一種時/頻域零相關區二維雙極性碼的構造方法及系統技術方案

本發明專利技術提供了一種時/頻域零相關區二維雙極性碼的構造方法及系統，該構造方法包括：A.構造具有零相關區的時域零相關區擴頻序列LA；B.構造頻域的單重合序列；C.構造Walsh序列；D.將零相關區的時域零相關區擴頻序列與頻域的單重合序列相結合，構成時/頻域零相關區二維光正交碼；E.將時/頻域零相關區二維光正交碼與Walsh序列結合，則構成時/頻域零相關區二維雙極性碼。本發明專利技術的有益效果是：本發明專利技術完全消除二維相干OCDMA系統的多址干擾和差拍噪聲，也可以消除二維相干OCDMA系統的遠近效應，因此，本發明專利技術可實現大容量的二維相干OCDMA系統，應用于光接入網、光局域網、光碼標記交換網絡、光纖傳感器網等。

Construction method and system of time / frequency domain zero correlation region two-dimensional bipolar code

The invention provides a construction method of frequency domain zero correlation zone two-dimensional bipolar code and a system /, including the construction methods: time domain A. structure with zero correlation zone of zero correlation zone sequence LA; one coincidence sequence structure of B. domain C.; Walsh sequence structure; one coincidence sequence spread spectrum and frequency domain time domain D. the zero correlation zone of zero correlation zone combined with a time / frequency domain zero correlation zone two-dimensional optical orthogonal code; E. time / frequency domain zero correlation zone two-dimensional optical orthogonal code and Walsh sequence combination, constitute the time / frequency domain two-dimensional bipolar codes with zero correlation zone. The beneficial effect of this invention is to completely eliminate two-dimensional coherent OCDMA system, multiple access interference and beat noise, but also can eliminate the near far effect, two-dimensional coherent OCDMA system, therefore, the invention can realize two-dimensional high capacity coherent OCDMA system used in optical access network, optical network, optical code label switching network optical fiber sensor network.

