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光码分多址技术(OCDMA)是电码分多址(CDMA)用于光纤通信的一种新的多址复用技术。和其它复用技术相比,它能够充分利用光纤的海量带宽资源,且具有安全保密性,抗干扰性,随机接入性,支持突发业务和管理方便等优点,已成为目前光通信的研究热点之一。光码分多址系统只在发送端和接收端对用户信号进行光电转换,整个传送网都使用光信号进行传输,克服了光网络存在的电子瓶颈,真正实现了全光通信。该系统的关键技术主要包括码型设计和编解码实现。本文围绕现有码字设计做了相应的研究,并设计出一种二维的光正交码。
首先,本文对光码分多址系统进行了全面的综述,阐明了该网络的结构原理、特点优势,以及系统实用化的两大核心技术。此外,对近年来国内外OCDMA技术领域的研究动态和最新研究成果做了研究。其次,分析了OCDMA系统中典型的一维码字,研究了光素数码、二次同余码和光正交码的构造方法,总结了码字特点,并对它们的多址干扰误码率(BER)进行了仿真,分析和比较。接着,对基于一维码字的二维跳频扩时码展开研究,以二维QCC码为例,详细分析了它的码字碰撞几率,且做了信号干扰比(SIR)及多址干扰误码率(BER)的仿真比较。结果表明,当码字长度确定时,二维QCC/OOC码的码字性能较二维QCC/QCC码更加优良,码字容量更大,但对跳频码片的要求较高。当码字容量确定时,取较大p值的二维QCC/QCC码的码字性能更加优良,但码字长度相对较长。随后,就二维OCDMA系统中不能充分利用WMOCDMA系统中的有效波长数的问题,研究了以OCS码为跳频序列的二维光正交码,设计了一种新的二维光正交码ESPC/OCS,即以修正二次素数码(ESPC)为扩时序列,以单重合序列(OCS)作为跳频序列。该码字构造灵活简单,可以充分利用系统的有效波长数。此外,还做了码字性能分析与仿真比较。结果表明,当p和d值一定时,增加跳频码片数q,不仅能降低ESPC/OCS码的误码率,同时还能增加码字容量。当确定OCS码(固定q和d值)时,改变p值只能改变码字容量,而不能改变误码率。且较之PC/OCS码和OOC/OCS码,ESPC/OCS码的码字性能更加优良。