光碼分多址（OCDMA）系統部分關鍵技術研究.pdf

1、光碼分多址(OCDMA)通信技術具有許多優(yōu)點和技術優(yōu)勢，成為當前國際上在光通信領域的一個研究熱點。OCDMA技術要真正達到實用化還存在一些技術難題。對于OCDMA技術的研究，國外出現蓬勃發(fā)展之勢，國內還處于起步階段。本論文試圖在前人工作的基礎上，對OCDMA通信系統中的一些關鍵技術問題進行探討。 論文以OCDMA通信系統為背景，從四個方面對OCDMA通信系統中的部分關鍵技術進行了探索性研究。第一是具有良好相關特性用戶地址碼的構造

2、方法研究；第二是OCDMA通信系統中光學相關接收機判決閾值與用戶地址碼特性參數間的關系研究；第三是光纖傳輸特性、光器件損耗及光源啁啾效應對OCDMA系統誤碼率(BER)性能影響的研究；第四是OCDMA實驗系統的設計、實現及性能分析研究。 具體而言，論文主要有以下七個方面的工作和創(chuàng)新點： (1)引入準最佳和嚴格最佳光正交碼的定義。從集合論的角度分析了滿足相關特性的準最佳和嚴格最佳光正交碼的約束條件，在此基礎上，提出一種光正

3、交碼的直接構造法。借助計算機輔助設計，得到一些不同碼長、碼重的準最佳和嚴格最佳光正交碼。 (2)理論研究了基于遞歸法構造準最佳和嚴格最佳光正交碼的約束條件，在此基礎上，以直接構造法得到的光正交碼為初始條件，利用遞歸法構造了一些具有相同相關特性的碼長更長、容量更大的準最佳和嚴格最佳光正交碼。 (3)基于Wilson均勻分布差引理、初等數論及有限域的基本理論，提出一種嚴格最佳光正交碼(碼長為素數)的有限域構造法，對該構造法的

4、基本設計思想進行深入的理論分析，得到該構造法計算機輔助設計的主要步驟及流程。在Matlab編譯環(huán)境下，使用Matlab程序設計語言開發(fā)編寫了有限域構造法的設計軟件。通過具體實例，給出有限域構造法設計嚴格最佳光正交碼的詳細過程。對碼的相關特性進行了的仿真計算，結果表明：所得光正交碼滿足預先給定的相關性要求。 (4)利用一維時域擴頻碼(光正交碼和二次同余碼)的特點，通過兩者的有效組合，提出一種二維跳頻擴時碼的構造方法，對該構造法的基

5、本設計思想進行了理論研究。結合具體實例，給出二維跳頻擴時碼的詳細設計過程，并對所得跳頻擴時碼的容量及相關特性進行了理論分析和仿真計算。 (5)結合不同相關特性的用戶地址碼，對OCDMA通信系統中光學相關接收機的判決閾值進行了深入的研究，得到接收機最佳判決閾值與用戶地址碼基本特性參數間的關系。理論分析了接收機判決閾值的選取對OCDMA系統BER性能的影響。仿真計算表明：接收機判決閾值與用戶地址碼相關特性密切相關，只有合適地選擇判

6、決閾值，才能對OCDMA系統BER性能作出更準確評價。 (6)基于以星形耦合器為中心的非相干OCDMA系統結構，對光纖信道、光器件(光學編/解碼器、星形耦合器及光纖活動連接器等)及光源啁啾效應所引入的光信號損耗進行了分析研究。理論研究了光纖傳輸特性(群速度色散與衰減)、光器件損耗及光源啁啾效應對OCDMA系統BER性能的影響。采用目前成熟的色散補償光纖(DCF)在線補償技術，對OCDMA系統的色散補償方案進行了探討。結合具體的系

7、統輸入參數，對系統BER性能進行了仿真計算，結果表明：當脈沖寬度達到皮秒量級以下時，OCDMA系統的性能受限于光纖信道的色散，必須采取一定的措施進行色散補償。當系統活動用戶數較大時，光器件損耗也較大，在OCDMA系統功率預算設計時必須給予考慮。 (7)建立OCDMA實驗系統，對系統基本參數進行設計。給出基于并行光纖延遲線結構的OCDMA光學編/解碼器的設計及物理實現過程。進行OCDMA通信技術原理性實驗，得到用戶基帶信號時域直接