可见光通信非对称限幅光多载波码分多址系统的设计及性能分析

基于码分多址(CDMA)和非对称限幅光(ACO)正交频分复用,提出了非对称限幅光多载波码分多址系统。在视线传播和散射传播信道中,采用正交恢复合并(ORC)、最大比合并(MRC)和等增益合并(EGC)算法,推导了受限幅噪声影响时系统的信噪比,建立了蒙特卡罗误比特率(BER)仿真模型。研究结果表明,通过增大扩频序列长度可以提高BER性能。随着用户数增多,多用户间干扰增大,MRC算法性能变差,ORC算法保持了用户间的正交性,BER性能最好。所提系统的性能比反转多载波CDMA和单极性多载波CDMA系统的更好。     

卫星振动对星间光码分多址系统性能的影响

卫星振动是影响星间光CDMA通信系统性能的一个重要因素.考虑多用户干扰、背景光噪音、热噪音、接收机噪音和卫星振动,给出了基于PPM信号格式的星间二维光CDMA通信系统的系统模型.采用数值分析的方法,详细分析了卫星振动对该系统误码率性能的影响.结果表明,码速率、通信波长和卫星振动都会影响星间二维光CDMA通信系统的误码率性能.当卫星振动标准偏差σ≤4×10－7时,卫星振动对系统误码率性能的影响较小;当卫星振动标准偏差σ≥1.2×10－6,卫星振动对系统误码率性能的影响很大,得到的误码率难以满足系统的通信要求,需要采用卫星振动抑制或补偿等技术提高星间二维光CDMA通信系统的误码率性能.     

基于最大值判决及光硬限幅器的光码分多址并行干扰抑制系统

针对光码分多址（OCDMA）的多用户干扰问题,提出一种引入光硬限幅器、基于最大值判决的光码分多址并行干扰抑制系统.该系统在发送端对比特“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”时无光脉冲通过的问题,实现并行干扰抑制;在接收端光电检测器前引入一个光硬限幅器,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.阐述了其工作原理,系统采用光正交码作为地址码,PIN光电检测器,分析推导了系统的误码率表达式,进而对新型系统的多用户干扰抑制作用进行误码性能仿真.仿真结果表明,当信号光子到达率为25时,新型系统比常规系统的误码性能改善10个数量级以上,比常规并行干扰抑制系统改善2个数量级以上.     

基于光纤布拉格光栅编解码器的直接序列扩频跳频光码分多址系统

提出了一种混合直扩跳频光纤码分多址（DS／FH－OCDMA）系统的实现方法，该系统采用跳频素数码作为扩频码，运用了光纤布拉格光栅序列作为编解码器，并在解码器两端安置了双硬限幅器以提高系统的性能，理论分析和仿真结果表明，该系统具有大用户容量，高功率效率和低误码率等方面的优点。     

一种新的大容量的二维光正交码

构造了一种扩展的双曲线性同余码(EHLC)并分析了其码字性能.用该码作为时间扩频伪随机序列和以素数码(PC)作为波长跳频伪随机序列,再构成一种新的二维光正交码EHLC/PC.然后分析了EHLC/PC码字的性能,并与EQC/PC作了比较.相比之下,前者的互相关性能略有下降,但码字容量大大增加.因此,EHLC/PC适合于用户数较多的OCDMA系统.     

基于耦合双环阵列的二维相干光码分多址编解码器

可集成、易调谐的光编解码器是光码分多址(OCDMA)系统集成化的关键模块之一。基于耦合双环阵列提出了一种新型的光编解码器。该编解码器通过调谐双环下载端反射波长以及集成于总线的相移器的相位,实现了OCDMA系统的二维相干编解码。基于耦合模理论,建立了耦合双环阵列的传输矩阵方程。用于编解码器的双环半径分别为50μm和48μm,阵列中四组双环的反射中心波长分别为1535,1535.2,1535.4,1535.6nm,信道宽度为17GHz,反射谱3dB带宽约为0.14nm,信号基本上不会出现干扰,保证了用户发送和接收信号的准确性。相应的自相关峰值旁瓣比(P/W)约为5,互相关峰值比(P/C)约为7,可以容纳用户数为96个。     

基于码移键控-光码分多址技术的光隐匿通信系统实验

为进一步提高光隐匿通信系统的安全性,提出了基于码移键控-光码分多址(CSK-OCDMA)技术的光隐匿通信方案,搭建了2.5Gb/s的实验系统。实验装置中采用低成本的分布反馈半导体激光器作为隐匿光源,宿主光源采用贴近波分复用(WDM)光网络实际的光波长转换板(OTU)。实验结果表明,隐匿信道可实现背靠背无误码传输,且隐匿信道的引入对宿主信道接收机灵敏度的影响仅为0.1dBm。在保证隐匿信道无误码传输的情况下,宿主与隐匿信号功率差最大可以达24.6dBm。加入前向纠错设备(FEC)后,实现了光隐匿通信系统100km无误码传输。     

一种基于扩展素数码和单重合序列的二维光正交码EPC/OCS

以扩展素数码(EPC)作为时间扩频伪随机序列,单重合序列(OCS)作为波长跳频伪随机序列,构造了一种新的二维光正交码EPC/OCS,并分析了码字的互相关性能.与修正素数跳频码MPHC相比,EPC/OCS的波长数并不局限于素数,可以是任意整数,不仅构造灵活,而且可充分利用MW OCDMA系统的有效波长数.当系统的有效波长数大于某个素数时,EPC/OCS不仅码字容量大于MPHC,而且互相关性能也有所改善.理论分析表明,EPC/OCS可降低MW OCDMA系统误码率.     

