前言

廣袤的海洋作為生命的發(fā)源地，覆蓋了地球三分之二的表面積，其豐富的礦物、生物資源激勵(lì)著人們不懈地探索。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們開展的水下活動(dòng)日益增多，對(duì)于高速遠(yuǎn)距離的水下無線通信的需求逐漸增加，水下無線通信在科研、商業(yè)和軍事中起到越來越重要的作用。

目前國際上主要基于聲波和射頻的水下通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)水下無線通信，然而水下聲波通信傳輸速率低，水下射頻通信由于趨膚效應(yīng)傳輸距離極短，傳輸質(zhì)量不甚理想。而由于藍(lán)綠波段的可見光在水下的損耗系數(shù)小，光載波的容量與速率很大，與水下聲波通信和水下射頻通信相比，水下可見光通信具有傳輸速率高、帶寬大、保密性好、成本低等優(yōu)勢(shì)，引起了國際研究組織的關(guān)注，具有廣闊的應(yīng)用前景。

可見光通信的概念在2000年提出之后，受到了世界各國的廣泛關(guān)注，從誕生至今的短短十幾年間，可見光通信技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，取得了一個(gè)又一個(gè)突破性的進(jìn)展。世界范圍內(nèi)，人們對(duì)于水下可見光通信的研究在如火如荼地進(jìn)行中，水下可見光通信取得了越來越高的傳輸速率。作為水下無線通信中極具競(jìng)爭(zhēng)力的候選，從國家戰(zhàn)略層面和市場(chǎng)潛力方面來看，水下可見光通信技術(shù)已成為國際競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。

本書詳細(xì)闡述了基于LED的水下可見光通信的技術(shù)原理。首先介紹了可見光通信的基本概念，追溯了其發(fā)展歷史，并對(duì)其研究趨勢(shì)進(jìn)行了展望；接著分別從水下信道建模、水下可見光通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、調(diào)制方式、均衡技術(shù)、水下MIMO光通信技術(shù)和水下可見光通信系統(tǒng)中的機(jī)器學(xué)習(xí)算法等方面介紹了實(shí)現(xiàn)水下可見光通信所采用的先進(jìn)技術(shù)和關(guān)鍵算法，同時(shí)給出了本研究團(tuán)隊(duì)基于本書介紹的技術(shù)理論取得的實(shí)驗(yàn)成果。

此書的撰寫得到了科學(xué)技術(shù)部、國家自然科學(xué)基金委員會(huì)、上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)和廣東省科學(xué)技術(shù)廳項(xiàng)目組相關(guān)老師和課題組學(xué)生的大力幫助。感謝胡昉辰、陳慧、鄒鵬、牛文清、哈依那爾、李國強(qiáng)、石蒙、王哲、吳興邦和于偉翔同學(xué)在本書撰寫過程中給予的支持與幫助。本書成稿時(shí)間較短，不足之處在所難免，誠懇希望廣大讀者多提寶貴意見，以利于今后改進(jìn)和提高。