水下無(wú)線光通信

第 1章　概述 001
1．1　水下無(wú)線光通信背景介紹　002
1．2　研究與應(yīng)用現(xiàn)狀　004
1．3　水下無(wú)線光通信鏈路及系統(tǒng)組成　010
1．4　水下無(wú)線光通信的主要技術(shù)挑戰(zhàn)　011
1．5　本章小結(jié)　012
參考文獻(xiàn)　012
第　2章 光電收發(fā)器件及特性　017
2．1　LED與激光光源　018
2．1．1　LED光源　018
2．1．2　激光光源　021
2．2　光電探測(cè)器件及陣列結(jié)構(gòu)　022
2．2．1　光電二極管　022
2．2．2　光電倍增管　025
2．2．3　SPAD　027
2．2．4　圖像傳感器　029
2．2．5　混合光傳感器　032
2．3　濾光片與光學(xué)系統(tǒng)　033
2．4　本章小結(jié)　035
參考文獻(xiàn)　036
第3章　水下寬光譜傳輸信道特性　039
3．1　水下傳輸鏈路的輸入/輸出功率關(guān)系　040
3．2　水體的寬光譜散射吸收效應(yīng)　041
3．2．1　海水的吸收效應(yīng)　043
3．2．2　海水的散射效應(yīng)　045
3．3　跨水面與分層水體信道特性　048
3．3．1　跨水面信道特性　049
3．3．2　分層水體信道特性　051
3．4　近水面太陽(yáng)背景的縱深衰減特性　053
3．5　光子追蹤和蒙特卡洛仿真方法　055
3．5．1　蒙特卡洛仿真方法簡(jiǎn)介　056
3．5．2　仿真流程　056
3．5．3　初始條件設(shè)置　057
3．5．4　光子運(yùn)動(dòng)與光子接收　059
3．6　水下湍流信道隨機(jī)特性　061
3．6．1　常用湍流分布模型　062
3．6．2　湍流下的閃爍因子　065
3．6．3　湍流下的光強(qiáng)分布　066
3．7　水下氣泡信道隨機(jī)特性　069
3．7．1　微米級(jí)氣泡　070
3．7．2　動(dòng)態(tài)氣泡　071
3．8　本章小結(jié)　073
參考文獻(xiàn)　074
第4章　水下無(wú)線光通信調(diào)制技術(shù)　077
4．1　波長(zhǎng)域調(diào)制　078
4．2　角動(dòng)量域調(diào)制　079
4．3　頻率域調(diào)制　081
4．4　相位域調(diào)制　083
4．5　傳統(tǒng)強(qiáng)度及脈沖調(diào)制　084
4．6　本章小結(jié)　085
參考文獻(xiàn)　085
第5章　水下無(wú)線光通信信號(hào)檢測(cè)技術(shù)　087
5．1　光信號(hào)的檢測(cè)方法簡(jiǎn)介　088
5．1．1　直接檢測(cè)　088
5．1．2　外差檢測(cè)　089
5．2　基于PMT的弱信號(hào)檢測(cè)　090
5．2．1　隱馬爾可夫模型　090
5．2．2　基于HMM的信號(hào)檢測(cè)　093
5．2．3　基于HMM的檢測(cè)算法性能對(duì)比　094
5．3　基于SPAD的弱信號(hào)檢測(cè)　095
5．3．1　數(shù)字SPAD泊松信道下的信號(hào)檢測(cè)　095
5．3．2　泊松 高斯混合信道下的信號(hào)檢測(cè)　097
5．3．3　考慮SPAD死時(shí)間下的信號(hào)檢測(cè)　098
5．3．4　采用SPAD陣列的信號(hào)檢測(cè)　099
5．4　基于CMOS傳感器的光信號(hào)檢測(cè)　101
5．5　本章小結(jié)　103
參考文獻(xiàn)　103
第6章　收發(fā)端動(dòng)態(tài)跟瞄技術(shù)　107
6．1　動(dòng)態(tài)跟瞄系統(tǒng)簡(jiǎn)介　108
6．1．1　動(dòng)態(tài)跟瞄系統(tǒng)框架　108
6．1．2　國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)跟瞄技術(shù)研究現(xiàn)狀　109
6．2　陣列接收跟瞄技術(shù)　111
6．3　光斑搜索與光源定位算法　113
6．3．1　基于相機(jī)的光源定位原理　113
6．3．2　光斑中心估計(jì)方法　115
6．4　跟瞄實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與性能驗(yàn)證　119
6．4．1　動(dòng)態(tài)跟瞄系統(tǒng)基本原理　119
6．4．2　跟瞄實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)　119
6．4．3　光源跟瞄的技術(shù)方法　120
6．4．4　跟瞄實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的性能驗(yàn)證　124
6．5　本章小結(jié)　128
參考文獻(xiàn)　129
第7章　水下無(wú)線光通信系統(tǒng)與性能分析　133
7．1　基于LED的水下無(wú)線光通信性能分析　134
7．1．1　LED頻率特性　134
7．1．2　基于LED的均衡技術(shù)　136
7．1．3　帶限信道信號(hào)設(shè)計(jì)　139
7．1．4　接收端信噪比與信號(hào)調(diào)制帶寬的依賴(lài)關(guān)系　140
7．1．5　考慮水體衰減下的信噪比　143
7．2　基于LED的水下無(wú)線光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證　145
7．2．1　基于LED的水下無(wú)線光通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)置　145
7．2．2　系統(tǒng)傳輸參數(shù)優(yōu)化　146
7．2．3　實(shí)驗(yàn)性能分析　148
7．3　基于激光的水下無(wú)線光通信性能分析　149
7．3．1　激光光強(qiáng)分布特性　150
7．3．2　激光非線性補(bǔ)償　151
7．3．3　基于激光的水下傳輸性能仿真　152
7．3．4　基于激光的水下傳輸特性理論仿真　154
7．4　基于激光的水下無(wú)線光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證　158
7．4．1　實(shí)驗(yàn)方案與裝置　158
7．4．2　實(shí)驗(yàn)性能分析　159
7．5　跨水面激光通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能驗(yàn)證　161
7．5．1　實(shí)驗(yàn)方案與裝置　161
7．5．2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析　162
7．6　本章小結(jié)　164
參考文獻(xiàn)　164
第8章　水下安全無(wú)線光通信　167
8．1　安全通信發(fā)展簡(jiǎn)介　168
8．2　水下量子信道　169
8．3　量子密鑰分發(fā)　172
8．4　量子加密下的水下無(wú)線光通信　176
8．5　信息安全傳輸技術(shù)　177
8．5．1　光斑擴(kuò)散導(dǎo)致的信息泄露　177
8．5．2　非視距散射信道導(dǎo)致的信息泄露　178
8．5．3　光通信安全傳輸技術(shù)概述　179
8．6　本章小結(jié)　182
參考文獻(xiàn)　182
中英文對(duì)照表　187
名詞索引　189