国之重器出版工程·可见光通信关键技术系列可见光通信专用集成电路及实时系统/国之重器出版工程

目 录

第1章 概 述 1
1．1 可见光通信的概念及背景 2
1．2 可见光通信的技术特点 4
1．3 可见光通信系统的分类 6
1．3．1 按照LED分类 6
1．3．2 按照探测器分类 8
1．3．3 按照调制技术分类 9
1．3．4 按照实时性分类 10
1．4 可见光通信的技术发展需求 11
1．5 本章小结 13
参考文献 13
第2章 可见光通信数字端机设计 15
2．1 数字通信系统的组成 16
2．2 数字调制技术 17
2．2．1 二进制振幅键控 18
2．2．2 二进制频移键控 24
2．2．3 二进制相移键控 29
2．2．4 多进制调制 35
2．3 数字光发射机设计 38
2．3．1 系统的发送器件 39
2．3．2 半导体照明光学特性分析 41
2．3．3 可见光通信信道模型分析 44
2．3．4 可见光发射机设计案例 49
2．4 数字光接收机设计 51
2．4．1 可见光通信探测器 52
2．4．2 信号调制 55
2．4．3 可见光接收机设计案例 56
2．5 高速电路板设计技术 60
2．6 本章小结 70
参考文献 70
第3章 可见光通信模拟高速发射机集成电路设计 73
3．1 可见光通信系统中使用不同光源类型对比 74
3．2 照明与可见光通信共存的方案 75
3．2．1 降压型DC-DC转换器 76
3．2．2 数据放大电路 77
3．3 辅助调制发光二极管 78
3．3．1 预加重电路原理和带有预加重的LED调制电路 79
3．3．2 LED预加重调制驱动电路结构 80
3．4 发射集成电路设计举例 82
3．4．1 原理与设计 82
3．4．2 测试与结果分析 83
3．5 本章小结 87
参考文献 87
第4章 可见光通信接收机模拟集成电路设计 89
4．1 跨阻抗放大器 90
4．1．1 理想一阶跨阻放大器 91
4．1．2 理想二阶跨阻放大器 92
4．2 限幅放大器与输出缓冲器 93
4．2．1 限幅放大器的特性参数 94
4．2．2 级联对带宽的影响 95
4．2．3 输出缓冲级 96
4．3 宽带扩展技术 96
4．3．1 电感峰化技术 97
4．3．2 有源电感峰化技术 98
4．3．3 电容简并 100
4．3．4 零极点对消 101
4．4 自动增益控制放大器 103
4．4．1 自动增益控制放大器结构 103
4．4．2 吉尔伯特可变增益放大器 104
4．4．3 峰值检测器的工作原理 105
4．4．4 峰值检测电路 105
4．4．5 比较器 107
4．5 本章小结 108
参考文献 108
第5章 可见光通信接收机单片集成电路设计 109
5．1 硅基集成电路中的探测器 110
5．1．1 PN型光电二极管 110
5．1．2 P+ N阱 P型衬底CMOS双光电探测器 111
5．1．3 阱衬底结构光电探测器 112
5．1．4 三阱工艺的光电探测器 112
5．1．5 雪崩击穿光电探测器 113
5．1．6 雪崩击穿二极管光电探测器举例 114
5．2 差分探测器与接收机 115
5．2．1 光电集成与差分接收机 115
5．2．2 伪差分光电探测器和集成接收机 115
5．2．3 全差分光电探测器和集成接收机 116
5．2．4 全差分与伪差分接收机性能比较 117
5．3 CMOS工艺全差分接收机 120
5．3．1 协议基于P扩散 N阱和N扩散 P阱型PN结的全差分光电探测器
120
5．3．2 集成全差分光电探测器的全差分跨阻放大器 120
5．3．3 全差分限幅放大器 120
5．3．4 高带宽50 Ω输出缓冲级 122
5．3．5 基于Chartered 0．35 μm EERPOM工艺的光接收机芯片测试结果 123
5．4 本章小结 125
参考文献 126
第6章 高阶调制编码和解调解码的FPGA实现 127
6．1 基于NI平台的高阶QAM的FPGA实现 128
6．1．1 硬件方案 128
6．1．2 发射机设计 132
6．1．3 接收机设计 137
6．1．4 系统性能 139
6．2 基于FPGA的高速基带OFDM收发机的设计与实现 142
6．2．1 引言 142
6．2．2 实现方案与调试方法 142
6．2．3 基带OFDM发射机的设计与实现 145
6．2．4 基带OFDM接收机的设计与实现 149
6．2．5 调试与性能测试 153
6．3 本章小结 158
参考文献 158
第7章 可见光通信实时系统 161
7．1 可见光通信系统性能评估 162
7．2 低速可见光通信系统 165
7．2．1 可见光通信智能家居系统简介 166
7．2．2 可见光通信智能家居系统工作原理 166
7．2．3 可见光通信智能家居系统用户终端 167
7．2．4 可见光通信智能家居系统服务器 168
7．2．5 可见光通信智能家居系统调制器 168
7．2．6 可见光通信智能家居系统解调器 169
7．2．7 可见光通信智能家居系统灯具 170
7．2．8 可见光通信智能家居系统展示 170
7．3 高速可见光通信系统 171
7．3．1 LED器件调制带宽的影响机理分析 171
7．3．2 影响LED器件调制带宽的主要因素 172
7．3．3 量子阱结构及载流子分布对带宽的影响 175
7．3．4 带宽拓展技术 180
7．4 可见光通信系统的功能复用 184
7．5 可见光通信系统的应用前景 196
7．6 本章小结 198
参考文献 198
名词索引 201