正版芊无线光通信中的部分相干光传输理论9787030503589柯熙政,邓莉君 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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柯熙政，邓莉君 著

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• 9787030503589

店铺： 温文尔雅图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030503589

商品编码：29399516986

包装：平装

出版时间：2017-08-01

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基本信息

书名：无线光通信中的部分相干光传输理论

定价：90.00元

作者：柯熙政,邓莉君

出版社：科学出版社

出版日期：2017-08-01

ISBN：9787030503589

字数：

页码：

版次：31

装帧：平装

开本：128开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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光的语言：探索无线光通信的奥秘 在信息爆炸的时代，我们对数据传输的需求日益增长，而传统的电磁波通信方式已逐渐显露出其局限性。无线光通信，作为一种新兴的、极具潜力的通信技术，正以其高带宽、低功耗、高安全性等优势，悄然改变着我们的通信格局。本书将带领读者深入探寻无线光通信的理论基石，揭示其背后精妙的物理原理和前沿的技术实现。 第一章：光波的物理基础与通信潜力 本章将从最基础的光波物理学出发，为读者构建对无线光通信的宏观认知。我们将首先回顾电磁波谱，重点阐述可见光和近红外光频段在通信领域的独特优势。这部分内容将涵盖： 光的本质与波动特性： 深入理解光的波动性，包括其频率、波长、振幅和相位等基本参数，以及这些参数如何携带信息。我们将探讨光的偏振特性，并介绍其在光通信中的应用，例如偏振复用技术。 光在介质中的传播： 分析光在不同介质（真空、空气、水等）中的传播行为，包括折射、反射、衍射和散射等现象。我们将特别关注光在自由空间中传播的特点，以及大气湍流、吸收和散射等对光信号质量的影响，为后续章节中信号衰减和失真问题的分析奠定基础。 光的调制与解调原理： 介绍如何利用光的载波来承载信息，即光的调制。我们将详细讲解幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及更先进的脉冲位置调制（PPM）、脉冲幅度调制（PAM）等多种调制方式，并简要介绍相应的解调技术，如包络检波、相干解调等。 光信号的功率与能量： 探讨光信号的功率和能量在通信系统中的重要性，以及如何通过光功率来衡量信号的强度和传输距离。我们将引入光功率单位（dBm, W）等概念，并为后续计算信噪比和误码率提供必要的物理量。 无线光通信的优势与挑战： 概述无线光通信相对于传统无线电通信的显著优势，如极高的带宽潜力、频谱的独特性（不易拥挤）、极低的功耗（相较于射频）、较高的安全性（定向传输，不易被窃听）以及良好的电磁兼容性。同时，我们也初步探讨无线光通信面临的挑战，例如视距传输的要求、大气环境的影响、链路的稳定性等，为后续深入分析做好铺垫。 第二章：自由空间光通信的传输模型 在本章中，我们将聚焦于无线光通信最核心的场景——自由空间光传输。我们将建立精确的传输模型，并分析各种影响因素。 点光源与方向性辐射： 探讨理想点光源模型在无线光通信中的近似应用，并引入辐射强度、立体角等概念，以描述光束的传播方向性和强度分布。 