光码分多址系统中光学相关接收机判决阈值的分析

介绍了光码分多址系统中常用地址码（一维扩时码、二维码和三维码）的特点，并对它们各自的互相关均值和方差进行了理论分析。基于非相干光码分多址系统中光学相关接收机的基本原理，结合不同的用户地址码，对系统误码率性能进行了分析，得到了接收机最佳判决阈值与地址码基本特性参数和系统同时用户数间的关系。最后，给出了数值仿真结果。结果表明，对于采用特定地址码的光码分多址系统，只有选择合适的接收机判决阈值，系统的误码率性能才能达到最佳。研究结果对光码分多址系统中接收机判决阈值的选取具有一定的参考作用。     

带宽受限QPSK相干光侦听接收机最佳性能分析

在带宽受限情况下建立了相干光侦听接收机模型并给出了带宽受限的等效滤波器模型.给出了带宽受限下的接收信号数学模型,利用星座图详细阐述并总结了其它符号对当前符号的干扰规律.重新定义了符号信噪比,推导了基于辅助判决式最大似然式相位估计的带宽受限的侦听接收机的误码率性能,并分析了接收机的最佳采样判决时刻和最佳带宽.仿真结果表明,不同带宽下定义的最大信噪比对应系统的最小误码率;不同滤波器类型对应的最佳采样判决时刻和最佳带宽是不同的,但都可以找到一个最佳点;随着信噪比的增加,带宽受限会降低辅助判决式最大似然式相位估计算法的性能.     

辅助判决式最大似然式相干光接收机的冷启动(英文)

在辅助判决式最大似然式相干接收机启动策略基础上,提出了另一种冷启动方案:利用M次幂算法获得启动序列,再过渡至辅助判决最大似然性相位估计.仿真结果验证了该方案的可行性.进一步优化表明:当M次幂算法与辅助判决最大似然性算法参数均取最优值时,冷启动方案性能达到最佳.与传统启动方案相比,这种冷启动方案能够应用于多接收机系统中,且更加适用于未来突发模式相干光传输系统中.     

双用户2.5 Gb/s 100 km光码分多址传输实验

稳定性高、低成本的窄脉冲光源、高性能编解码器和具有旁瓣/噪声抑制功能的接收机是光码分多址系统实用化的3个关键模块.实验中利用增益开关脉冲光源和63 chip等效相移超结构布拉格光纤光栅相位编解码器的半边带应用,判决门限调整与宽带判决相结合的接收机实现了双用户、2.5 Gb/s 100 km传输.实验中测量了误码率与判决时刻和判决门限的关系曲线,系统在10 ps的判决时刻容限内和17%的幅度判决容限内实现了无误码传输.     

多噪声背景下光码分多址多用户干扰的抑制

针对光码分多址(OCDMA)的多用户干扰问题, 研究采用APD光电检测器的系统中存在多种噪声情况下, 基于最大值判决的光码分多址并行干扰抑制方法的多用户干扰抑制效果。阐述了其工作原理, 即在发送端对比特“0”和比特“1”分别使用一个地址码和它的移位变形进行映射, 以避免发送比特“0”时无光脉冲通过, 实现并行干扰抑制; 接收端判决电路采用最大值判决, 以避免门限判决所引起的误判, 进一步减小多用户干扰。系统采用光正交码作为地址码, 分析推导了系统的误码率表达式。根据所得的误码率表达式, 进行了数值仿真并与其他多用户干扰抑制方法进行比较。仿真结果表明, 本方法对多用户干扰的抑制作用与系统用户数和码重有关; 与引入双硬限幅器方法、多比特传输方法的多用户干扰抑制作用相比, 抑制效果要优于多比特传输的方法; 当接收功率较低时, 该方法优于引入双硬限幅器的方法, 因此可以有效的抑制多用户干扰。     

基于2D-OOC的OCDMA系统的地址码结构研究

提出了二维光正交码(2D-OOC)设计方案,围绕光码分多址(OCDMA)技术实用化的两个主要指标-最大并发用户数和系统误码率的改进和提高,系统地研究了基于2D-OOC的OCDMA的性能,分析了2D-OOC码字的相关性,导出了系统的最大用户容量,详细研究了2D-OOC系统以多址干扰为主的系统误码率.研究表明:较之一维时域扩频码或一维谱域扩频码,2D-OOC系统性能大大提高,在大信息量传输时,适当选择码长和码重,系统总容量可高达Tbits/s量级,性能优于基于1D-OOC的OWDM和OCDMA混合系统.     

