ROF光载无线通信：从理论到前沿
作者简介
Xavier Fernando是加拿大瑞尔森大学教授，担任瑞尔森通信实验室主任。他就读于卡里加里大学的非盈利性通信研究机构TRLabs，并于2001年获得博士学位。作为光载无线通信系统相关研究的先驱，他在就读博士期间，第一个从事了适应性数字信号处理（DSP）技术在光纤-无线（Fi-Wi）系统的应用方面的研究，并因此获得加拿大最佳论文奖和美国专利。他于2001年受聘瑞尔森大学，在任职早期，建立了瑞尔森通信实验室。
Xavier在ROF非线性的信号处理，微波光子学滤波器设计等Fi-wi系统研究领域前沿发表多篇文献。他在该领域的研究获得多个重要基金支持。Xavier作为著者和参著者发表100余篇文献，并拥有两个专利。他也是《WEBOK（无线工程知识体系指南）》的参著者。
Xavier曾是IEEE COMSOC教育委员会工作小组无线通信领域的…
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Xavier Fernando是加拿大瑞尔森大学教授，担任瑞尔森通信实验室主任。他就读于卡里加里大学的非盈利性通信研究机构TRLabs，并于2001年获得博士学位。作为光载无线通信系统相关研究的先驱，他在就读博士期间，第一个从事了适应性数字信号处理（DSP）技术在光纤-无线（Fi-Wi）系统的应用方面的研究，并因此获得加拿大最佳论文奖和美国专利。他于2001年受聘瑞尔森大学，在任职早期，建立了瑞尔森通信实验室。
Xavier在ROF非线性的信号处理，微波光子学滤波器设计等Fi-wi系统研究领域前沿发表多篇文献。他在该领域的研究获得多个重要基金支持。Xavier作为著者和参著者发表100余篇文献，并拥有两个专利。他也是《WEBOK（无线工程知识体系指南）》的参著者。
Xavier曾是IEEE COMSOC教育委员会工作小组无线通信领域的…
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本书对光载无线（ROF）通信系统进行了详细的研究，在光学和无线通信领域间架设了一座桥梁。主要内容包括链路元件的基本特性、功率分配基本计算、ROF链路的噪声情况分析、多载波ROF系统分析和Fi-Wi信道的数字信号处理技术等，并对无线通信的历史和未来系统的发展方向做了回顾和展望。本书适合通信专业的研究生、现场工程师以及无线系统设计师、学生和研究者阅读。
目录
译者序
原书序
原书前言
致谢
作者简介
1 引言
1.1 动机
1.1.1 ROF系统
1.1.2 毫米波段ROF
1.1.3 服务特殊区域
1.1.4 对现有光纤的增值使用
1.1.5 微波光子学的优势
1.1.6 动态系统升级
1.2 基础Fi-Wi系统架构
1.2.1 两种调制类型
1.3 主要课题
1.4 其他光纤-支线方案
1.4.1 数字化ROF
1.4.2 光纤中频通信
1.5 本书结构
2 Fi-Wi核心链路组件
2.1 RF-光调制
2.1.1 直接强度调制和激光器二极管
2.1.2 外强度调制
2.2 光纤信道
2.2.1 衰减
2.2.2 多模光纤ROF
2.2.3 单模光纤ROF
2.2.4 干涉噪声
2.3 光接收器
2.3.1 光探测器
2.3.2 量子效率与带宽
2.4 基带RF调制技术简述
2.4.1 相移键控
2.4.2 幅移键控
2.4.3 正交幅度调制
2.5 无线信道
2.5.1 室内传播模型
2.5.2 室外传播模型
2.5.3 路径-损耗模型
2.5.4 多径传播和衰落
3 链路功率分配和积累SNR
3.1 引论
3.2 系统描述
3.3 光学SNR
3.3.1 差分噪声域对OSNR的影响
3.4 积累SNR
3.4.1 同比无线和光链路噪声功率
3.5 RAP设计思想
3.5.1 光接收放大器增益
3.5.2 小区覆盖面积
4 相关强度噪声的改良表示
4.1 基础
4.2 ROF链路中的基本噪声处理
4.2.1 闪粒噪声
4.2.2 相关强度噪声
4.3 信号噪声比
4.4 定量评估和讨论
4.4.1 SCM ROF系统本底噪声的提高
4.5 总结
5 子载波复用ROF下行链路
5.1 引论
5.1.1 背景
5.2 ROF下行链路信道
