无线紫外光通信技术与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵太飞，宋鹏 著

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• 无线通信
• 紫外通信
• 光通信
• 信息技术
• 通信工程
• 光电子技术
• 新兴技术
• 无线光通信
• 可见光通信
• 技术应用

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030553218

版次：31

商品编码：12282776

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-12-01

页数：256

字数：322000

正文语种：中文

内容简介

　　无线光通信是一种新型的通信技术，同时具有光纤通信和移动通信的优势。光的直线传播使无线光通信的应用范围受到了一定的限制，而“日盲”紫外光可以利用大气散射实现非直视通信，有效地克服其他无线光通信的不足，因此具有较强的应用价值。《无线紫外光通信技术与应用》详细阐述“日盲”紫外光通信的散射链路特性，分析无线紫外光路径损耗模型，对紫外光通信中的分集接收技术进行讨论，采用蒙特卡罗方法仿真紫外光通信的基本原理，提出紫外光通信系统设计方案，研究直升机助降中无线紫外光引导方法和装甲编队中无线紫外光隐秘通信技术。

目录

目录
前言
第1章 无线紫外光通信理论基础 1
1.1 无线紫外光通信 1
1.2 无线紫外光通信的研究现状 3
1.2.1 国外研究现状 3
1.2.2 国内研究现状 4
1.3 无线紫外光通信原理 5
1.3.1 无线紫外光散射通信 5
1.3.2 无线紫外光通信方式 8
1.3.3 无线紫外光通信技术 10
1.4 无线紫外光组网通信的关键技术 13
1.4.1 无线Mesh网络结构 13
1.4.2 无线紫外光通信链路性能与信道带宽 14
1.4.3 无线紫外光通信节点模型 15
1.4.4 无线紫外光分集接收技术 16
参考文献 18
第2章 无线紫外光大气散射信道特性分析 21
2.1 无线“日盲”紫外光 21
2.2 大气的特点 22
2.3 大气信道中影响无线紫外光通信的主要因素 22
2.3.1 大气吸收 23
2.3.2 大气散射 24
2.4 基于LOWTRAN的大气无线紫外光传输特性仿真与分析 27
2.5 无线紫外光单次散射覆盖范围模型 33
2.5.1 NLOS方式的覆盖范围 33
2.5.2 LOS方式的覆盖范围 39
参考文献 39
第3章 无线紫外光通信散射信道模型 41
3.1 共面单次散射传输模型 41
3.2 非共面单次散射传输模型 45
3.2.1 基于椭球坐标系的非共面单次散射信道模型 45
3.2.2 基于球面坐标系的非共面单次散射信道模型 50
3.3 基于蒙特卡罗方法非共面多次散射信道模型 53
3.3.1 蒙特卡罗光子轨迹直接模拟法 54
3.3.2 蒙特卡罗光子轨迹指向概率法 56
3.3.3 蒙特卡罗方法下脉冲响应的仿真 60
3.4 基于蒙特卡罗方法脉冲展宽效应研究 60
3.4.1 多次散射对脉冲展宽的影响 61
3.4.2 收发仰角对脉冲展宽的影响 64
3.5 采用蒙特卡罗方法研究非直视无线紫外光通信的覆盖范围 78
3.5.1 无线紫外光散射覆盖范围蒙特卡罗方法模拟 78
3.5.2 基于蒙特卡罗的无线紫外光非直视散射覆盖范围分析 79
参考文献 86
第4章 不同大气环境下无线紫外光信道特性分析 88
4.1 晴朗天气下无线紫外光通信系统性能分析 88
4.1.1 路径损耗分析 88
4.1.2 脉冲响应分析 90
4.1.3 系统3dB 带宽 93
4.1.4 信道容量仿真预测 95