高斯光束传播模型： 详细介绍在高斯光束模型下，光束在自由空间中的传播特性，包括束腰半径、光束发散角、瑞利长度等关键参数。我们将分析高斯光束的横向强度分布，以及其在传输过程中束腰位置和半径的变化规律。 大气湍流对光束的影响： 这是无线光通信面临的最严峻挑战之一。本章将深入研究大气湍流的物理机制，包括温度、压力、湿度的不均匀性引起的折射率起伏。我们将详细介绍湍流强度（如C²n）、影响因子（如折射率功率谱密度）及其对光束的动态影响，包括： 波前畸变： 湍流导致的光束波前发生随机畸变，使原本平坦的波前变得凹凸不平，如同穿过一个不均匀的玻璃。 强度闪烁： 波前畸变导致光束在接收端产生随机的强度涨落，即闪烁现象。我们将介绍闪烁指数（σ²I）的概念，并分析其与传输距离、湍流强度、光束参数的关系。 波束抖动与偏移： 湍流还会导致整个光束的方向发生随机抖动和偏移，使得接收端接收到的光束中心位置发生变化。 模式耦合： 在多模光纤中，湍流引起的波前畸变可以导致不同光模式之间的能量耦合，从而引起信号失真。 气体吸收与散射： 分析大气中水蒸气、二氧化碳等气体对特定波段光的吸收效应，以及悬浮颗粒物（如灰尘、雾、雨滴）对光的散射效应。我们将介绍吸收系数和散射系数，并分析它们如何导致光信号的衰减。 接收功率计算与信道增益： 基于上述模型，我们将推导出接收功率的计算公式，并引入信道增益的概念，以量化光信号在传输过程中的损耗。这将为后续的链路设计和性能评估提供理论依据。 第三章：部分相干光传输的理论基础 本章将深入探讨“部分相干光”在无线光通信中的关键作用。与完全相干的光（如激光）不同，部分相干光具有更广泛的应用潜力，尤其是在某些特定的应用场景下。 相干性： 详细阐述光的相干性概念，包括时间相干性和空间相干性。我们将介绍相干度（mutual coherence function, MCF）和相干时间等描述相干性的物理量。 部分相干光源的特性： 介绍产生部分相干光的方法，例如利用LED、非线性光学过程或对激光进行适当的退相干处理。我们将分析部分相干光源的光谱特性、光强分布以及相干度随时间和空间的变化。 部分相干光束在自由空间中的传播： 这是本章的核心。我们将推导出部分相干光束在自由空间中的传播方程，并分析其传播特性与完全相干光束的差异。重点关注： 部分相干光束的发散特性： 相较于相干光，部分相干光具有更大的发散角，这意味着其传播距离受限，但同时也可能具有更低的对准敏感性。 部分相干光束的强度分布： 在传输过程中，部分相干光束的强度分布可能比相干光束更均匀，这在某些应用中可能是有利的。 部分相干光束的相干度在传输中的演化： 随着传输距离的增加，部分相干光束的相干度会发生衰减，我们将分析其衰减规律。 部分相干光与大气湍流的相互作用： 探讨部分相干光在通过大气湍流时的独特表现。部分相干光由于其内在的相干性较低，对某些由湍流引起的波前畸变可能具有一定的鲁棒性，从而在一定程度上减弱闪烁效应。我们将定量分析部分相干光在湍流中的闪烁指数，并与相干光进行比较。 部分相干光在无线光通信中的潜在优势： 总结部分相干光在无线光通信中的理论优势，例如： 对准容忍度提高： 部分相干光束的发散角较大，使得对准过程相对容易，降低了对精密跟踪系统的要求。 闪烁抑制： 在一定程度上，部分相干光可以减弱大气湍流引起的强度闪烁，提高信号的稳定性。 更灵活的光源选择： 允许使用成本更低、更易于实现的非激光光源。 第四章：部分相干光传输的信号传输与性能分析 在本章中，我们将基于前几章建立的理论模型，深入分析部分相干光在实际无线光通信系统中的信号传输特性，并对其性能进行量化评估。 信号的调制与编码： 介绍适用于部分相干光传输的调制和编码方案。我们将讨论如何将数字信息映射到部分相干光的各种参数上，例如光强、相位或极化。 接收端的光学设计： 分析接收端光学系统的设计要求，包括透镜、滤光片、光电探测器等关键组件的选择。我们将探讨接收视场角、接收孔径大小等参数如何影响接收到的光功率和信号质量。 