5.2.1 高阶项
5.3 无线下行链路信道
5.4 定量评估和讨论
6 子载波复用ROF上行链路
6.1 无线上行链路信道
6.2 ROF上行链路信道
6.2.1 非线性失真
6.2.2 高阶项
6.3 信号失真、交调，噪声比
6.4 定量评估和讨论
6.5 总结
7 外调制ROF链路
7.1 Mach-Zehnder调制器
7.1.1 MZI原理
7.2 电吸收调制
7.3 反射型半导体光放大器
7.4 MZI偏置电压的优化
7.4.1 最大RF增益
7.4.2 最小噪声特征
7.4.3 最大无杂散动态范围
7.4.4 优点的总特性
7.5 MZI的子载波复用
8 ROF链路非线性的DSP模型
8.1 引论
8.1.1 线性动态范围的要求
8.1.2 相位非线性
8.2 减小NLD的各种方法
8.2.1 动态增益控制器和衰减器
8.2.2 确定的光电子学方案
8.2.3 一些新技术
8.3 DSP方法
8.3.1 对光子频率失真的基带补偿
8.4 针对非线性系统的DSP基础
8.4.1 Volterra级数模型
8.4.2 离散时域问题
8.5 通频带复非线性系统的基带表示
8.6 Fi-Wi链路的非线性模型
9 ROF链路非线性的自适应补偿
9.1 ROF链路的自适应模型
9.1.1 Volterra核优化
9.1.2 滤波阶数和存储
9.1.3 实例研究
9.2 非对称补偿
9.2.1 预补偿与后验补偿
9.2.2 非对称补偿的共性
9.2.3 自适应DSP补偿的实例研究
9.2.4 查询表与自适应滤波补偿
9.3 总结
10 Fi-Wi信道的联合估计
10.1 Fi-Wi链路的Wiener和Hammerstein系统模型
10.2 Fi-Wi信道估计
10.2.1 输入/输出相关法
10.2.2 线性部分估计
10.2.3 非线性部分估计
10.3 实例研究
10.3.1 线性系统识别
10.3.2 非线性系统识别
10.4 总结
11 Fi-wi信道的联合均衡
11.1 无线信道的均衡
11.1.1 非线性增强型判决反馈均衡器
11.1.2 Hammerstein型DFE（HDFE）
11.1.3 振幅和时域处理
11.2 多项式滤波器参数优化
11.2.1 直接生成逆多项式
11.3 线性滤波器参数优化
11.3.1 模型描述
11.3.2 参数优化
11.4 总结
12 Hammerstein型DFE的性能评估
12.1 多项式滤波器评估
12.1.1 时间色散的非线性变换
12.1.2 逆多项式变换
12.1.3 多项式滤波器误差的期待
12.2 线性滤波器评估
12.2.1 无限长结果
12.2.2 有限长结果
12.3 实例研究
12.3.1 多项式滤波器的均方误差
12.3.2 线性滤波器的均方误差
12.3.3 HDFE的BER性能
12.4 总结
13 多用户CDMA Fi-Wi系统
13.1 多用户Fi-Wi上行链路模型
13.2 相关关系
13.2.1 一般的输入-输出相关性
13.2.2 多用户情况的输入核相关性
13.3 ROF信道估计
13.4 实例研究
13.4.1 仿真参数
13.4.2 无线信道识别
13.4.3 光纤链路识别
13.5 Fi-Wi上行链路均衡
13.5.1 无线信道均衡
13.5.2 利用级数反演进行线性化
13.6 均衡：仿真结果和讨论
13.7 总结
14 4G、5G，以及无线OFDM网络的Fi-Wi
14.1 蜂窝通信系统简史
14.1.1 世界范围互通性微波接入
14.1.2 长期演进
14.2 无线接入方案
14.2.1 正交频分复用接入
14.3 减小峰值-平均功率比的技术
14.4 OFDM ROF系统进化
14.4.1 自适应调制技术
14.4.2 实例研究
14.5 OFDMA和CDMA的融合
14.6 总结
参考文献
缩略语表
^ 收 起
译者序
原书序
原书前言
致谢
作者简介
1 引言
1.1 动机
1.1.1 ROF系统
1.1.2 毫米波段ROF
1.1.3 服务特殊区域
1.1.4 对现有光纤的增值使用
1.1.5 微波光子学的优势
1.1.6 动态系统升级
1.2 基础Fi-Wi系统架构
1.2.1 两种调制类型
1.3 主要课题
1.4 其他光纤-支线方案