【技術實現步驟摘要】
一種時/頻域零相關區二維雙極性碼的構造方法及系統
本專利技術涉及通訊
，尤其涉及一種時/頻域零相關區二維雙極性碼的構造方法及系統。
技術介紹
光碼分多址(OCDMA)具有寬帶、安全和隨機即時接入等特點，是未來高速局域網和接入網的最佳方案之一。按自由度分可以分為一維OCDMA系統和二維OCDMA系統，二維OCDMA系統的地址碼不僅在時域上擴展，同時還在波長上擴展，稱為二維光正交碼。目前，國內外的許多學者已構造了多類二維OCDMA地址碼。基于素數碼(Primecode),Tancevski.L等構造了PC/PC和EQC/PC，PC/PC碼的自相關限為0，互相關限為1，EQC/PC的自相關限為0，互相關限為2。萬生鵬等基于素數碼和光正交碼，構造了PC/OOC碼，它的自相關限為0，互相關限為1。周秀麗等基于RS碼，構造了多倍長多波長RS碼，它的自相關限為0，互相關限為1。殷洪璽等構造了二維OCFHC/OOC碼和二維變重碼，互相關限為1。李傳起等構造了二維QPC碼，互相關限為1。Lee和Seo利用兩個不同的一維OOC分別在時域和頻域擴展，構造的二維光正交碼的碼重為3，互相關限為1。Kwong和Yang利用素數跳頻碼控制時域和頻域，構造的二維光正交碼的碼長為素數，互相關限等于1。Kwong等采用素數碼及其循環序列為頻域擴頻序列，一維OOC為時域擴頻序列，波長數為素數之乘積，二維光正交碼的互相關限等于1。E.S.Shivaleela等利用有限域直接構造了二維光正交碼，互相關限等于1。Jen-HaoTien和Yang等構造了互相關限為2的二維碼，增加了碼字容量，但增加了用戶之間的多址干擾。S.Kim和K.Yu構造了三維光正交碼，分別在時域/頻域/空域(或偏振域)進行擴展，其碼字容量大大增加，但系統實現難度大，相關的后續研究較少。另一方面，隨著光編解碼器技術的發展，傳統的二維非相干OCDMA系統向二維相干OCDMA系統演進。所謂二維相干OCDMA，是指在相干OCDMA系統中，采用雙極性的二維地址碼進行擴頻編碼和光相關解碼，其優點是碼字容量大大增加。YeZhang采用雙極性的m跳頻序列，實現了相位編碼的二維SSFBG編/解碼器，即二維相干OCDMA系統。在二維相干OCDMA系統中，不同用戶之間的碼字不完全正交將導致多址干擾，目標信號和干擾信號經過光電檢測器時將導致差拍噪聲，而差拍噪聲遠遠大于多址干擾，成為二維相干OCDMA系統最主要的噪聲。吉建華等構造了無碰撞區雙極性跳頻碼，可以消除多址干擾和差拍噪聲，但碼字容量較小(碼重等于碼長)，使二維相干OCDMA系統容量受限，無法實現大容量的二維相干OCDMA系統。吉建華等構造了一種具有零相關窗的二維光正交碼的形成方法及裝置，但只適合與二維非相干OCDMA系統，而且碼字容量有限(等于系統的有效波長數)。在二維相干OCDMA系統中，影響整個系統性能的噪聲主要包括多址干擾和差拍噪聲。多址干擾是由碼字的不正交引起的，差拍噪聲是由光檢測器的平方特性引起的，這同樣取決于碼字的正交性。目前，二維相干OCDMA系統采用雙極性的m跳頻序列，地址碼不能完全正交(互相關限最小為1)，互相關特性不理想，因此系統存在多址干擾和差拍噪聲。尤其當并發用戶數較多時，多址干擾和差拍噪聲成為最主要的噪聲，使二維相干OCDMA系統的誤碼率急劇上升，從而導致二維相干OCDMA的接入用戶數受到限制。同時，由于地址碼不能完全正交，二維相干OCDMA系統存在遠近效應，這需要復雜的功率控制。因此，目前二維相干OCDMA系統難以實用化。吉建華等構造了無碰撞區雙極性跳頻碼，可以消除多址干擾和差拍噪聲，但碼字容量較小(等于系統的有效波長數)，使二維相干OCDMA系統容量受限，無法實現大容量的二維相干OCDMA系統。
技術實現思路
本專利技術提供了一種時/頻域零相關區二維雙極性碼的構造方法，包括如下步驟：A.構造具有零相關區的時域零相關區擴頻序列LA；B.構造頻域的單重合序列；C.構造Walsh序列；D.將零相關區的時域零相關區擴頻序列與頻域的單重合序列相結合，構成時/頻域零相關區二維光正交碼；E.將時/頻域零相關區二維光正交碼與Walsh序列結合，則構成時/頻域零相關區二維雙極性碼。作為本專利技術的進一步改進，在所述步驟A中，設m、ZCZ為正整數，其中m代表基本脈沖的個數，ZCZ代表零相關區的長度，由基本脈沖數m和零相關區長度ZCZ構造出LA碼的基序列，并設該基序列的長度為N，用s＝{s1，s2，…，sN}表示基序列，用{δi，i＝1，2，…，m}表示基序列中對應的基本脈沖間隔，假設m個基本脈沖的分布位置分別為x1，x2，…，xm，并且假設0≤x1≤x2≤…≤xm≤N-1。作為本專利技術的進一步改進，在所述步驟B中，單重合序列是一種為無線跳頻CDMA系統設計的跳頻偽隨機序列，對于給定的參數，設波長數目q為一個奇整數，定義跳頻序列的長度為L＝m＝q－2d－1，如果q為一個偶整數，則定義L＝q－2d－2，其中m與步驟A中的意義一樣，d為任意兩個相鄰“chip”波長的最小間隔，則可以構成q個長為L的單重合序列集，用A＝{a1，a2，…，aq}表示該序列集，其中其中i＝1，2，…，q。作為本專利技術的進一步改進，在所述步驟D中，以LA碼的基序列s為時間擴頻偽隨機序列，以單重合序列為波長跳頻偽隨機序列，構成時/頻域零相關區二維光正交碼。作為本專利技術的進一步改進，在所述步驟E中，根據Walsh序列相應碼片的極性，控制時/頻域零相關區二維光正交碼相應碼片的相位，從而構成時/頻域零相關區二維雙極性碼。本專利技術還提供了一種時/頻域零相關區二維雙極性碼的構造系統，包括：第一構造模塊，用于構造具有零相關區的時域零相關區擴頻序列LA；第二構造模塊，用于構造頻域的單重合序列；第三構造模塊，用于構造Walsh序列；第一處理模塊，用于將零相關區的時域零相關區擴頻序列與頻域的單重合序列相結合，構成時/頻域零相關區二維光正交碼；第二處理模塊，用于將時/頻域零相關區二維光正交碼與Walsh序列結合，則構成時/頻域零相關區二維雙極性碼。作為本專利技術的進一步改進，在所述第一構造模塊中，設m、ZCZ為正整數，其中m代表基本脈沖的個數，ZCZ代表零相關區的長度，由基本脈沖數m和零相關區長度ZCZ構造出LA碼的基序列，并設該基序列的長度為N，用s＝{s1，s2，…，sN}表示基序列，用{δi，i＝1，2，…，m}表示基序列中對應的基本脈沖間隔，假設m個基本脈沖的分布位置分別為x1，x2，…，xm，并且假設0≤x1≤x2≤…≤xm≤N-1。作為本專利技術的進一步改進，在所述第二構造模塊中，單重合序列是一種為無線跳頻CDMA系統設計的跳頻偽隨機序列，對于給定的參數，設波長數目q為一個奇整數，定義跳頻序列的長度為L＝m＝q－2d－1，如果q為一個偶整數，則定義L＝q－2d－2，其中m與第一構造模塊中的意義一樣，d為任意兩個相鄰“chip”波長的最小間隔，則可以構成q個長為L的單重合序列集，用A＝{a1，a2，…，aq}表示該序列集，其中其中i＝1，2，…，q。作為本專利技術的進一步改進，在所述第一處理模塊中，以LA碼的基序列s為時間擴頻偽隨機序列，以單重合序列為波長跳頻偽隨機序列，構成時/頻域零相關本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種時/頻域零相關區二維雙極性碼的構造方法，其特征在于，包括如下步驟：A.構造具有零相關區的時域零相關區擴頻序列LA；B.構造頻域的單重合序列；C.構造Walsh序列；D.將零相關區的時域零相關區擴頻序列與頻域的單重合序列相結合，構成時/頻域零相關區二維光正交碼；E.將時/頻域零相關區二維光正交碼與Walsh序列結合，則構成時/頻域零相關區二維雙極性碼。