4.1.5 无线紫外光通信可行性实验分析 97
4.2 大气湍流对无线紫外光通信性能的影响 98
4.2.1 大气湍流理论介绍 99
4.2.2 高斯光束模型与性能分析 104
4.2.3 短距离无线紫外光通信在弱湍流下的性能分析 107
参考文献 110
第5章 无线紫外光网络通信链路性能分析 112
5.1 无线紫外光非直视通信链路间干扰 112
5.1.1 无线紫外光路径损耗模型 112
5.1.2 无线紫外光通信的误码率 115
5.1.3 无线紫外光通信的信噪比 118
5.1.4 无线紫外光非直视通信链路间干扰模型 118
5.2 角度感知的无线紫外光通信模型 121
5.2.1 研究背景 121
5.2.2 角度感知的无线紫外光通信节点模型 122
5.2.3 角度感知的无线紫外光通信性能分析 127
参考文献 132
第6章 无线紫外光网络接入协议 134
6.1 无线紫外光非直视通信定向MAC协议 134
6.1.1 网络假设与模型 134
6.1.2 UV-NLOS-DMAC协议描述 136
6.1.3 UV-NLOS-DMAC协议仿真结果与分析 138
6.2 无线紫外光多信道接入协议 142
6.2.1 研究背景 142
6.2.2 多信道的MAC协议及问题 143
6.2.3 无线紫外光非直视多信道多接口通信模型 144
6.2.4 无线紫外光非直视多信道多接口通信仿真与分析 147
参考文献 160
第7章 无线紫外光通信系统设计与实现 161
7.1 发送端的设计与实现 161
7.1.1 光源的选择 161
7.1.2 调制驱动电路设计 164
7.2 接收端的设计与实现 164
7.2.1 滤光片的选择 165
7.2.2 光电探测器的选取 166
7.2.3 接收端的电路设计 167
7.3 PPM调制系统的FPGA设计 167
7.4 无线紫外光通信实验结果与性能分析 169
7.4.1 无线紫外光语音通信实验与结果分析 169
7.4.2 无线紫外光数据通信实验与结果分析 171
7.4.3 无线紫外光PPM调制系统实验与结果分析 177
7.5 无线紫外光大气传输性能实验 181
7.5.1 无线紫外光大气传输性能实验硬件平台 182
7.5.2 实验条件及方法验证 182
7.5.3 收发端共面情形下的实验结果及分析 184
7.5.4 非共面路径损耗实验结果及分析 186
参考文献 192
第8章 直升机助降中无线紫外光引导方法 193
8.1 无线“日盲”紫外光直升机引导方法 193
8.1.1 计算参数的获取 194
8.1.2 在直升机降落中风对无线紫外光通信性能的影响 195
8.1.3 无线“日盲”紫外光直升机降落调整方法 196
8.2 直升机起降中无线紫外光ULC-LT码引导方法研究 199
8.2.1 无线紫外光辅助起降 199
8.2.2 ULC-LT码 202
8.2.3 直升机辅助起降无线紫外光通信传输策略 205
8.2.4 仿真结果分析 207
8.3 分步式UEP-LT码研究 212
8.3.1 非均等数据保护的LT码 212
8.3.2 SUEP-LT码编码方法及步骤 216
8.3.3 仿真结果分析 219
参考文献 225
第9章 装甲编队中无线紫外光隐秘组网通信技术 227
9.1 无线紫外光组网通信节点的设计 227
9.2 无线紫外光节点定位通信实施方案 228
9.3 组网节点间无线紫外光收发装置的捕获、对准和跟踪 231
9.3.1 捕获、对准和跟踪的定义 231
9.3.2 实现主从节点捕获、对准和跟踪的方法 231
9.3.3 捕获性能仿真分析 235
9.4 无线紫外光移动自组网链路间的干扰 236
9.4.1 多条链路间干扰模型 236
9.4.2 仿真分析 238
9.5 无线紫外光移动自组网节点间的定位方法 246
参考文献 248

