國之重器出版工程 高速可見光通信芯片與應用系統
朱義君，王超
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商品描述
本書圍繞高速可見光通信專用芯片組的設計和研製工作展開，系統地介紹了可見光通信專用芯片組、標準模塊與相關應用系統，填補了國際國內還未有高速可見光通信芯片書籍這一空白。本書共分為7章，第1章介紹了可見光通信發展現狀以及高速可見光通信系統的應用需求。第2～3章主要闡述了可見光通信芯片原型系統、可見光通信芯片與模塊的具體設計和研製工作、專用芯片組包括的光電前端芯片和數字基帶芯片、面向典型應用需求研發的多款基於芯片組的標準模塊。第4～7章，基於所研發的芯片組和標準模塊，針對典型應用場景的需求，理論與實踐充分結合，詳細介紹了室內高速可見光通信系統、信息安全導入系統、拓展距離可見光通信系統以及典型行業應用。
本書的主體內容為本團隊最新的科研成果，也借鑒和吸納了國際國內其他科研工作者的學術成果。本書可供信息與通信工程、光學工程、光電材料等領域的科研人員、工程技術人員以及普通高等院校的教師、研究生閱讀參考。
作者簡介
朱义君
信息工程大学教授、博士生导师，长期致力于可见光通信关键技术的研究与应用系统的研制，以项目负责人等身份承担国家自然科学基金、省市重大科技专项科研项目10余项。具体负责设计并实现的50 Gbit/s超高速可见光通信系统通过工业和信息化部测试，在LED可见光通信实时传输速率等方面达到世界领先水平；负责设计并研制了全球首款可见光通信专用芯片组，解决了多类型光源高效驱动、低噪声宽带放大、高灵敏度光电检测、低复杂度调制解调、阵列复用等可见光通信技术的芯片化问题，为可见光通信的规模应用奠定了基础。新华社对相关研究成果播发通稿，100余家国内外媒体广泛报道。申请可见光通信相关国家发明专利120余项，发表SCI检索论文40余篇。
王超
信息工程大学讲师，主要从事可见光通信技术的研究。以主要作者身份起草和发布国家可见光通信标准2项、可见光通信标准化白皮书1份，申请可见光通信相关国家专利30余项，发表SCI检索论文10余篇。
目錄大綱
第 1章 緒 論 001
1.1 可見光通信技術簡介 002
1.2 可見光通信研究發展現狀 005
1.2.1 基礎理論研究現狀 005
1.2.2 應用系統發展現狀 008
1.3 本書組織結構 011
1.4 小結 013
參考文獻 013
第 2章 可見光通信芯片原型系統 017
2.1 引言 018
2.2 可見光通信芯片工作原理及設計目標 019
2.3 可見光通信芯片原型設計實現 022
2.3.1 可見光通信芯片原型系統結構 022
2.3.2 數字基帶芯片原型設計實現 022
2.3.3 光電前端芯片原型設計實現 025
2.3.4 光電前端預均衡網絡設計實現 029
2.4 可見光通信芯片原型測試驗證 031
2.4.1 測試內容 031
2.4.2 測試條件及儀器 031
2.4.3 測試結果 032
2.5 小結 035
參考文獻 035
第3章 可見光通信芯片與模塊 039
3.1 引言 040
3.2 數字基帶芯片 042
3.2.1 概述 042
3.2.2 管腳排布和管腳描述 043
3.2.3 芯片的工作環境特性 046
3.2.4 上電順序和上電時序說明 046
3.2.5 封裝 046
3.3 光電前端芯片 047
3.3.1 概述 047
3.3.2 管腳排布和管腳描述 049
3.3.3 額定工作範圍 051
3.3.4 工作條件 052
3.3.5 直流特性 052
3.3.6 電氣規格 052
3.3.7 封裝 054
3.4 芯片典型應用電路 054
3.4.1 數字基帶芯片典型應用電路 054
3.4.2 光電前端芯片典型應用電路 063
3.5 芯片功能評估板 065
3.5.1 概述 065
3.5.2 評估功能 065
3.6 可見光通信標準模塊 066
3.6.1 近距離吉比特傳輸模塊 067
3.6.2 中距離百兆傳輸模塊 068
3.6.3 遠距離兆級傳輸模塊 069
3.6.4 基於芯片組的塑料光纖驅動模塊 071
3.7 小結 073
參考文獻 073
第4章 室內高速可見光通信系統 077
4.1 引言 078
4.2 室內高速可見光通信需求 078
4.3 家庭可見光高速上網系統 080
4.3.1 可見光多模燈系統 081
4.3.2 可見光台燈系統 084
4.3.3 可見光雲VR系統 086
4.4 公共場所可見光高速上網系統 087
4.5 辦公場所可見光安全網絡系統 090
4.6 小結 095
參考文獻 095
第5章 高速可見光信息安全導入系統 099
5.1 引言 100
5.2 信息安全導入設備的研發背景與意義 100
5.2.1 國外研究現狀 101
5.2.2 國內研究現狀 101
5.2.3 研究意義 102
5.3 可見光單向信息安全傳輸設備 103
5.3.1 信息安全導入系統原理 103
5.3.2 關鍵技術與實現途徑 105
5.3.3 機箱式可見光單向安全傳輸設備 113
5.3.4 分離式可見光單向安全傳輸設備 114
5.3.5 桌面式可見光單向安全傳輸設備 114
5.3.6 U盤單向導入式可見光傳輸設備 115
5.4 系統安全性分析 117
5.4.1 光盤導入數據的安全性分析 117
5.4.2 可見光單向通信安全分析 121
5.5 系統綜合認證測試 123
5.5.1 系統傳輸性能測試 124
5.5.2 環境適應性及電磁兼容性測試 126
5.6 小結 128
參考文獻 129
第6章 拓展距離可見光通信系統 133
6.1 引言 134
6.2 水下中遠距離可見光通信系統 134
6.2.1 水下中遠距離系統組成 136
6.2.2 LED光學系統設計與分析 137
6.2.3 水下雙指數通道模型 138
6.2.4 光子計數SPAD接收機模型 139
6.2.5 SPAD接收機最大似然檢測 140
6.2.6 性能模擬 141
6.3 室外中遠距離可見光通信系統 149
6.3.1 室外中遠距離可見光通信需求 149
6.3.2 基於LED指示燈的中遠距離通信系統 150
6.3.3 基於照明燈的中遠距離實驗系統 167
6.4 小結 169
參考文獻 169
第7章 可見光通信典型行業應用 173
7.1 引言 174
7.2 可見光短距離互聯系統 174
7.2.1 可見光短距離互聯系統原理 174
7.2.2 可見光短距離互聯典型應用 177
7.3 可見光安全支付系統 181
7.3.1 可見光安全支付系統原理 181
7.3.2 可見光安全支付典型應用 183
7.4 可見光通信位置服務系統 186
7.4.1 可見光通信位置服務系統原理 186
7.4.2 可見光通信位置服務典型應用 188
7.5 可見光無纜化通信系統 191
7.5.1 可見光無纜化通信系統原理 191
7.5.2 可見光無纜化通信典型應用 192
7.6 地下可見光通信系統 195
7.6.1 地下可見光通信系統原理 195
7.6.2 地下可見光通信典型應用 198
7.7 小結 200
參考文獻 200
中英文對照表 203
名詞索引 209
