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可见光通信:组网与应用

作者:宋健,杨昉,张洪明,王劲涛,丁文伯

编辑:代晓丽

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内容介绍

可见光通信特别是基于照明LED的可见光通信与网络作为一种新兴的通信手段正引起越来越多的关注。尤其是在电磁屏蔽、电磁敏感、电磁受限环境下,有其特殊应用优势。可见光通信的组网方式是其实际应用中面临的主要问题之一。本书重点介绍可见光通信的编码、MIMO(基于多灯、空间调制等特点)等关键技术,并结合其与5G、电力线融合的组网案例进行详细阐述和展望。特别需要说明的是,作者所在的研发团队充分考虑电力线与基于LED可见光通信的天然结合,提出了将照明、供电和信息网络融为一体的新型网络构架,并完成了初步验证。 本书主要面向高校、研究院所和通信行业的学生与研究人员,也可作为教材供研究人员培训使用。

相关信息

图书名称:可见光通信:组网与应用
ISBN:978-7-115-57701-6
作者:宋健,杨昉,张洪明,王劲涛,丁文伯
编辑:代晓丽
从书名:可见光通信丛书
开本:小16开
页数:188
印刷色数:单色
出版状态:已出版
出版日期:2021-12-05
作者简介:宋健,博士,清华大学教授、博士生导师。主要研究领域为无线通信、地面数字电视传输系统、可见光与电力线通信以及融合网络。相关研究成果曾获国家科技进步奖一等奖1项,省部级奖励6项。合作出版中英文学术专著多部,发表学术论文近300篇,入选ESI前1%高被引论文,获IEEE最佳期刊论文奖,2014年起连续入选中国论文高被引学者榜。入选国家“万人计划”,现担任科技部重点领域创新团队负责人和科技部国家重点研发计划项目“新形态多功能室内智慧照明关键技术及系统集成”负责人。

特别说明

本书卖点

1.本书结合多个实际应用案例,深入阐述可见光通信应用中的组网问题,对相关领域读者的理论构建与应用实践皆有很好的帮助。
2.作者所在的研发团队充分考虑了电力线与基于LED可见光通信的天然结合。所提出的将照明、供电和信息网络融为一体的新型网络构架。
3.作者的研究成果获得了中国光学工程学会创新技术奖,并在国内外的相关会议上做特邀报告。
4.作者宋健作为清华大学团队负责人,获得国家科技进步一等奖,科技部重点领域创新团队,是ITU学术期刊总主编,2014-2016年连续进入爱思唯尔中国高引学者榜。

目录

第 1章 可见光通信综述 001

1.1 引言 002

1.2 可见光通信技术 003

1.2.1 可见光通信发展历史 003

1.2.2 基于LED的可见光通信技术 005

1.3 可见光通信系统/网络介绍 010

1.3.1 欧盟地平线2020 IoRL项目 010

1.3.2 室内智慧照明灯联网 016

1.4 未来展望 021

1.4.1 基于激光的可见光通信技术与网络 022

1.4.2 基于IoL的光健康技术与应用 022

参考文献 022

第 2章 LDPC编码的上行多址接入技术及方案 027

2.1 非正交多址技术原理及现有方案 028

2.2 LDPC码及LDPC编码的上行多址接入方案 030

2.2.1 LDPC码及LDPC编码的上行多址接入方案简介 030

2.2.2 码率兼容、码长可扩展的RL-QC-LDPC编码的上行NOMA方案 032

2.2.3 基于LDPC编码和NOMA的随机接入方案 039

2.2.4 基于空间耦合LDPC码的多址接入方案 044

2.3 本章小结 051

参考文献 052

第3章 可见光多光源通信技术 057

3.1 基于LED阵列的可见光通信MIMO系统 058

3.1.1 非成像MIMO系统 059

3.1.2 成像MIMO系统 061

3.2 室内多灯协同通信 062

3.2.1 非成像MIMO系统接收机结构设计 063

3.2.2 CSIUT情况下的系统设计与性能分析 070

3.2.3 CSIT情况下的系统设计 073

3.3 可见光通信MIMO系统的定位功能 074

3.4 密集型可见光通信MIMO系统 076

3.5 本章小结 077

参考文献 078

第4章 索引调制与可见光通信 081

4.1 索引调制 082

4.2 可见光通信 085

4.3 研究热点 086

4.3.1 调制 087

4.3.2 调光 088

4.3.3 预编码 094

4.3.4 信道估计 095

4.4 本章小结 097

参考文献 097

第5章 可见光通信体系结构 099

5.1 总体描述 100

5.1.1 体系结构 100

5.1.2 地址与标识 101

5.1.3 对调光和闪烁避免的支持 101

5.2 PHY要求 104

5.2.1 运行模式 104

5.2.2 一般要求 105

5.2.3 灯光亮度调节 107

5.2.4 闪烁避免 109

5.2.5 PPDU格式 109

5.2.6 PHY 112

5.3 MAC层协议 116

5.3.1 MAC功能描述 116

5.3.2 MAC帧格式 136

5.4 安全 146

5.4.1 认证 146

5.4.2 密钥管理 147

5.5 本章小结 147

参考文献 147

第6章 可见光与电力线通信融合组网 149

6.1 可见光与电力线联合通信 150

6.1.1 可见光信道模型 150

6.1.2 电力线信道模型 155

6.1.3 PLC-VLC联合信道模型 157

6.1.4 可见光噪声模型 158

6.1.5 电力线噪声模型 159

6.2 可见光与电力线通信融合网络架构 159

6.2.1 现有方案及其局限性 160

6.2.2 新型电力线、可见光与无线深度融合通信网络架构 161

6.2.3 兼容传输与定位的可见光与电力线融合通信方法 165

6.3 基于稀疏信号处理的信道估计和噪声消除技术 170

6.3.1 基于稀疏贝叶斯学习的电力线信道估计方法 170

6.3.2 基于稀疏恢复理论的窄带干扰估计 172

6.3.3 基于稀疏恢复理论的冲激噪声估计 176

6.4 本章小结 179

参考文献 179

中英文对照表 183

名词索引 187

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