《信息编码与解码原理及实践》 书籍简介 在这个信息爆炸的时代，我们无时无刻不被海量的数据所包围。从社交媒体上的文字、图片，到高清视频流，再到科学研究中的庞大数据集，信息的产生、传输和处理是现代社会运行的基石。然而，原始的数字信息往往冗余、易受干扰，直接传输效率低下且成本高昂。这就催生了信息编码与解码这一核心技术，它如同信息世界的“翻译官”和“守护者”，确保信息能够高效、可靠地在不同媒介之间传递。 《信息编码与解码原理及实践》一书，深入浅出地系统阐述了信息编码与解码的核心理论、关键技术、实际应用以及未来的发展趋势。本书并非泛泛而谈，而是聚焦于信息在源头产生、传输介质以及接收端解码过程中所面临的挑战，并提供了行之有效的解决方案。 第一部分：信息编码的基础理论 本书的开篇，将带领读者走进信息论的殿堂，从信息熵的概念出发，理解信息量的度量方式。我们将详细介绍离散信源编码和连续信源编码的原理，包括各种编码方法的优缺点、适用场景以及如何通过编码来压缩数据，减少冗余。 信源编码： 无损信源编码： 我们将详细剖析霍夫曼编码（Huffman Coding）的构建过程及其最优性证明，学习如何为不同出现概率的符号分配不同长度的码字，实现统计冗余的最小化。同时，还会介绍算术编码（Arithmetic Coding），理解其如何将整个消息表示为一个实数区间，在压缩效率上往往超越霍夫曼编码，尤其在处理非整数位的压缩时表现出色。此外，LZ系列编码（如LZ77、LZ78、LZW）的字典式编码思想将被深入探讨，其通过查找重复的字符串模式来达到压缩目的，在实际应用中广泛存在。 有损信源编码： 针对图像、音频、视频等连续信源，有损编码是必然选择。本书将详细讲解量化（Quantization）的原理，包括标量量化和矢量量化，理解其如何通过牺牲少量精度来大幅降低数据量。我们将重点关注变换编码（Transform Coding），例如离散余弦变换（DCT）在JPEG图像压缩中的应用，以及离散小波变换（DWT）在JPEG2000中的优势，理解其如何将信号从时域或空域转换到频域，将能量集中到少数几个系数上，便于后续的量化和编码。 信道编码： 传输过程中，信号不可避免地会受到噪声的干扰，导致信息失真。信道编码的目的在于引入冗余，使得接收端能够检测甚至纠正错误。 线性分组码： 我们将深入研究线性分组码（Linear Block Codes）的基本概念，如生成矩阵、校验矩阵、汉明距离等。重点解析循环码（Cyclic Codes），包括BCH码（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Codes）和里德-所罗门码（Reed-Solomon Codes），理解它们强大的纠错能力，及其在CD、DVD、卫星通信、数字电视等领域的广泛应用。 卷积码： 与分组码不同，卷积码是时变的，其输出不仅取决于当前输入，还取决于之前的输入。我们将详细讲解卷积码的编码器结构、状态图、维特比算法（Viterbi Algorithm）解码，理解其在早期移动通信和数据传输中的重要作用。 现代信道编码： 随着通信技术的飞速发展，Turbo码和LDPC码（Low-Density Parity-Check Codes）等现代信道编码技术应运而生，它们的设计目标是逼近香农限，实现极高的编码增益。本书将详细介绍它们的基本原理、编码结构、解码算法，并分析其在4G、5G移动通信、Wi-Fi等前沿技术中的关键作用。 第二部分：信息解码的实现技术 信息解码是编码的逆过程，其目标是从带有噪声或压缩过的信息中尽可能准确地恢复原始信息。本书将详细介绍各种解码算法，并探讨其计算复杂度与性能之间的权衡。 信源解码： 无损信源解码： 针对霍夫曼编码，我们将演示如何根据编码表构建解码树，实现高效的解码。对于算术编码，我们将讲解如何通过累积概率来精确地恢复原始符号。对于LZ系列编码，我们将阐述如何根据字典逐步重建原始数据。 有损信源解码： 量化后的数据需要进行反量化，然后通过逆变换（如IDCT、IDWT）来恢复信号的时域或空域表示。本书将详细分析不同量化策略对解码质量的影响，以及如何通过改进的解码算法来缓解量化引入的失真。 信道解码： 最大似然（ML）解码： 这是理论上最优的解码方式，但计算复杂度极高。