无线光通信 柯熙政,邓莉君 科学出版社有限责任公司 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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• 信息技术
• 通信工程
• 柯熙政
• 邓莉君
• 科学出版社

店铺： 河北省新华书店图书专营店

出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030475824

商品编码：29738796337

包装：平装

出版时间：2018-06-01

基本信息

书名：无线光通信

定价：68.00元

作者：柯熙政,邓莉君

出版社：科学出版社有限责任公司

出版日期：2018-06-01

ISBN：9787030475824

字数：

页码：248

版次：31

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书内容涉及无线激光通信、可见光通信、紫外光通信及水下光通信，并对未来的通信技术进行展望。本书探索在学术性与科普性、高雅与通俗、理论性与实用性之间进行有机的融合、合理的折中与适当的取舍。书中尽量避免烦琐的数学推导，而将一些理论性强的内容作为习题，供进一步学习的读者练习与提高之用。习题主要来源于外科技期刊已公开发表的论文，读者通过习题可以了解该领域外发展历程，并检验对基础知识的掌握程度。

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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聚焦下一代信息传输：探索无线光通信的无限可能 在这个信息爆炸、连接至上的时代，我们对数据传输的需求以前所未有的速度增长。传统的无线电通信虽然功不可没，但在频谱拥挤、带宽受限等瓶颈面前，其发展已显现出疲态。而一项革命性的技术——无线光通信，正以其独特的优势，为我们描绘出一幅令人振奋的未来图景。它利用可见光、红外线或紫外线作为信息载体，在空气或其他透明介质中进行高速、安全的无线数据传输，预示着一个更快捷、更智能、更高效的信息化社会。 无线光通信（Wireless Optical Communication，WOC），顾名思义，是指利用光作为载体在自由空间中进行信息传输的通信方式。与微波、毫米波等传统无线通信方式相比，无线光通信拥有诸多显著优势： 1. 极高的带宽潜力： 光波的频率远高于射频波，这意味着其携带信息的能力也远超射频。理论上，无线光通信的带宽可达Tbps甚至更高，能够轻松满足未来海量数据的传输需求。这对于高清视频、VR/AR、全息通信等高带宽应用至关重要。 2. 频谱资源丰富且免费： 光频段的频谱资源极其丰富，几乎取之不尽用之不竭，且无需频谱许可，大大降低了通信建设的成本和门槛。这使得在密集城区、室内环境以及频谱资源紧张的区域，无线光通信具有无可比拟的部署优势。 3. 高度的安全性： 光束在空气中传输时，其方向性极强，不易被窃听。除非接收端精确地接收到光信号，否则信息难以被截获。此外，光信号的传播范围有限，可以有效避免信号的干扰和扩散，保障通信的私密性。 4. 低功耗和低成本： 相较于一些高功率的射频通信设备，无线光通信设备通常具有较低的功耗，这对于移动设备和物联网设备的电池续航至关重要。同时，其硬件成本相对较低，也为大规模部署提供了可能。 5. 易于部署和集成： 无线光通信系统可以在现有基础设施上快速部署，例如通过将LED照明灯具或激光器集成到建筑物、路灯等现有设施中。这种灵活性使得它能够快速响应通信需求的变化，尤其是在需要临时或快速通信的场景下。 技术分类与关键组成 无线光通信并非单一的技术，而是涵盖多种技术路线，主要可以根据其传输距离、工作频段和应用场景进行区分： 自由空间光通信（Free Space Optics，FSO）： 这是无线光通信最广为人知的一种形式，它利用激光束在两个视线（Line-of-Sight，LoS）传输点之间进行高速数据传输。FSO系统通常由发射端（激光器、调制器）和接收端（光电探测器、解调器）组成。其传输距离可以从几十米到几公里不等，速度可达Gbps级别。FSO主要用于： “最后一公里”接入： 作为光纤到户（FTTH）的补充，在光纤难以铺设的区域提供高速宽带接入。 城域网连接： 连接独立的建筑物或网络节点，提供高带宽、低延迟的骨干网络连接。 临时通信： 在军事行动、灾难救援等需要快速部署通信基础设施的场景下。 数据中心互联： 连接附近的数据中心，提供高带宽、低延迟的互联。 校园网和工业园区： 连接分散的建筑物，实现高速信息共享。 可见光通信（Visible Light Communication，VLC）： VLC利用可见光频段（400-700 THz）作为信息载体，通常集成在LED照明设备中。