1.4.1 数字化ROF
1.4.2 光纤中频通信
1.5 本书结构
2 Fi-Wi核心链路组件
2.1 RF-光调制
2.1.1 直接强度调制和激光器二极管
2.1.2 外强度调制
2.2 光纤信道
2.2.1 衰减
2.2.2 多模光纤ROF
2.2.3 单模光纤ROF
2.2.4 干涉噪声
2.3 光接收器
2.3.1 光探测器
2.3.2 量子效率与带宽
2.4 基带RF调制技术简述
2.4.1 相移键控
2.4.2 幅移键控
2.4.3 正交幅度调制
2.5 无线信道
2.5.1 室内传播模型
2.5.2 室外传播模型
2.5.3 路径-损耗模型
2.5.4 多径传播和衰落
3 链路功率分配和积累SNR
3.1 引论
3.2 系统描述
3.3 光学SNR
3.3.1 差分噪声域对OSNR的影响
3.4 积累SNR
3.4.1 同比无线和光链路噪声功率
3.5 RAP设计思想
3.5.1 光接收放大器增益
3.5.2 小区覆盖面积
4 相关强度噪声的改良表示
4.1 基础
4.2 ROF链路中的基本噪声处理
4.2.1 闪粒噪声
4.2.2 相关强度噪声
4.3 信号噪声比
4.4 定量评估和讨论
4.4.1 SCM ROF系统本底噪声的提高
4.5 总结
5 子载波复用ROF下行链路
5.1 引论
5.1.1 背景
5.2 ROF下行链路信道
5.2.1 高阶项
5.3 无线下行链路信道
5.4 定量评估和讨论
6 子载波复用ROF上行链路
6.1 无线上行链路信道
6.2 ROF上行链路信道
6.2.1 非线性失真
6.2.2 高阶项
6.3 信号失真、交调，噪声比
6.4 定量评估和讨论
6.5 总结
7 外调制ROF链路
7.1 Mach-Zehnder调制器
7.1.1 MZI原理
7.2 电吸收调制
7.3 反射型半导体光放大器
7.4 MZI偏置电压的优化
7.4.1 最大RF增益
7.4.2 最小噪声特征
7.4.3 最大无杂散动态范围
7.4.4 优点的总特性
7.5 MZI的子载波复用
8 ROF链路非线性的DSP模型
8.1 引论
8.1.1 线性动态范围的要求
8.1.2 相位非线性
8.2 减小NLD的各种方法
8.2.1 动态增益控制器和衰减器
8.2.2 确定的光电子学方案
8.2.3 一些新技术
8.3 DSP方法
8.3.1 对光子频率失真的基带补偿
8.4 针对非线性系统的DSP基础
8.4.1 Volterra级数模型
8.4.2 离散时域问题
8.5 通频带复非线性系统的基带表示
8.6 Fi-Wi链路的非线性模型
9 ROF链路非线性的自适应补偿
9.1 ROF链路的自适应模型
9.1.1 Volterra核优化
9.1.2 滤波阶数和存储
9.1.3 实例研究
9.2 非对称补偿
9.2.1 预补偿与后验补偿
9.2.2 非对称补偿的共性
9.2.3 自适应DSP补偿的实例研究
9.2.4 查询表与自适应滤波补偿
9.3 总结
10 Fi-Wi信道的联合估计
10.1 Fi-Wi链路的Wiener和Hammerstein系统模型
10.2 Fi-Wi信道估计
10.2.1 输入/输出相关法
10.2.2 线性部分估计
10.2.3 非线性部分估计
10.3 实例研究
10.3.1 线性系统识别
10.3.2 非线性系统识别
10.4 总结
11 Fi-wi信道的联合均衡
11.1 无线信道的均衡
11.1.1 非线性增强型判决反馈均衡器
11.1.2 Hammerstein型DFE（HDFE）
11.1.3 振幅和时域处理
11.2 多项式滤波器参数优化
11.2.1 直接生成逆多项式
11.3 线性滤波器参数优化
11.3.1 模型描述
11.3.2 参数优化
11.4 总结
12 Hammerstein型DFE的性能评估
12.1 多项式滤波器评估
12.1.1 时间色散的非线性变换
12.1.2 逆多项式变换
12.1.3 多项式滤波器误差的期待
12.2 线性滤波器评估
12.2.1 无限长结果
12.2.2 有限长结果
12.3 实例研究
12.3.1 多项式滤波器的均方误差
12.3.2 线性滤波器的均方误差
12.3.3 HDFE的BER性能
12.4 总结
13 多用户CDMA Fi-Wi系统