基于2D-OOC的OCDMA系统的地址码结构研究

提出了二维光正交码 (2D OOC)设计方案 ,围绕光码分多址 (OCDMA)技术实用化的两个主要指标—最大并发用户数和系统误码率的改进和提高 ,系统地研究了基于 2D OOC的OCDMA的性能 ,分析了 2D OOC码字的相关性 ,导出了系统的最大用户容量 ,详细研究了 2D OOC系统以多址干扰为主的系统误码率 .研究表明 :较之一维时域扩频码或一维谱域扩频码 ,2D OOC系统性能大大提高 ,在大信息量传输时 ,适当选择码长和码重 ,系统总容量可高达Tbits/s量级 ,性能优于基于 1D OOC的OWDM和OCDMA混合系统 .     

多噪音背景下引入光硬限幅器及并行干扰抑制器的光码分多址系统

为了抑制光码分多址中的多址干扰及多噪音,提出了一种引入光硬限幅器及基于最大值判决的并行干扰抑制器的光码分多址系统.在系统中存在APD噪音及热噪音的情况下,研究了系统对多址干扰的抑制作用.系统采用光正交码作为地址码,APD作为光电检测器,分析推导了系统的误码率表达式.根据所得的误码率表达式,进行了数值仿真,比较了该方法与其他方法的多址干扰抑制效果.研究结果表明:与现有其他有效方法(单比特引入一个光硬限幅器、单比特引入两个光硬限幅器、多比特传输、多比特引入光硬限幅器、基于最大值判决的并行干扰抑制器等)相比,本系统对多址干扰的抑制作用优于并行干扰抑制器、多比特传输、多比特引入光硬限幅器方法|当接收功率较低时,该系统优于引入双光硬限幅器的方法,因此可以有效的抑制多址干扰及多噪音.     

多噪音背景下引入光硬限幅器及并行干扰抑制器的光码分多址系统

为了抑制光码分多址中的多址干扰及多噪音,提出了一种引入光硬限幅器及基于最大值判决的并行干扰抑制器的光码分多址系统.在系统中存在APD噪音及热噪音的情况下,研究了系统对多址干扰的抑制作用.系统采用光正交码作为地址码,APD作为光电检测器,分析推导了系统的误码率表达式.根据所得的误码率表达式,进行了数值仿真,比较了该方法与其他方法的多址干扰抑制效果.研究结果表明:与现有其他有效方法(单比特引入一个光硬限幅器、单比特引入两个光硬限幅器、多比特传输、多比特引入光硬限幅器、基于最大值判决的并行干扰抑制器等)相比,本系统对多址干扰的抑制作用优于并行干扰抑制器、多比特传输、多比特引入光硬限幅器方法;当接收功率较低时,该系统优于引入双光硬限幅器的方法,因此可以有效的抑制多址干扰及多噪音.     

基于成像光通信的时间-空间扩频混合光码分多址编码方案

为了在成像光通信中充分利用时间和空间两种频带资源,以成像光通信为基础,提出一种利用二维光正交Pattern码结合时域扩频实现光码分多址(OCDMA)编码的新方案。分析在该方案中存在的多址干扰噪声,并给出了噪声的概率密度函数,然后讨论由多址噪声引起的误码率与判决门限、用户数、码长积和码重积之间的关系。在相同的码容量下与时域扩频光码分多址编码和空间扩频光码分多址编码方案相比,该方案能降低对相关器件性能(时域码片数量和空间像素规模)的要求,而且还可获得更小的误码率。最后给出编码解码的光学实现方案。     

一种多波长OCDMA解码器方案及其性能分析

提出了一种多波长OCDMA（MW OCDMA）系统的光解码器方案,通过多个光硬限幅器来抑制多用户干扰.分析了使用该解码器的MW OCDMA误码率性能、频谱效率和归一化吞吐量性能.分析结果表明,该方案能有效改善MW OCDMA系统的误码率性能,在要求的误码率条件下增加同时用户数,从而能有效改善MW OCDMA系统的频谱效率.同时,采用光硬限幅器的MW OCDMA 系统的归一化吞吐量性能明显提高,特别是归一化吞吐量峰值提高了约一倍.     