信号衰减与信噪比（SNR）： 结合传输模型中的损耗因素（如自由空间传播损耗、大气吸收与散射损耗）和接收功率，我们推导出接收端信噪比的计算公式。信噪比是衡量通信系统性能的关键指标。 误码率（BER）分析： 介绍不同调制方案在给定信噪比下的理论误码率。我们将分析部分相干光传输的误码率性能，并与相干光传输进行对比，探讨其在不同信噪比条件下的优势和劣势。 光强闪烁的影响与抑制： 深入分析大气湍流引起的光强闪烁对信号传输造成的干扰，以及其如何直接影响信噪比和误码率。我们将探讨一些先进的信号处理技术，如自适应均衡、分集合成等，以减弱闪烁的影响。 部分相干光链路的性能优化： 基于理论分析，提出优化部分相干光通信链路性能的策略。这可能包括： 光源选择与优化： 选择具有合适相干度、光谱宽度和光强分布的光源。 发射与接收光学设计： 优化发射光束的发散角和接收孔径，以在传输距离和对准容忍度之间取得平衡。 功率预算分析： 进行详细的功率预算计算，确保在各种环境下都能实现可靠的通信。 调制编码方案的选择： 根据链路的信噪比特性，选择最优的调制编码方案。 第五章：无线光通信的系统应用与发展趋势 在本章中，我们将跳出纯理论的范畴，将所学的知识应用于实际的无线光通信系统设计，并展望其未来的发展前景。 点对点自由空间光通信（FSO）： 介绍FSO系统的基本结构和应用场景，例如城域网骨干网的补充、数据中心的互联、临时网络部署等。我们将讨论FSO系统在实际部署中需要考虑的因素，如安装、维护、法规等。 室内无线光通信（Indoor FSO）： 探讨在室内环境中应用无线光通信的可能性，例如利用LED照明作为数据传输通道（可见光通信，VLC）。我们将分析室内环境的特点，如反射、遮挡等，以及如何设计相应的系统。 卫星通信与空间光通信： 简要介绍无线光通信在太空中的应用，如卫星与地面站之间的通信，以及卫星星座之间的互联。我们将探讨空间环境的特殊性，如真空、辐射等，以及其对光通信的影响。 混合网络与多技术融合： 探讨无线光通信与其他通信技术（如Wi-Fi、5G）的融合，构建更高效、更全面的通信网络。 关键技术发展方向： 展望无线光通信未来的发展趋势，包括： 更高的数据速率： 发展更高阶的调制技术、更宽的光谱利用。 全天候通信能力： 研发能够克服恶劣天气条件的先进技术，例如光学相控阵、自适应光学补偿等。 智能化与网络化： 利用人工智能和机器学习技术，实现链路的自适应优化和智能管理。 面向物联网（IoT）的应用： 探索无线光通信在低功耗、广覆盖的物联网设备连接中的潜力。 安全性增强： 进一步挖掘无线光通信在物理层安全方面的优势。 本书旨在为读者提供一个全面、深入的无线光通信理论基础，并引导读者理解部分相干光在其中扮演的重要角色。通过对物理原理的透彻分析和传输模型的精确构建，我们希望读者能够掌握评估和设计无线光通信系统的关键能力，并对这一充满活力和潜力的技术领域产生浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这次阅读体验，说实话，对我来说算是一个不小的挑战。我本身是文科背景，平时接触最多的就是各种文字作品，对于理工科的知识，尤其是涉及复杂的物理概念和数学公式的书籍，确实感到有些力不从心。这本书的标题“正版芊无线光通信中的部分相干光传输理论”就透着一股学术的严谨，我拿到手的时候，光是翻看目录，里面那些专业术语就已经让我有点眼花缭乱了。我尝试着去理解其中的一些概念，比如“部分相干”这个词，它听起来就有点抽象，需要结合上下文和图示才能勉强领会。虽然我努力地去阅读，但很多时候，我发现自己只能理解到表面意思，对于其背后的推导和证明，就显得非常吃力了。我猜想，这本书的目标读者应该是对无线光通信领域有一定基础的研究者或者工程师，对于我这样的初学者来说，可能需要更多的耐心和时间，甚至还需要配合一些辅助的科普资料才能消化。我并没有完全放弃，我还是希望能够从中获取一些基本概念，为以后如果需要深入了解这个领域打下一点基础。