13.1 多用户Fi-Wi上行链路模型
13.2 相关关系
13.2.1 一般的输入-输出相关性
13.2.2 多用户情况的输入核相关性
13.3 ROF信道估计
13.4 实例研究
13.4.1 仿真参数
13.4.2 无线信道识别
13.4.3 光纤链路识别
13.5 Fi-Wi上行链路均衡
13.5.1 无线信道均衡
13.5.2 利用级数反演进行线性化
13.6 均衡：仿真结果和讨论
13.7 总结
14 4G、5G，以及无线OFDM网络的Fi-Wi
14.1 蜂窝通信系统简史
14.1.1 世界范围互通性微波接入
14.1.2 长期演进
14.2 无线接入方案
14.2.1 正交频分复用接入
14.3 减小峰值-平均功率比的技术
14.4 OFDM ROF系统进化
14.4.1 自适应调制技术
14.4.2 实例研究
14.5 OFDMA和CDMA的融合
14.6 总结
参考文献
缩略语表
^ 收 起
作者简介
Xavier Fernando是加拿大瑞尔森大学教授，担任瑞尔森通信实验室主任。他就读于卡里加里大学的非盈利性通信研究机构TRLabs，并于2001年获得博士学位。作为光载无线通信系统相关研究的先驱，他在就读博士期间，第一个从事了适应性数字信号处理（DSP）技术在光纤-无线（Fi-Wi）系统的应用方面的研究，并因此获得加拿大最佳论文奖和美国专利。他于2001年受聘瑞尔森大学，在任职早期，建立了瑞尔森通信实验室。
Xavier在ROF非线性的信号处理，微波光子学滤波器设计等Fi-wi系统研究领域前沿发表多篇文献。他在该领域的研究获得多个重要基金支持。Xavier作为著者和参著者发表100余篇文献，并拥有两个专利。他也是《WEBOK（无线工程知识体系指南）》的参著者。
Xavier曾是IEEE COMSOC教育委员会工作小组无线通信领域的组员。他曾荣获多项殊荣，包括2010年度IEEE微波理论和技术协会奖，2009年度Sarnoff研讨会奖，2003年度加拿大光电最佳海报奖，和2001年度CCECE最佳论文奖。他受邀在世界上进行过多场演讲和讲座。他也是ABET认证的评估员和IEEE加拿大电子和计算机工程学会（CCSCE2014）的主席。他也曾在2010～2011年度担任瑞尔森委员会成员以及2012～2013年度的IEEE多伦多分会主席职务。
^ 收 起
Xavier Fernando是加拿大瑞尔森大学教授，担任瑞尔森通信实验室主任。他就读于卡里加里大学的非盈利性通信研究机构TRLabs，并于2001年获得博士学位。作为光载无线通信系统相关研究的先驱，他在就读博士期间，第一个从事了适应性数字信号处理（DSP）技术在光纤-无线（Fi-Wi）系统的应用方面的研究，并因此获得加拿大最佳论文奖和美国专利。他于2001年受聘瑞尔森大学，在任职早期，建立了瑞尔森通信实验室。
Xavier在ROF非线性的信号处理，微波光子学滤波器设计等Fi-wi系统研究领域前沿发表多篇文献。他在该领域的研究获得多个重要基金支持。Xavier作为著者和参著者发表100余篇文献，并拥有两个专利。他也是《WEBOK（无线工程知识体系指南）》的参著者。
Xavier曾是IEEE COMSOC教育委员会工作小组无线通信领域的组员。他曾荣获多项殊荣，包括2010年度IEEE微波理论和技术协会奖，2009年度Sarnoff研讨会奖，2003年度加拿大光电最佳海报奖，和2001年度CCECE最佳论文奖。他受邀在世界上进行过多场演讲和讲座。他也是ABET认证的评估员和IEEE加拿大电子和计算机工程学会（CCSCE2014）的主席。他也曾在2010～2011年度担任瑞尔森委员会成员以及2012～2013年度的IEEE多伦多分会主席职务。
^ 收 起
本书对光载无线（ROF）通信系统进行了详细的研究，在光学和无线通信领域间架设了一座桥梁。主要内容包括链路元件的基本特性、功率分配基本计算、ROF链路的噪声情况分析、多载波ROF系统分析和Fi-Wi信道的数字信号处理技术等，并对无线通信的历史和未来系统的发展方向做了回顾和展望。本书适合通信专业的研究生、现场工程师以及无线系统设计师、学生和研究者阅读。
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