我们将解释其原理，并讨论其在实际中的局限性。 最大后验概率（MAP）解码： MAP解码的目标是找到最可能的原始信息序列，它通常在某些假设下会退化到ML解码。 软判决解码： 相较于硬判决（直接将接收到的比特认为是0或1），软判决解码利用了接收信号的幅度信息，能够获得更高的解码性能。我们将详细讲解在维特比算法、Turbo码和LDPC码解码中如何应用软判决。 迭代解码： 现代信道编码，如Turbo码和LDPC码，通常采用迭代解码的方式，通过多次信息交换来逐步逼近最优解，从而实现出色的纠错性能。我们将深入分析这类解码算法的收敛性、迭代次数与性能的关系。 第三部分：信息编码与解码的应用实践 本书的最后一大部分，将聚焦于信息编码与解码在各个领域的实际应用，帮助读者将理论知识与实际场景相结合。 通信系统： 详细介绍在移动通信（2G、3G、4G、5G）、卫星通信、无线局域网（Wi-Fi）、蓝牙等系统中，如何根据不同的信道条件和业务需求，选择合适的信源编码和信道编码方案。例如，在5G系统中，LDPC码和Polar码在不同场景下的应用对比。 数据存储： 分析硬盘驱动器、固态硬盘（SSD）、光盘（CD/DVD/Blu-ray）、闪存（Flash Memory）等存储介质中，如何利用纠错码来保证数据的可靠性。 多媒体技术： 讲解JPEG、MPEG系列（MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264, H.265）等图像、视频压缩标准中，编码与解码技术的具体实现，以及如何平衡压缩率和视觉质量。 网络传输： 讨论TCP/IP协议栈中，如何通过冗余校验（如CRC）来保证数据包的完整性，以及在流媒体传输中，如何利用缓冲区和错误隐藏技术来提供流畅的观看体验。 其他领域： 触及生物信息学（DNA序列编码）、量子计算（量子纠错编码）等新兴领域中编码与解码技术的潜在应用。 第四部分：前沿进展与未来展望 本书的最后，将对信息编码与解码领域的最新研究进展进行梳理，并展望未来的发展方向。 AI与编码解码的融合： 探讨深度学习在信源编码（如神经网络压缩）、信道编码（如端到端学习的编码器/解码器）方面的潜力，以及如何利用AI技术来优化现有算法。 后香农时代的研究： 讨论在接近香农极限的条件下，如何进一步提高编码效率和纠错能力。 面向新兴应用的需求： 分析未来万物互联（IoT）、自动驾驶、增强现实（AR）/虚拟现实（VR）等应用对信息编码解码提出的新挑战，例如低时延、高可靠性、大数据量传输等。 《信息编码与解码原理及实践》不仅仅是一本理论书籍，更注重理论与实践的结合。书中包含大量的实例分析、算法伪代码以及性能对比图表，旨在帮助读者不仅理解“是什么”，更能理解“为什么”和“怎么做”。无论您是信息科学、通信工程、计算机科学等相关专业的学生，还是从事相关领域研发的工程师，抑或是对信息处理技术充满兴趣的读者，本书都将是您深入理解信息世界运作机制、掌握核心技术、解决实际问题的宝贵参考。通过本书的学习，您将能够更深刻地认识到信息编码与解码在现代数字社会中不可或缺的地位，并为信息技术的未来发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本《无线紫外光通信技术与应用》的封面设计着实吸引了我。它不是那种常见的、密密麻麻的文字堆砌，而是采用了一种非常简洁、富有科技感的抽象图案，以深邃的蓝色为主调，点缀着几缕锐利的白色线条，仿佛直接描绘了光束穿梭于无形空间的轨迹。这种视觉语言恰到好处地暗示了书中探讨的主题——一种看不见、摸不着却又至关重要的通信方式。我是在一个偶然的机会下，在书店的科技类专区里注意到它的，当时我正好在寻找一些能够拓展我对现代通信技术认知的书籍。虽然我对紫外光通信本身并不是完全陌生，但总觉得它似乎停留在实验室的理论层面，缺乏实际应用的宏观认知。《无线紫外光通信技术与应用》的出现，就像是在我面前打开了一扇新的窗户，让我对这个领域有了更具象、更深入的期待。我希望书中能有大量的插图和图表，能够清晰地展示紫外光在传播过程中遇到的各种物理现象，比如散射、吸收等，以及相应的解决方案。同时，如果能对不同应用场景下的通信链路设计进行案例分析，那就更加完美了，比如在户外、室内、水下等环境下的具体部署和性能考量。