Evaluation of coherent homodyne and heterodyne optical CDMA structures

This paper evaluates the coherent optical code-division multiple-access (OCDMA) techniques and examines the overall system performance in terms of signal-to-noise ratio (SNR) penalty as a function of simultaneous users accommodated to maintain an appropriate value of the bit-error rate (BER) for homodyne and heterodyne detections. As spreading codes, the proposed structures are utilizing a recently introduced prime code family hereby referred to as double-padded modified prime code (DPMPC). As a coherent modulation, binary phase-shift keying (BPSK) format is deployed. In homodyne detection, two different phase modulations are studied including either an external phase-modulator or injection-locking methods. The phase limitation and the performance for two methods plus multiple-access interferences (MAI) and receiver noise in a shot-noise limited regime are investigated. In heterodyne detection, BER analysis of the system based on only external phase modulator is examined. It is found that by maintaining BER = 10⁻⁹, this system can accommodate an increased number of simultaneous users to compare with systems which employ conventional bipolar codes.     

OCDMA系统二维RS地址码的设计方案及性能分析

首次在有限伽罗瓦域GF(7)上以本原元3构造出RS地址序列码.在一维RS素数码的基础上,给出基于二素数的二维RS矩阵码(2D-RSC)的设计方案.系统地研究了2D-RSC的OCDMA系统总体性能：分析了2D-RSC码字的相关性;导出了系统的最大用户容量;研究了2D-RSC系统以多址干扰为主的误码性能.结果表明：2D-RSC系统性能较之一维RS码有明显的改进. 特别是在大信息量传输时,采用两个较大的素数,基于2D-RSC的OCDMA系统的总体性能远优于一维素数码.     

Design and implementation of 2-dimensional wavelength/time codes for OCDMA

In this paper, two-dimensional (2D) wavelength/time codes are designed and implemented. The 2D codes are constructed by a technique based on folding of Golomb rulers. The performance evaluation of OCDMA system based on wavelength/time code has been analyzed by measuring the values of bit error rates and eye diagrams for different number of active users. It is shown that eye opening decreases and BER increases with increase in number of active users. It is also shown that BER further increases with increase in number of active users when number of decoders increases on receiver side. Hence, it is concluded that multiple access interference (MAI) is the dominant source of BER and there is graceful degradation in system performance when number of simultaneously active users increases. The received optical power is also measured at different transmission distance. It has been observed that received optical power decreases with increase in length of fiber due to attenuation.     

A novel 2D-OCDMA system with dynamic optimum decision threshold by estimating the number of active users

A novel two dimensional optical code division multiple access (2D-OCDMA) system with dynamic optimum decision threshold by estimating the number of active users is proposed. The bit-error rates (BER) of the system is analyzed. By using one wavelength as the estimator of the number of active users, which is not assigned to any address code, the number of active users can be obtained. The dynamic optimum decision threshold can be obtained according to the multiple user interference (MUI), which can be obtained by cross-correlation characteristics between address codes and the number of active users.     

Minimizing correlation effect using zero cross correlation code in spectral amplitude coding optical code division multiple access

The use of minimal multiple access interference (MAI) in code design is investigated. Applying a projection and mapping techniques, a code that has a zero cross correlation (ZCC) between users in optical code division multiple access (OCDMA) is presented in this paper. The system is based on an incoherent light source—LED, spectral amplitude coding (SAC), and direct detection techniques at the receiver. Using power spectral density (PSD) function and Gaussian approximation, we obtain the signal-to-noise ratio (SNR) and the bit-error rate (BER) to measure the code performance. Making a comparison with other existing codes, e.g., Hadamard, MFH and MDW codes, we show that our code performs better at BER 10⁻⁹ in terms of number of simultaneous users. We also demonstrate the comparison between the theoretical and simulation analyses, where the results are close to one another.     

多波长OCDMA系统频谱效率的改善

分析了色散效应对多波长OCDMA系统频谱效率的影响。在相同的扩频因子条件下,色散效应将降低多波长OCDMA系统的频谱效率峰值,同时达到频谱效率峰值的波长信道数也将相应减少。提出了将前向纠错码用于改善多波长OCDMA系统的频谱效率,分析结果表明,该方案将有效改善多波长OCDMA系统的频谱效率,特别是频谱效率峰值将明显提高。