LED灯不仅能提供照明，还能同时传输数据。VLC的主要优势在于： 无处不在的照明基础设施： 全球范围内，LED照明已成为主流，这为VLC的大规模部署提供了天然的平台。 安全性高： 光信号仅在室内传播，有效隔离了外部干扰，并且数据不易外泄。 环保节能： 利用现有照明设备，减少了额外的通信设备部署。 低成本： LED灯本身成本不高，集成度高。 VLC的应用场景非常广泛，包括： 室内定位与导航： 通过LED灯的微弱闪烁信息，实现高精度的室内定位，应用于商场、机场、博物馆等场所。 智能家居： 实现家电设备的互联互通，如智能灯泡控制、数据传输等。 汽车通信（V2X）： 利用车灯进行车与车、车与路侧单元（RSU）之间的通信，提高交通安全。 办公环境： 为办公室提供高速、安全的无线网络接入，取代部分Wi-Fi功能。 公共场所： 在机场、火车站、咖啡馆等提供免费、高速的上网服务。 红外通信（Infrared Communication）： 红外通信利用红外线作为信息载体，其波长介于射频和可见光之间。红外通信在短距离、点对点通信中具有优势，例如： 红外遥控器： 最常见的应用，用于控制家电。 短距离数据传输： 如早期的红外数据端口，用于手机、笔记本电脑之间的数据交换。 特定工业应用： 在某些对电磁兼容性要求极高的环境中。 紫外通信（Ultraviolet Communication，UVC）： UVC利用紫外线作为信息载体，在某些特定应用场景下具有独特的优势，例如： 军事通信： 紫外线在某些环境下不易被探测，可用于隐蔽通信。 水下通信： 紫外线在水中的衰减相对较小，可用于短距离水下通信。 短距离、高带宽通信： 在满足特定安全和隐蔽需求时。 关键技术挑战与发展趋势 尽管无线光通信展现出巨大的潜力，但其大规模商用仍面临一些技术挑战： 对视线（LoS）的依赖： 传统的FSO系统对视线要求严格，任何遮挡都会导致通信中断。雨、雾、雪等恶劣天气也会显著影响传输质量。 光束稳定性和指向性： 在较长距离传输时，需要精确的光束控制和跟踪技术，以克服大气湍流、设备振动等因素造成的指向偏差。 接收端集成和成本： 如何将高灵敏度的光电探测器和高效的解调器集成到消费级设备中，并控制成本，是一个重要的课题。 漫射信号的利用： VLC虽然利用了漫射光，但其传输效率和带宽仍有提升空间。 干扰问题： 在密集部署的环境下，如何避免不同光通信系统之间的干扰，以及与现有光源（如太阳光、其他LED灯）的干扰。 标准的建立与统一： 尽管已有部分标准，但更全面、统一的国际标准仍有待完善，以促进产业的健康发展。 然而，随着技术的不断进步，这些挑战正被逐一克服。未来的发展趋势将更加注重： 多模态融合： 将无线光通信与现有的射频通信（如Wi-Fi、5G）相结合，形成优势互补，提供更稳定、更全面的通信体验。 智能光束控制： 利用人工智能和先进的传感器技术，实现更智能的光束跟踪和路径规划，应对环境变化。 漫射通信的优化： 进一步研究和优化利用漫射光进行信息传输的技术，提高其效率和稳定性。 集成化与小型化： 将光通信模块集成到更小的设备中，降低成本，提高用户体验。 物联网（IoT）的赋能： 为海量物联网设备提供低成本、高带宽的连接解决方案。 安全与隐私的增强： 利用光通信本身的物理特性，结合先进的加密技术，提供更高级别的信息安全保障。 展望未来 无线光通信不仅仅是一种通信技术，它更是驱动下一代信息社会发展的关键引擎。从无处不在的高速网络覆盖，到高度智能化的城市生活，再到更安全、更便捷的通信体验，无线光通信都将扮演不可或缺的角色。它将与5G、6G等下一代移动通信技术协同发展，共同构建一个万物互联、信息畅通的智能时代。我们正站在一个全新的通信时代的起点，无线光通信的无限可能，正等待我们去发掘和实现。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本《电磁场与波的传播》时，我期待的是一场关于电磁现象的精彩探索之旅，毕竟光波和电磁波是现代通信的基石。然而，这本书给我的感觉更像是一本“理论的百科全书”，内容极其详尽，但组织结构略显松散。它似乎想把所有与电磁场相关的内容都塞进这本书里，从麦克斯韦方程组的微分形式到积分形式，从边界条件的处理到各种坐标系下的解法，应有尽有。问题在于，这种“包罗万象”反而稀释了重点。比如，关于波导传播的那部分，虽然深入探讨了TM模和TE模，但对于实际工程中如何选择合适的波导尺寸、如何处理模式耦合等关键的“工程决策点”，着墨不多。书中的插图虽然多，但很多都是二维的截面图，难以直观地展现三维空间中电磁场的分布形态，尤其是在描述复杂介质界面上的反射和折射时，常常需要读者自己在大脑中进行复杂的空间想象，这对于初学者来说是相当吃力的。读完后，我对理论的各个分支都有所了解，但总觉得缺少一个清晰的路线图，不知道哪些是当下最核心、最需要掌握的知识点。