【技術特征摘要】
1.一種時/頻域零相關區二維雙極性碼的構造方法，其特征在于，包括如下步驟：A.構造具有零相關區的時域零相關區擴頻序列LA；B.構造頻域的單重合序列；C.構造Walsh序列；D.將零相關區的時域零相關區擴頻序列與頻域的單重合序列相結合，構成時/頻域零相關區二維光正交碼；E.將時/頻域零相關區二維光正交碼與Walsh序列結合，則構成時/頻域零相關區二維雙極性碼。2.根據權利要求1所述的構造方法，其特征在于，在所述步驟A中，設m、ZCZ為正整數，其中m代表基本脈沖的個數，ZCZ代表零相關區的長度，由基本脈沖數m和零相關區長度ZCZ構造出LA碼的基序列，并設該基序列的長度為N，用s＝{s1，s2，…，sN}表示基序列，用{δi，i＝1，2，…，m}表示基序列中對應的基本脈沖間隔，假設m個基本脈沖的分布位置分別為x1，x2，…，xm，并且假設0≤x1≤x2≤…≤xm≤N-1。3.根據權利要求2所述的構造方法，其特征在于，在所述步驟B中，單重合序列是一種為無線跳頻CDMA系統設計的跳頻偽隨機序列，對于給定的參數，設波長數目q為一個奇整數，定義跳頻序列的長度為L＝m＝q－2d－1，如果q為一個偶整數，則定義L＝q－2d－2，其中m與步驟A中的意義一樣，d為任意兩個相鄰“chip”波長的最小間隔，則可以構成q個長為L的單重合序列集，用A＝{a1，a2，…，aq}表示該序列集，其中其中i＝1，2，…，q。4.根據權利要求3所述的構造方法，其特征在于，在所述步驟D中，以LA碼的基序列s為時間擴頻偽隨機序列，以單重合序列為波長跳頻偽隨機序列，構成時/頻域零相關區二維光正交碼。5.根據權利要求4所述的構造方法，其特征在于，在所述步驟E中，根據Walsh序列相應碼片的極性，控制時/頻域零相關區二維光正交碼相應碼片的相位，從而構成時/頻域零相關區二維雙極性碼。6.一種時/頻域零相關區二維雙極性碼的構造系統...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吉建華，歐陽攀，王可，徐銘，張志朋，楊淑雯，
申請(專利權)人：深圳大學，
類型：發明
國別省市：廣東,44