光通信中的OFDM pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:309

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出版时间:2011-3

价格:69.00元

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isbn号码:9787121128936

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• 通信
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《光通信中的OFDM》—— 深入解析下一代光网络的核心技术 在全球通信需求爆炸式增长的浪潮下，现有的通信技术正面临前所未有的挑战。为了应对日益增长的数据流量、更高的传输速率以及更严格的性能要求，光通信领域的研究人员和工程师们一直在探索革新性的技术。其中，正交频分复用（OFDM）技术以其出色的抗干扰能力、高频谱效率以及灵活的调制方式，逐渐成为下一代光网络解决方案的关键。本书《光通信中的OFDM》正是聚焦于这一核心技术，旨在为读者提供一个全面、深入且实用的OFDM在光通信应用中的理论框架和实践指导。 本书并非泛泛而谈，而是深入剖析OFDM技术的核心原理，并将其与光通信的独特物理环境和技术挑战紧密结合。OFDM并非一项全新的技术，其在无线通信领域已取得了巨大的成功，但将其应用于对信噪比、色散、非线性效应等更为敏感的光通信系统，则需要更加精细化的设计和优化。本书正是致力于填补这一知识鸿沟，从基础概念出发，逐步深入到OFDM在光通信系统设计、性能分析、算法实现以及未来发展方向等各个层面。 核心内容详解： 第一部分：OFDM技术基础与光通信挑战 在深入探讨OFDM在光通信中的具体应用之前，本书首先为读者奠定坚实的基础。 OFDM原理梳理： 这一章节将从离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT）的数学基础出发，详细讲解OFDM如何通过将高速数据流分割成多个低速子载波来传输，从而有效对抗符号间干扰（ISI）和码间干扰（CDI）。我们将深入剖析子载波的间隔、数量、星座图等关键参数如何影响OFDM系统的性能。 光通信面临的挑战： 紧接着，本书将分析光通信系统固有的挑战，这些挑战对OFDM技术的应用提出了特殊要求。我们将详细讨论： 色散（Dispersion）： 包括群速度色散（GVD）和偏振模色散（PMD），它们会导致信号展宽和失真，严重影响传输速率和距离。 非线性效应（Nonlinearity）： 例如自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）和四波混频（FWM），这些效应在光纤中非常显著，会引入额外的相位噪声和信号失真，尤其在高功率传输下。 光信噪比（Optical SNR）和接收机灵敏度： 与电子通信不同，光信号的噪声来源更为复杂，对接收机的灵敏度要求极高。 激光器的线宽和相位噪声： 窄线宽激光器对于OFDM的相位精度至关重要，线宽和相位噪声会直接影响子载波的解调。 相干接收技术： 相干接收是实现OFDM光通信的关键，本书将对其基本原理进行介绍，为后续章节铺垫。 第二部分：OFDM在光通信系统中的实现 理解了基础和挑战后，本书将重点阐述OFDM技术如何被集成到光通信系统中，以及相关的实现细节。 光OFDM发射机设计： 这一部分将详细介绍OFDM信号如何被编码、映射到子载波上，以及如何生成数字信号。重点将放在数字到模拟转换（DAC）和光调制器的选择与优化上，以满足高速、宽带的需求。我们将讨论电域OFDM（e-OFDM）和光域OFDM（o-OFDM）的架构差异，以及它们各自的优缺点。 光OFDM接收机设计： 接收端是OFDM信号恢复的关键。本书将深入探讨： 相干接收机结构： 详细分析本地振荡器（LO）激光器、耦合器、光电探测器（PD）等关键组件的作用，以及如何实现对光信号的同相（I）和正交（Q）分量进行采样。 