基于频分信道双极性光码分多址实现研究

提出了采用光纤法-玻滤波器与电吸收调制器实现频域幅度编解码的频分信道双极性OCDMA系统方案.推导了系统模型理论公式,分析了系统信噪比对接收端探测误差、不同编解码系统和传输信道对系统性能的影响.仿真结果表明：比较高的信噪比有利提高接收端探测效果;系统容纳用户能力增强;系统有良好的相关特性;20 km的SMF搭配300 m的DCF传输系统明显优于20 Km的DSF传输系统.     

基于神经网络的可见光通信系统信道估计方法

针对现有的非对称限幅光正交频分复用（ACO-OFDM）可见光通信（VLC）系统中信道估计方法存在导频数量过大、精度低、估计效率不高的问题,提出一种基于深度神经网络（DNN）的VLC信道估计方法。利用梯度集中化（GC）方法进行模型优化,并采用端到端的方式跟踪信道信息并恢复失真信号。仿真结果表明：所提方法的误码率（BER）和均方误差（MSE）性能均优于传统方法;在使用较少的导频和省略循环前缀（CP）进行信道估计时,所提方法具有更强的鲁棒性。此外,在DNN训练过程中引入GC方法,可以加快网络的收敛速度,提高其优化能力。     

Performance Enhancement for Optical Fast Frequency-hopping CDMA Systems by BCH Channel Coding

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｏｐｔｉｃａｌｆａｓｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｉｎｇｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓｓｙｓｔｅｍｓ (ＦＦＨＯＣＤＭＡ)ｈａｖｅｒｅｃｅｎｔｌｙｂｅｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄａｓａｃａｎｄｉｄａｔｅｆｏｒｏｐｔｉｃａｌｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋｓ(ＬＡＮｓ) [1,2 ] .Ｉｎｔｈｉｓｓｃｈｅｍｅ ,ＦＢＧｓａｒｅｃｏｄｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓ,ｗｈｉｃｈｓｌｉｃｅｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｔｈｅｉｎｃｏｍｉｎｇ ｐｕｌｓｅｔｏｒｅｆｌｅｃｔ .Ｔｈｅｏｕｔｐｕ…     

基于超结构光纤光栅的正交四相光码分多址编/解码器

正交四相序列编码相比于二相序列具有更大的码字容量和更好的互相关特性,因此更适用于光码分多址(OCDMA)无源光接入网.提出并实现了一种基于超结构光纤光栅的正交四相光码分多址编/解码器.该编/解码器采用A族四相序列作为地址码,在制作的过程中仅需一个均匀相位掩模板即可实现编码功能,并且在性能上与传统工艺制作的编码器相当.为了与不同波长信道相匹配,提出了变信道编码技术,仿真结果表明采用该技术的编码器具有更高频谱效率,因此得到更好的编/解码性能.对一个码长63,长度4.1 cm的正交四相编/解码器进行了信息速率为2.5 Gb/s.码片速率为156 Gchip/s的编/解码实验,取得了较好的编/解码效果.     

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 .     

用遗传算法构造光正交码

提出了一种利用遗传算法构造任意码长、码重、自相关限、互相关限光正交码(GA-OOC)的方法,设计了新的码字矩阵;分析了基于GA-OOC的光CDMA系统的误码率性能。仿真结果表明:该算法具有构造算法简单、易于编程实现的特点;与基于PC,EPC,QC和BIBD-OOC的光码分多址系统相比,GA-OOC的光码分多址系统具有更好的误码率性能。GA-OOC有望用于构造二维光地址码。     

光码分多址并行图像传输系统的最佳光正交签名图形构造

图像传输和接入要求系统的吞吐量超过Gb/s,若采用常规光码分多址系统来实现图像传输,对光电器件的要求高、实现难度大,解决方案是采用光码分多址并行图像传输系统.针对并行图像传输的签名序列是一种二维光正交签名图形,是一种全新形式的签名码,构造最大容量的光正交签名图形(最佳光正交签名图形)的方法很少这一问题,提出一种区组设计构造算法.算法的思想是根据差集合和光正交码的关系,将差集合和区组设计的概念推广到二维空间,根据二维差集合和光正交签名图形的关系从而构造出最佳光正交签名图形.详细阐述了构造最佳光正交签名图形的步骤,对算法进行了仿真.仿真结果说明该算法可以有效地构造出最佳光正交签名图形.