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。     

适用于同步光码分多址通信系统的同步光码及其全光可调编/解码器

异步光码分多址通信系统,要求用户地址码具有好的循环自相关和互相关特性,因此,系统中的用户数受到很大的限制;而对同步光码分多址通信系统,只要求光地址码是非循环相关意义下的准正交,从而可实现较大的用户数,因此具有广阔的应用前景.实现同步光码分多址的关键之一是同步光码的设计和可调光编/解码器的实现.本文介绍了同步光码的构造方法,给出了同步光码的构造过程,分析了码的容量,提出了全光可调同步光码编/解码器的实现方法.     

OCDMA系统中2-D码和3-D码

光码分多址(OCDMA)技术主要应用在接入网中。设计大容量的地址码是该技术实用化的前提。本文在构造2 D素数码的基础上提出了一种用于OCDMA系统的空域/频域/时域3 D地址码。这种码基于素数序列运算。理论分析和数学计算结果表明，3 D码比2 D码的容量更大，系统带宽效率更高，误码率(BER)更低，表现出的性能更好。     

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。     

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 .     

一种光CDMA频域的二次方一致性码

在二次方一致性的基础上,构造了一种容量大、自相关和互相关特性好的码族研究表明,采用这个码族的光码分多址(OpticalCDMA)系统比波分复用(WDM)系统拥有大得多的用户数而且这个码族很适合于异步和多比特率接入的光码分多址系统据我们了解,这种码字用于在光码分多址非相干频域编制中为首次被提出.     

用于二维光址多分址系统的代数同余码研究

总结了线性、二次和双曲等有限域内的代数同余运算在光码分多址系统中的应用,将代数同余码分为三类：跳频码、扩时码和跳频扩时码,并给出它们的构造公式。提出了一种同时采用这三类编码分别用以提供不同类型用户服务的二维光码分多址方案,该系统方案尤其适合于大量用户需要常规服务,而少部分用户需要高速或高服务质量(QoS)服务的情况,具有对速率和服务质量的强适应能力。为了证明该系统方案的可行性,首先证明了三种码字的互相关常数,然后推导了达到各种互相关值的概率,最后得出混合系统中不同类型干扰对系统误码率的影响,并进行了数值分析与讨论。     

无线光码分多址中一种改进的盲多用户检测算法

干扰消除是无线光码分多址(CDMA)通信系统中的一项关键技术。分析了基于递归最小二乘(RLS)算法的盲多用户检测算法的原理及性能,并将其应用于采用光正交码的无线光CDMA系统中。讨论了该系统中遗忘因子的选取原则及其对算法的收敛性和系统误码率性能的影响。为了克服固定遗忘因子所带来的矛盾,提出了一种改进的变遗忘因子RLS盲多用户检测算法,并对遗忘因子进行了修正。结果表明,采用改进的方法后系统能获得较快的收敛速度和跟踪速度,收敛时的估计误差也较小,而且信号干扰比由传统算法的6dB提高到9dB。说明采用变遗忘因子的RLS算法不仅适合于采用光正交码的无线光CDMA系统,而且跟踪期望用户信号的性能良好。     

Turbo码对快跳频光码分多址系统性能的改善

在考虑多用户干扰、色散效应和差拍噪声的情况下,分析了Turbo码对二进制脉冲位置调制(BPPM)的快跳频光码分多址(FFH OCDMA)系统性能的影响.在均匀交织器的情况下,用Turbo码的条件重量枚举函数得到了该系统的误码率的上界.数值模拟表明,Turbo码对FFH OCDMA系统的误码率性能有明显的改善,并且随着用户数的提高,Turbo码对误码率的改善程度也随之提高.也就是说,在一定的误码率性能要求下,Turbo编码的FFH OCDMA系统增加了同时使用的用户数.     

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.     

