遲楠 復旦大學教授、博士生導師。國家傑出青年科學基金獲得者，美國光學學會會士（OSA Fellow）。擔任中國光學學會纖維光學與集成光學專委會常委委員，中國通信學會光通信專委會委員，中國電子學會光通信與光網絡專委會委員。先後獲得*新世紀優秀人纔、上海市曙光學者、上海市十大IT 新銳和上海市三八紅旗手稱號。長期從事高速光通信和高速可見光通信方面的研究，主要研究高譜效率多維多階光調制技術和數字信號處理技術。共發表SCI論文260餘篇（其中4篇ESI高被引論文），SCI累計他引2400餘次，Google Scholar引用7300餘次。出版專著5部。申請專利37項（其中18項已被授權）。5次擔任光通信國際會議主席，近5年應邀在國際會議作大會主題報告2次，特邀報告30餘次。獲*自然科學獎二等獎、中國產學研合作創新成果獎一等獎、中國國際工業博覽會創新獎等。 賀鋒濤 西安郵電大學副教授、碩士生導師，陝西省電子學會理事，中國民主同盟盟員。2004年7月於中國科學院西安光學精密機械研究所取得博士學位，主要從事物理光學、光電子學教學工作。研究方向有：無線光通信、激光高分辨成像、高密度光存儲技術等。近年來先後主持中船重工705研究所“高速水下無線激光通信信息平臺研究”、中國科學院西安光學精密機械研究所“高分辨硅光子器件顯微成像耦合繫統”等項目。先後在Chinese Optics?Letters、Optics Express和《物理學報》《光子學報》《紅外與激光工程》等刊物上發表研究論文30餘篇，SCI、EI收錄20餘篇，申請專利3項。 段作梁 西安郵電大學副研究員。主要研究方向有：光學圖像識別技術、超快光子學、高功率寬譜白激光產生技術、阿秒脈衝的產生與測量技術、水下無線光信號傳輸技術等。2005年8月—2006年5月在美國堪薩斯州立大學做訪問學者，開展阿秒脈衝產生與測量技術的實驗和理論研究。已在The European Physics Journal D、Physical Review E、Optics Express、Chinese Physics、《物理學報》和《中國激光》等刊物上發表論文10多篇，申請發明專利4項。

第1章 概述001

1.1引言002

1.2國際國內研究現狀004

1.3水下可見光通信繫統結構006

1.4本章小結007

參考文獻007

第2章 水下信道建模011

2.1海水的吸收和散射特性012

2.1.1海水的固有光學特性013

2.1.2海水信道的光學吸收特性013

2.1.3海水信道的光學散射特性020

2.1.4海水信道的總衰減特性023

2.2海水信道光傳輸散射特性的蒙特卡洛模擬024

2.2.1海水信道中的光傳輸散射效應025

2.2.2海水信道的光傳輸散射相位函數027

2.2.3海水信道中光傳輸散射特性的蒙特卡洛仿真028

2.3基於蒙特卡洛統計方法的水下傳輸時域展寬特性033

2.3.1光信號在水下傳輸的時域特性分析033

2.3.2光脈衝信號在水下傳輸的時域展寬模型038

2.4水下無線光通信空域光斑擴展模型分析043

2.5水下LED無線光信號傳輸模型及實驗分析043

2.6本章小結045

參考文獻046

第3章LED發射光學繫統049

3.1非成像光學理論基礎050

3.1.1非成像光學050

3.1.2非成像光學的發展051

3.1.3非成像光學繫統051

3.1.4光學擴展量理論052

3.2非成像光學設計方法055

3.3LED發射準直光學設計058

3.3.1LED光學特性058

3.3.2發射準直天線設計061

3.4本章小結066

參考文獻066

第4章LED光學接收、探測及處理繫統069

4.1LED接收機結構概述070

4.2LED接收光學天線特性分析071

4.2.1菲涅耳接收透鏡071

4.2.2復合拋物面聚光器079

4.3高靈敏單光子探測及處理技術083

4.3.1高靈敏單光子探測器083

4.3.2單光子探測面臨的主要問題090

4.3.3單光子信號檢測技術091

4.4水密封艙體結構092

4.5本章小結093

參考文獻093

第5章水下高速光通信調制方式095

5.1高速高譜效率調制的實現途徑096

5.2單載波調制技術098

5.2.1通斷鍵控098

5.2.2無載波幅度相位調制100

5.3多載波調制技術106

5.3.1正交頻分復用技術調制與解調原理107

5.3.2離散多音頻調制114

5.3.3DFT-S OFDM調制115

5.3.4水下實驗121

5.4幾何整形127

5.4.1幾何整形8-QAM128

5.4.2幾何整形16-QAM130

5.4.3應用132

5.5概率整形134

5.5.1麥克斯韋 玻爾茲曼分布135

5.5.2歸一化廣義互信息136

5.5.3概率幅度整形138

5.5.4實際應用139

5.6本章小結142

參考文獻142

第6章水下光通信非線性均衡技術145

6.1基於Volterra級數的非線性均衡146

6.2基於多項式的非線性均衡148

6.3基於非線性自適應濾波器的水下可見光通信實驗149

6.4本章小結151

參考文獻153

第7章水下MIMO光通信技術155

7.1多輸入單輸出繫統156

7.1.1等概率預編碼PAM7調制的2×1 MISO水下可見光通信繫統156

7.1.2利用DBSCAN的機器學習算法增強PAM7 MISO UVLC繫統性能161

7.2單輸入多輸出繫統168

7.2.1采用等增益合並技術集成PIN陣列的水下可見光通信繫統168

7.2.2基於接收比合並的多PIN高速水下可見光通信繫統174

7.3多輸入多輸出繫統181

7.3.1基於簡化空時分組編碼技術的可見光MIMO傳輸實驗182

7.3.2基於雙邊帶獨立信號非線性串擾消除算法的光纖大容量傳輸實驗186

7.3.3疊加編碼在MIMO VLC繫統中的技術研究192

7.4本章小結198

參考文獻199

第8章水下可見光通信的機器學習算法201

8.1基於無監督的聚類算法202

8.1.1K-Means算法202

8.1.2DBSCAN算法210

8.1.3高斯混合模型217

8.2基於有監督的支持向量機算法224

8.2.1支持向量機原理224

8.2.2基於支持向量機的多頻帶CAP VLC繫統相位估計新方案225

8.2.3基於支持向量機的車輛照明多路訪問互聯網幾何星座分類的

機器學習方案227

8.3基於神經網絡的算法229

8.3.1神經網絡的原理229

8.3.2函數連接人工神經網絡在水下可見光通信繫統中的應用230

8.3.3深度神經網絡在可見光通信繫統信道估計中的應用236

8.3.4高斯核深度神經網絡在水下可見光通信繫統中的應用245

8.4本章小結256

參考文獻256

中英文對照表261

名詞索引265