评分☆☆☆☆☆

这本号称是“干货满满”的《电力系统自动化原理》读起来，真是一场视觉和智力的双重折磨。封面设计得中规中矩，但内容嘛，简直就是把一堆晦涩难懂的公式和定义堆砌在一起，中间还时不时地蹦出一些让人摸不着头脑的缩写。我花了整整一个下午，试图啃下关于“暂态过程分析”的那一章，结果感觉自己像是被拉进了某个高深的数学迷宫，每走一步都充满了不确定性。作者似乎默认读者已经掌握了所有高等数学和电路理论的基础，完全没有照顾到初学者。更让人抓狂的是，书中的插图，那些示意图和波形图，线条模糊不清，标注更是草率，有时候真不知道那个箭头指向的是“输入”还是“输出”。有时候我甚至怀疑，这些内容是不是直接从上世纪八九十年代的某些会议论文里直接复制粘贴过来的，缺乏现代化的阐述和实例支持。读完一章，我需要的不是豁然开朗，而是急需一杯咖啡来清醒一下我的大脑，然后赶紧上网搜索更清晰的解释和更贴近实际的案例来弥补书本留下的知识真空。这本书更像是给已经在这个领域摸爬滚打多年的专家们准备的“复习资料”，而不是给渴望入门的后来者准备的“指路明灯”。那种希望通过阅读一本经典教材就能系统掌握一门复杂技术的美好愿望，在这本书面前彻底破碎了。

评分☆☆☆☆☆

我最近涉猎的这本《现代控制理论精要》给我的感觉是，作者的学术功底毋庸置疑，他对理论的掌握达到了炉火纯青的地步，每一个论证都滴水不漏，逻辑链条坚不可摧。但是，阅读体验简直就是一场对耐心的严峻考验。全书的叙事方式极其“学术化”，仿佛作者在对着一群已经掌握了全部专业术语的同行进行内部报告。大量的数学符号和复杂的向量矩阵运算占据了主要篇幅，即便是相对简单的概念，也要通过一连串的符号推导来阐明。这导致，即便是理解了每一个步骤的数学含义，也难以将这些零散的知识点串联起来，形成对整个控制系统设计理念的宏观把握。我花费了大量时间去“翻译”这些符号，而不是去思考它们背后的物理意义或工程应用。更要命的是，书中的例题往往是高度简化的、甚至有些脱离实际的理想模型，它们或许完美地验证了某个定理，但对于一个想用这些理论去设计一个无人机姿态控制系统或者化工过程PID控制器的人来说，这些例题的指导意义非常有限。它是一本很好的“证明之书”，但对于一本“应用之书”而言，它显得过于高冷和疏离了。

评分☆☆☆☆☆

最近阅读的这本《数字信号处理基础与应用》简直就是一本“理论灌输”的典范教材。它忠实地记录了离散时间信号处理的数学框架，从Z变换到傅里叶分析，再到滤波器设计，每一步都遵循着严谨的数学逻辑。然而，如果把这本书当成一本应用指南来看待，那无疑会大失所望。作者似乎对“应用”二字的理解仅仅停留在罗列一些离散卷积的公式上。比如，在讲解FIR滤波器设计时，虽然详细介绍了窗函数法，但对于实际应用中如何根据具体指标（如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度）来反推选择合适的窗函数类型以及确定滤波器阶数，书中提供的指导极其含糊，往往只给出一个非常理想化的例子。此外，对于现代DSP芯片的实现效率、定点运算带来的精度损失等工程上的核心痛点，书中几乎没有涉及。这使得学习者尽管能推导出滤波器的频率响应函数，却在实际编程实现时寸步难行，仿佛隔着一层厚厚的“仿真与现实的鸿沟”。这本书为我们构建了坚实的数学地基，但通往“建造应用大厦”的脚手架和工具箱却严重缺失，读完后，我感觉自己更像是一个理论数学家，而不是一个信号处理工程师。

评分☆☆☆☆☆

拿起《半导体器件物理基础》这本书时，我本以为能找到一些关于新一代光电器件的最新进展和深入剖析，毕竟现在光电技术发展日新月异，谁不希望自己的知识库紧跟时代步伐呢？然而，书页翻开后，映入眼帘的大多是教科书式的陈旧论调，虽然基础理论的构建无可指摘，但缺乏对当前行业热点，比如新型宽禁带半导体或者量子点器件在光通信中的应用等方面的探讨。它更像是一部静止在某个时间点的学术档案，精确地描述了“过去的样子”，却对“正在发生的变化”显得漠不关心。比如，在讨论载流子输运机制时，作者似乎更热衷于推导那些非常理想化模型下的精确解，而不是结合现代制造工艺中实际存在的缺陷和非理想因素进行讨论。我尝试去寻找一些关于如何优化特定器件结构以提高光耦合效率的章节，但收获甚微，大部分内容都停留在“是什么”的层面，而“如何做到更好”的工程实践和创新思路则付之阙如。对于一个希望将理论与工程实践相结合的读者来说，这本书的价值更多地体现在其历史参考性上，而非前沿指导意义。它告诉你原理是什么，但很少告诉你如何巧妙地利用这些原理去解决一个棘手的实际工程问题。