数字信号处理（DSP）在接收端的关键作用： 这是OFDM光通信的灵魂。我们将详细解析： 同步： 包括符号同步、载波频率同步和载波相位同步。这些过程对于正确地将接收到的连续信号转换成离散的OFDM符号至关重要，尤其是相位同步，其精度直接影响OFDM系统的误码率。 信道均衡（Channel Equalization）： 专门针对光通信中的频率选择性衰落（由色散引起）和非选择性衰落（由其他因素引起）设计均衡算法。本书将介绍基于零强迫（ZF）均衡、最小均方误差（MMSE）均衡以及更高级的自适应均衡算法，重点关注如何补偿色散和非线性效应。 星座解映射和译码： 将经过均衡后的数据映射回原始的比特流。 OFDM调制格式与性能： 本章将探讨不同OFDM调制格式（如QPSK、16QAM、64QAM等）在光通信中的适用性，以及如何在提高数据速率和保持低误码率之间取得平衡。我们还将分析这些调制格式对激光器线宽、DSP复杂度和接收机灵敏度的要求。 第三部分：OFDM在光通信系统中的性能优化与高级主题 掌握了基本实现后，本书将进一步探讨如何优化OFDM光通信系统的性能，并介绍一些前沿研究方向。 抗色散与非线性效应的OFDM技术： 频域均衡（Frequency Domain Equalization, FDE）： 结合FFT/IFFT的计算特性，实现高效的信道均衡。 时域均衡（Time Domain Equalization, TDE）： 处理OFDM的循环前缀（CP）并补偿部分非线性效应。 高级均衡算法： 引入判决反馈均衡（DFE）、盲均衡等技术，以应对复杂信道环境。 基于DSP的非线性补偿： 详细介绍如何利用DSP算法（如后向传播算法BPA，或者基于机器学习的方法）来逆转光纤中的非线性效应，这是实现超高速、超长距离传输的关键。 子载波间隔和数量的优化： 分析不同子载波配置对色散补偿能力、频谱效率和CP开销的影响。 OFDM与其他光通信技术的融合： OFDM与WDM（波分复用）的结合： 探讨如何将OFDM技术应用于单个波长通道，以实现更灵活的带宽分配和更高的单通道速率，与WDM形成协同效应，构建超大容量的光网络。 OFDM与其他调制格式的比较： 例如，与相干单边带（SSB）调制、PAM（脉冲幅度调制）等技术的性能对比，分析OFDM的优势和劣势。 OFDM的先进应用与前沿研究： 可见光通信（VLC）中的OFDM： 探讨OFDM技术在LED照明作为光源的通信系统中的应用，分析其特点和优势。 自由空间光通信（FSOC）中的OFDM： 分析OFDM在不受光纤限制的通信环境中的适用性，以及如何应对大气扰动等挑战。 软件定义光网络（SDON）中的OFDM： 探讨OFDM的灵活性如何与SDON的动态资源分配和网络管理相结合。 机器学习与AI在OFDM光通信中的应用： 介绍如何利用机器学习技术来优化OFDM的参数配置、信道均衡算法、非线性补偿以及故障预测等。 本书的特色与价值： 《光通信中的OFDM》致力于提供一种高度实践导向的学习体验。书中不仅会深入剖析理论，还会通过大量的仿真分析和理论推导来加深读者的理解。对于复杂的DSP算法，本书将提供清晰的流程图和伪代码，方便读者自行实现。 本书适合谁？ 高校研究生和博士生： 正在进行光通信、信号处理、通信工程等相关领域研究的学生，需要深入理解OFDM技术。 光通信工程师和研发人员： 需要掌握OFDM技术以设计、优化和部署下一代光通信系统。 对前沿通信技术感兴趣的科研人员： 希望了解OFDM在光通信领域的最新发展和未来趋势。 具备一定信号处理和通信基础的读者： 能够更有效地吸收本书内容。 通过阅读《光通信中的OFDM》，读者将能够： 全面掌握OFDM技术在光通信中的核心原理与实现细节。 深刻理解OFDM技术如何解决光通信面临的各种挑战。 学会设计和优化OFDM光通信系统的关键参数。 了解OFDM技术的最新发展动态和未来研究方向。 具备将OFDM技术应用于实际光通信系统设计的能力。 总而言之，《光通信中的OFDM》将是一本不可或缺的参考书，它将引领读者穿越OFDM技术的迷人世界，为构建更高效、更智能、更强大的未来光通信网络贡献力量。