评分☆☆☆☆☆

最近在寻找一些关于未来通信技术发展的资料，无意中看到了这本书。我个人对前沿科技一直保持着高度的关注，尤其是那些能够深刻改变我们生活方式的技术。无线光通信，这个概念本身就充满了想象力，它似乎能够解决传统无线通信的一些瓶颈。而“部分相干光传输理论”这个词，在我的认知里，似乎与光的波动性和干涉性有关，这让我联想到一些更加精细和高效的信号传输方式。我设想，这本书应该会深入探讨如何在光通信中实现更稳定、更可靠、更高带宽的传输，也许会涉及到一些新的调制技术、编码方式，甚至是光路的优化设计。虽然我对于具体的数学模型和物理原理可能不是专家，但对于这种能够引领技术潮流的理论探索，我总是充满了好奇。我希望这本书能为我描绘出无线光通信技术发展的蓝图，让我了解它究竟是如何工作的，以及它可能带来的革命性变化。它应该会包含很多前瞻性的思考和实验性的研究成果，让我对这个领域有一个更全面的认识。

评分☆☆☆☆☆

我一直对光学领域的一些基础理论非常感兴趣，尤其是与现代通信技术相结合的部分。这本书的标题“正版芊无线光通信中的部分相干光传输理论”吸引了我，因为它触及了我一直关注的一个交叉领域。在我看来，光通信的效率和稳定性很大程度上取决于其传输理论的深度和成熟度。“部分相干”这个概念，在我看来，可能是一种介于完全相干和完全不相干之间的状态，这种状态下的光波可能具有一些独特的性质，能够为提高通信质量提供新的思路。我推测书中会详细阐述这种“部分相干”状态的物理机制，以及如何在实际的光通信系统中利用它来实现更佳的传输效果。这可能涉及到对光信号的精确控制，对噪声的抑制，以及对传输通道的建模。我希望这本书能够提供一些清晰的理论框架，帮助我理解如何通过精细调控光波的相干性来优化无线光通信的性能。它或许会包含一些数学模型和仿真分析，用以验证理论的有效性，并为实际工程应用提供指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我一种严谨而专业的印象，虽然我不是这方面的专家，但仅从装帧和字体选择上，就能感受到编者在细节上的用心。我平时涉猎的书籍比较广泛，从文学到历史，偶尔也会接触一些科普读物，但对于“光通信”这样偏技术性的领域，我一直觉得有点距离感。不过，最近我因为一个偶然的机会，接触到了与无线光通信相关的项目，才意识到这个领域的巨大潜力。网上搜集资料的时候，我看到了这本书的书名，虽然当时并没有立即购买，但书名中“部分相干光传输理论”这样的字眼，在我心中种下了一颗好奇的种子。它不像一些标题那样直白地宣传某种技术优势，而是显得更加学术和基础，这反而让我觉得它可能蕴含着更深层次的理论知识。我一直认为，任何技术的进步都离不开扎实的理论支撑，而这本书的书名恰恰点明了这一点，让我对它产生了探索的兴趣。我希望这本书能为我打开一扇理解无线光通信技术背后原理的窗户，即使我不能完全掌握所有的专业术语，但至少能对我所接触到的实际应用有一个更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

购买这本书，更多的是出于一种好奇心的驱使，以及对新兴技术领域发展趋势的关注。我平时的工作和学习都与通信技术没有直接关联，但是，我一直对“无线光通信”这个概念非常着迷。它听起来就充满了科技感，而且似乎能够突破传统射频通信的一些限制。当我看到这本书的标题中有“部分相干光传输理论”这样的字眼时，我顿时觉得它可能触及了这项技术的某个关键而深入的方面。我猜想，这本书会从理论层面，深入剖析在无线光通信的场景下，如何理解和利用“部分相干”的光信号进行信息传输。这可能包括对光波的统计特性、干涉效应的数学描述，以及如何设计相应的接收和解码算法。我并非专业人士，所以，我期待这本书能够以相对易懂的方式，介绍这些复杂的理论概念，并阐明它们对于提升无线光通信性能的意义。即使我无法完全掌握所有的推导过程，但我希望能从中领略到这项技术的核心思想，以及它背后蕴含的科学智慧。