A novel non-coherent spectral OCDMA system using one-dimensional expanded Hybrid codes for two-code keying

We propose leveraging one-dimensional expanded Hybrid codes (1-D E-Hybrid codes) for two-code keying (TCK) in spectral amplitude coding (SAC) optical code division multiple access (OCDMA) networks. Compared with the existing work, the proposed system can utilize all codes and provide a larger code size to support more simultaneous users. The numerical results demonstrate that the 1-D E-Hybrid codes for TCK outperform the existing 1-D approaches in terms of bit error rate (BER), and the data transmission rate can achieve 2.5 Gbps.     

A new coding scheme of QC-LDPC codes for optical transmission systems

Based on Galois Field (GF(q)) multiplicative group, a new coding scheme for Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check (QC-LDPC) codes is proposed, and the new coding scheme has some advantages such as the simpler construction, the easier implementation encoding, the lower complexity of the encoding and decoding, the more flexible adjustment of the code length as well as the code rate and so forth. Under the condition of considering the characteristics of optical transmission systems, an irregular QC-LDPC (3843,3603) code to be suitable for optical transmission systems is constructed by applying the proposed new coding scheme. The simulation result shows that the net coding gain (NCG) of the irregular QC-LDPC (3843,3603) code is respectively improved 2.14 dB, 1.19 dB, 0.24 dB and 0.14 dB more than those of the classic RS (255,239) code in ITU-T G.975, the LDPC (32640,30592) code in ITU-T G.975.1, the regular SCG-LDPC (3969,3720) code constructed by the Systematically Constructed Gallager (SCG) coding scheme and the regular QC-LDPC (4221,3956) code at the bit error rate (BER) of 10-8. Furthermore, all the five codes have the same code rate of 93.7%. Therefore, the irregular QC-LDPC (3843,3603) code constructed by the proposed new coding scheme has the more excellent error-correction performance and can be better suitable for optical transmission systems.     

一种严格最佳(ν,k,1)光正交码的设计方法

介绍了严格最佳和准最佳(ν,k,1)光正交码的定义，阐述了它们与(ν,k,1)循环差集族的关系。基于Wilson均匀分布差引理和初等数论的基本理论，提出一种最佳(ν,k,1)循环差集族的构造方法，即构造定义在ν阶有限域上满足特定约束条件的k元集合。将该方法用于光正交码的设计中，可以有效地设计一些严格最佳(ν,k,1)光正交码，其中，码长ν为素数，码重k的取值为4、5和6。最后结合具体实例，给出严格最佳(ν,k,1)光正交码的计算机辅助设计方法。同其他设计方法相比，该设计方法既简单又实用，尤其对严格最佳（ν,k,1）光正交码而言，设计效率较高；随着码重k的增加，码的设计效率逐渐降低。     

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.     

New design of spectral amplitude coding in OCDMA with zero cross-correlation

A zero cross-correlation (ZCC) code is proposed to reduce the impact of system impairment and multiple access interference (MAI) in spectral amplitude coding optical code division multiple access (SAC-OCDMA) system. Bit-error-rate (BER) performance is derived taking into account the effect of some noises. The key to an effective OCDMA system is the choice of efficient address codes with good or almost zero correlation properties for encoding the source. The use of ZCC code can eradicate phase induced intensity noise (PIIN) which will contribute to better BER. Thus, we demonstrate, theoretically, the performance of optical ZCC code. It is shown that optical ZCC code can accommodate more users simultaneously for the typical error rate of optical communication system of 10⁻⁹. The result indicates that the established system not only preserves the capability of suppressing MAI, but also improves bit-error-rate performance as compared to the conventional coders.     

光谱幅度编码OCDMA系统研究

针对单极性码在光码分多址系统应用中存在正交性和用户容纳能力较差的缺点，对采用双极性地址码的光谱幅度编码系统中接收端采用差分检测的方案进行了研究。讨论了用于差分频谱幅度编码方案中的地址码应满足的条件，对OOK和双极性编码系统方案，在考虑散弹噪声和热噪声的条件下，分析了误码率性能。通过数值计算，比较了“1”和“0”都发信号的系统和只有“1”发信号的系统性能。比较结果表明，双极性地址码方案可提高系统性能；另外，提高光功率还可改善系统性能。