评分☆☆☆☆☆

从一个长期关注物联网和智能家居发展的角度来看，我对于《无线紫外光通信技术与应用》这本书充满了好奇。我们都知道，现有的无线通信技术，如Wi-Fi和蓝牙，虽然方便，但在某些场景下却存在着信号干扰、安全性以及功耗等方面的挑战。尤其是在高密度部署的智能家居环境中，海量的设备节点之间如何高效、安全地通信，一直是亟待解决的问题。紫外光通信，我理解它的一些特性，比如在特定方向上的高指向性，以及对特定光谱的敏感性，似乎能为解决这些痛点提供新的思路。我非常期待书中能够深入剖析紫外光通信在这些新兴领域的具体应用前景，例如，它能否为智能设备之间提供更高带宽、更低延迟的连接，甚至在某些需要高度隐私和安全的环境下，成为一种更可靠的通信手段。我希望书中能有一些关于如何将紫外光通信技术与现有的物联网协议进行融合的探讨，以及在实际部署中可能遇到的技术难题和解决方案。如果书中能包含一些关于其在智慧城市、智能交通等领域的潜在应用，那将是锦上添花。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是一名对信息安全领域有一定关注度的普通读者。最近几年，随着数据泄露事件频发，我对信息传输的安全性愈发重视。《无线紫外光通信技术与应用》这个书名，虽然我并非通信专业出身，但“紫外光”这个词给我带来了一种“隔离”和“定向”的直觉，这是否意味着它在信息安全方面有着天然的优势？我希望能在这本书中了解到，相比于我们现在普遍使用的射频通信，紫外光通信在防止窃听、抗干扰等方面是否更加出色？它能否在一些对数据保密性要求极高的场景下，例如金融交易、政府部门内部通信，甚至是在高度保密的科研环境中，提供一种更安全的通信保障？我希望书中能够用通俗易懂的语言，解释紫外光通信的哪些特性使其具备了更高的安全性，并且能够举例说明，如果真的应用起来，它的安全机制是如何运作的，以及可能面临的潜在攻击方式和防御策略。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对光电子技术和新兴传感技术非常着迷的爱好者。我经常阅读一些关于激光、LED以及新型光电器件的科普读物。《无线紫外光通信技术与应用》这个书名，对我来说，它连接了两个我非常感兴趣的领域——“无线通信”和“紫外光”。我一直对紫外光在许多领域的独特应用感到惊叹，比如杀菌消毒、材料固化等等。当我知道它还可以用于通信时，我充满了好奇。我希望这本书能够提供一些关于紫外光通信系统在材料选择、器件设计、功耗优化等方面的详细信息。例如，为了实现高效的紫外光发射和接收，需要哪些特殊的半导体材料？这些材料的制备工艺又是怎样的？在实际应用中，如何平衡通信距离、数据速率和功耗之间的关系？我希望书中能够包含一些关于未来紫外光通信技术发展趋势的展望，比如更高效的发光材料、更灵敏的探测器，以及更智能的通信协议，这对我理解和预测未来的科技发展非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对前沿技术研究充满热情的工程师，一直以来都对非传统通信方式抱有浓厚的兴趣。在接触到《无线紫外光通信技术与应用》这本书的书名时，我的第一反应是这本书是否会深入探讨紫外光作为一种信息载体的物理基础和核心原理。我非常希望能在这本书中找到关于紫外光波长特性、传播模型、信号调制解调方案以及关键元器件（如LED发射器、光电探测器）的技术细节。尤其令我兴奋的是“应用”二字，我迫切地想知道，除了那些理论上的可能性，紫外光通信在现实世界中究竟有哪些落地的解决方案。它是否已经在某些特定行业，例如水下通信、医疗设备互联、甚至是军事通信等领域，取得了突破性的进展？书中是否会提供具体的系统架构设计、性能评估指标以及与传统通信方式的对比分析？我希望本书能够提供足够的技术深度，让像我一样的读者能够真正理解其可行性，并启发我们思考未来的技术创新方向。