光电二极管 21
2.2.3 光电倍增管 22
2.2.4 单光子雪崩光电二极管 22
2.2.5 多像素光子计数器 23
2.3 室内信道 24
2.4 大气信道 25
2.4.1 大气的基本物理特性 25
2.4.2 大气衰减效应 26
2.4.3 大气湍流模型 26
2.5 水下信道 29
2.5.1 水的基本物理特性 29
2.5.2 水下信道的衰减效应 29
2.5.3 水下光传播模型 31
2.6 小结 35
参考文献 35
第3章 阵列可见光通信传输性能的有效测度理论 37
3.1 概述 37
3.2 室内阵列可见光通信系统模型 38
3.2.1 信道模型 38
3.2.2 室内可见光通信信道特性 39
3.3 室内可见光通信信道容量分析 40
3.3.1 室内可见光通信点对点信道容量 40
3.3.2 室内可见光通信遍历信道容量 44
3.4 大规模阵列可见光通信有效性和可靠性问题 51
3.4.1 大规模阵列可见光通信信道特性分析 54
3.4.2 大规模阵列可见光通信有效性和可靠性测度定义 55
3.4.3 有效性和可靠性测度的特性分析 58
3.5 大规模阵列可见光通信有效性和可靠性折中准则 61
3.5.1 大规模阵列可见光通信折中准则的优化模型 61
3.5.2 最优折中方案的快速搜索算法 62
3.5.3 折中准则与现有复用分集准则的对比分析 64
3.5.4 折中准则性能仿真与对比分析 64
3.6 小结 73
参考文献 74
第4章 可见光通信关联叠加高效传输理论 76
4.1 概述 76
4.2 系统模型 77
4.2.1 信道模型 77
4.2.2 传输方案 78
4.2.3 最优空间多维星座设计 79
4.2.4 检测准则 82
4.3 加性唯一可分解理论星座组 83
4.3.1 加性唯一可分解理论 83
4.3.2 超奈奎斯特多用户多小区方案 88
4.3.3 多址系统性能分析 91
4.3.4 多址系统快速检测 95
4.4 乘性唯一可分解星座组 96
4.5 小结 100
参考文献 100
第5章 可见光通信移相关联叠加编码传输技术 102
5.1 概述 102
5.2 分块移相空时码 103
5.3 块级联移相空时码 108
5.4 星座关联的可见光编码调制技术 112
5.5 星座关联的多LED移相空时码 115
5.6 小结 117
参考文献 117
第6章 可见光通信多维空时协作传输技术 119
6.1 概述 119
6.2 可见光通信多输入多输出系统线性最优空时编码设计 119
6.2.1 线性最优空时传输方案 119
6.2.2 线性最优空时分组码的性质 123
6.3 可见光通信多输入多输出系统最优非线性空时码设计 124
6.3.1 最优非线性空时结构 124
6.3.2 正交化等效多输入多输出信道 127
6.3.3 最优多维星座设计 127
6.4 基于丢番图方程理论的整数最优多维星座设计 128
6.5 性能仿真与对比分析 131
6.5.1 仿真参数设置 131
6.5.2 仿真结果分析 132
6.6 小结 135
参考文献 136
第7章 可见光通信融合照明约束的高效传输技术 138
7.1 概述 138
7.2 LED色度学相关理论 139
7.3 多色可见光通信系统模型 140
7.3.1 多色波分复用模型 140
7.3.2 多色多输入多输出可见光通信模型 142
7.4 多色可见光通信系统通照参数优化 143
7.4.1 通照参数优化系统描述 143
7.4.2 通照参数优化问题建模 144
7.4.3 通照参数优化方法 146
7.4.4 数值仿真结果与分析 148
7.5 多色可见光通信系统自适应收发机设计 152
7.5.1 自适应收发机设计系统模型 152
7.5.2 自适应收发机设计问题建模 153
7.5.3 自适应收发机设计算法 156
7.5.4 数值仿真结果与分析 157
7.6 小结 159
参考文献 160
第8章 单光子可见光通信衰落信道联合检测技术 161
8.1 概述 161
8.2 基于弱湍流信道的水下单光子可见光通信系统链路模型 161
8.3 安斯科比平方根变换及其推广 163
8.3.1 安斯科比平方根变换基础理论 163
8.3.2 GAT基础理论与接收机 163
8.4 水下单光子可见光通信系统广义最大似然联合检测 165
8.4.1 纯泊松噪声下的广义最大似然联合检测 165
8.4.2 P+G混合噪声下的广义最大似然联合检测 168
8.5 性能仿真分析 170
8.5.1 纯泊松噪声模型下的广义最大似然联合检测性能仿真分析 170
8.5.2 P+G混合噪声模型下的广义最大似然联合检测性能仿真分析 173
8.6 小结 175
参考文献 175
第9章 单光子可见光通信多灯芯叠加编码传输技术 176
9.1 概述 176
9.2 多灯芯结构的水下单光子可见光通信链路模型 177
9.2.1 发送端多灯芯并行传输结构 178
9.2.2 多灯芯并行传输信道 178
9.2.3 多灯芯并行传输的SPAD接收机模型 178
9.3 多灯芯并行高速传输检测技术 179
9.3.1 接收机信号处理模型 179
9.3.2 基于泊松模型的串行连续干扰消除检测算法 180
9.4 性能仿真分析 182
9.4.1 水下单光子可见光通信系统性能比较 183
9.4.2 接收机快速迭代收敛特性研究 187
9.5 小结 187
参考文献 188
第10章 可见光通信高速实验系统 189
10.1 概述 189
10.2 室内可见光通信多用户高速接入实验系统 189
10.2.1 系统构成 189
10.2.2 网络功能 190
10.2.3 测试结果 191
10.3 高速高密度阵列可见光通信实验系统 193
10.3.1 系统描述 193
10.3.2 大规模阵列信道模型和干扰抑制方案 195
10.3.3 51.2Gbit/s高速可见光通信实验系统 198
10.3.4 500Gbit/s高速可见光通信实验系统 204
10.4 小结 206
索引 207
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