多载波可见光通信的信号处理及应用

第1章 可见光通信基础

1.1 可见光通信概述

1.2 可见光通信的应用场景

1.3 可见光通信发展历程及现状

1.3.1 发展历程

1.3.2 研究现状

1.4 可见光通信的系统组成及关键技术

1.4.1 系统组成

1.4.2 关键器件

1.5 本书的主要内容和结构

第2章 索引调制多载波可见光通信

2.1 子载波索引调制

2.1.1 单模索引调制

2.1.2 双模索引调制

2.2 基于子载波功率索引调制的光纤一可见光混合传输

2.2.1 功率索引调制

2.2.2 光纤-可见光混合通信的关键器件

2.2.3 传输链路模型

2.2.4 系统仿真

2.2.5 传输性能分析

2.2.6 频谱效率

2.3 基于子载波索引-功率联合调制的光纤一可见光混合传输

2.3.1 索引-功率联合调制

2.3.2 系统仿真

2.3.3 传输性能分析

2.3.4 频谱效率

第3章 预编码多载波可见光通信

3.1 预编码技术

3.1.1 DFT预编码

3.1.2 ZCT预编码

3.1.3 CAZAC预编码

3.1.4 OCT预编码

3.1.5 WHT预编码

3.2 基于OCT预编码的双模索引调制OFDM

3.2.1 系统模型

3.2.2 实验装置

3.2.3 传输性能分析

3.3 联合非厄米特与预编码的单模索引调制OFDM

3.3.1 预编码均衡信噪比

3.3.2 基于非厄米特对称的实值信号产生

3.3.3 实验装置

3.3.4 传输性能分析

第4章 滤波器组多载波可见光通信

4.1 滤波器组多载波

4.1.1 系统模型

4.1.2 原型滤波器

4.1.3 OQAM-FBMC

4.2 基于分组交织预编码的双模索引调制FBMC

4.2.1 分组交织预编码

4.2.2 噪声均衡

4.2.3 实验装置及结果分析

第5章 多载波可见光通信的采样频偏补偿

5.1 采样频偏

5.2 采样频偏估计方法

5.2.1 基于导频的采样频偏估计

5.2.2 基于训练序列的采样频偏估计

5.3 基于子载波符号的采样频偏盲估计

5.3.1 子载波符号提取

5.3.2 残留相位消除

5.3.3 光纤0FDM系统的采样频偏盲估计补偿

5.4 基于聚类算法的采样频偏自动补偿

5.4.1 星座旋转

5.4.2 K均值聚类算法

5.4.3 采样频偏自动补偿

5.4.4 可见光OFDM系统的采样频偏自动补偿

第6章 多载波可见光通信的峰均功率比抑制

6.1 多载波系统的峰均功率比

6.1.1 峰均功率比定义

6.1.2 峰均功率比抑制方法

6.2 部分传输序列技术

6.2.1 基本结构

6.2.2 相位搜索

6.2.3 子载波分割

6.3 基于随机交织分割的PTS算法

6.3.1 算法原理

6.3.2 计算复杂度

6.3.3 仿真结果及分析

6.4 基于次优相位搜索与限幅的PTS算法

6.4.1 次优相位搜索

6.4.2 限幅处理

6.4.3 仿真结果及分析

6.5 基于星座预扩展的PTS算法

6.5.1 星座预扩展

6.5.2 凸集映射

6.5.3 ACE性能评价

6.5.4 ACE—P1、S联合算法

6.5.5 仿真结果及分析

6.6 基于加权预扩展的PTS算法

6.6.1 算法原理

6.6.2 仿真结果及分析

第7章 色移键控可见光相机通信

7.1 可见光相机通信系统

7.1.1 CMOS成像

7.1.2 全局快门

7.1.3 卷帘快门

7.1.4 无闪烁传输编码

7.1.5 光晕效应

7.1.6 可见光相机通信系统硬件设计

7.2 色移键控技术

7.2.1 RGB颜色空间

7.2.2 YCbCr颜色空间

7.2.3 CIElab颜色空间

7.2.4 CSK调制

7.3 基于4-CSK调制的可见光相机通信

7.3.1 4-CSK颜色空间映射

7.3.2 信号处理流程

7.3.3 硬件系统结构

7.3.4 传输性能分析

7.4 基于8-CSK调制的可见光相机通信

7.4.1 8-CSK颜色空间映射

7.4.2 双RGB-LED驱动电路

7.4.3 硬件系统平台

7.4.4 传输性能分析

第8章 可见光通信辅助的室内定位

8.1 室内可见光定位原理

8.2 室内可见光定位方法

8.2.1 TOA定位算法

8.2.2 TDOA定位算法

8.2.3 RSS定位算法

8.3 基于级联残差神经网络的室内可见光定位

8.3.1 神经网络辅助RSS定位

8.3.2 残差神经网络

8.3.3 级联残差神经网络

8.4 室内可见光定位实验系统

8.4.1 室内LED布局

8.4.2 硬件系统结构

8.4.3 结果分析

参考文献

本书系统阐述了当前可见光通信的两种高频谱效率与能耗效率的索引调制正交频分复用和滤波器多载波技术，在此基础上，结合实际的自由空间可见光信道，对子载波高频衰落均衡的预编码、低复杂度的采样频偏补偿、高效的峰均功率抑制算法进行了系统深入的论述，并给出了色移键控可见光相机通信和高精确度可见光室内定位的应用实现步骤。

本书适合从事光通信领域的工程师和研究人员、大专院校的教师、研究生及高年级本科生阅读。