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这本书在理论基础的铺陈上展现出了极高的水准和严谨性。它并非只是简单罗列公式和定义，而是将光通信领域的许多前沿概念，通过坚实的数学物理基础进行层层递进的阐述。我注意到作者在介绍某些关键性能指标的推导时，并没有急于跳到结论，而是花了大量的篇幅来解释背后的物理意义和工程限制，这对于真正想深入理解原理的读者来说，是无价的。例如，对于噪声模型的建立和处理，书中用了相当大的篇幅进行建模和仿真验证的对比分析，这种深度剖析，远超出了我以往接触的一些入门级资料所能提供的广度与深度。它强迫你慢下来，去思考“为什么是这样”，而不是简单地“记住这个公式”，这种治学态度，是衡量一本优秀技术著作的关键标准。

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我发现这本书在案例分析和实际应用部分的详尽程度，是其区别于市场上其他同类书籍的最大亮点之一。它没有停留在抽象的理论层面空谈，而是紧密结合当前光网络部署中的实际瓶颈和正在探索的方向。比如，对于特定调制格式在超高码率传输中的实际性能衰减，书中提供了多个不同实验环境下的数据对比，这些数据看起来像是从真实实验台架上直接截取下来的，极具参考价值。对于工程设计人员而言，这种“实战经验”的分享比单纯的理论推导更有指导意义，它能帮助我们预判在将理论模型应用于实际产品开发过程中可能遇到的陷阱。这种理论与实践的无缝对接，让这本书的实用价值直线飙升，不再是象牙塔里的理论之作。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，那种沉稳又不失科技感的封面，初次拿到手里，就感觉不是一本普通的教科书。内页的纸张选择也颇为讲究，触感细腻，长时间阅读也不会感到刺眼。更值得称道的是，排版布局非常人性化，字体大小和行间距的拿捏恰到好处，即便是初次接触这个领域的读者，也能轻松地进入阅读状态。我尤其欣赏作者在图表绘制上的用心，那些复杂的系统框图和数学模型推导过程，被清晰直观地呈现出来，不像有些技术书籍，图示晦涩难懂，让人望而却步。阅读体验的舒适度，很大程度上决定了一本书能否被真正“读进去”，而这本书在这方面无疑是下足了功夫。它不仅仅是一份知识的载体，更像是一个精心准备的学习伙伴，让人在沉浸知识海洋的同时，也能享受到阅读的愉悦感。这种对细节的关注，体现了出版方和作者对读者的尊重，值得称赞。

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从文献引用和参考资料的丰富性来看，这本书的学术背景非常扎实，这无疑为其权威性增添了砝码。我注意到作者引用了大量近期的顶级期刊和会议论文，这说明编写团队对光通信领域的最新进展保持着高度的敏感性。在讨论一些前沿技术的局限性时，书中往往会清晰地指出目前研究的空白点和未来可能的研究方向，这种前瞻性视角，极大地激发了读者的探索欲和研究兴趣。它不仅仅是在传授已有的知识，更像是在为下一代科研工作者指引航向。阅读过程中，我多次被提示去查阅某某重要的原始论文，这种开放式的学习引导，比生硬的结论灌输要有效得多，体现了作者希望读者能真正走进科学前沿的诚意。

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这本书的叙事逻辑和知识的组织结构安排得极为巧妙，体现了作者深厚的教学功底。章节间的过渡自然流畅，知识点并非孤立存在，而是相互关联，形成一个完整的知识体系网。对于初学者来说，如果按照书的顺序一步步学习，会感觉知识的积累是阶梯式的，每进一步都能站在一个更高的平台上审视之前学过的内容，从而形成深刻的理解。而对于有一定基础的读者，可以直接跳转到自己感兴趣的章节进行深入研究，书中的交叉引用设计得非常人性化，能迅速定位到相关的背景知识或后续的进阶讨论。这种“易学性”与“深度性”的完美平衡，使得这本书无论是作为教材还是作为案头参考书，都展现出了极高的通用性。

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