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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OFDM145

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