[发明专利]一种时/频域零相关区二维双极性码的构造方法及系统

说明书

本发明提供了一种时/频域零相关区二维双极性码的构造方法及系统，该构造方法包括：A.构造具有零相关区的时域零相关区扩频序列LA；B.构造频域的单重合序列；C.构造Walsh序列；D.将零相关区的时域零相关区扩频序列与频域的单重合序列相结合，构成时/频域零相关区二维光正交码；E.将时/频域零相关区二维光正交码与Walsh序列结合，则构成时/频域零相关区二维双极性码。本发明的有益效果是：本发明完全消除二维相干OCDMA系统的多址干扰和差拍噪声，也可以消除二维相干OCDMA系统的远近效应，因此，本发明可实现大容量的二维相干OCDMA系统，应用于光接入网、光局域网、光码标记交换网络、光纤传感器网等。

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种时/频域零相关区二维双极性码的构造方法及系统。

背景技术

光码分多址(OCDMA)具有宽带、安全和随机即时接入等特点，是未来高速局域网和接入网的最佳方案之一。按自由度分可以分为一维OCDMA系统和二维OCDMA系统，二维OCDMA系统的地址码不仅在时域上扩展，同时还在波长上扩展，称为二维光正交码。

目前，国内外的许多学者已构造了多类二维OCDMA地址码。基于素数码(Primecode),Tancevski.L等构造了PC/PC和EQC/PC，PC/PC码的自相关限为0，互相关限为1，EQC/PC的自相关限为0，互相关限为2。万生鹏等基于素数码和光正交码，构造了PC/OOC码，它的自相关限为0，互相关限为1。周秀丽等基于RS码，构造了多倍长多波长RS码，它的自相关限为0，互相关限为1。殷洪玺等构造了二维OCFHC/OOC码和二维变重码，互相关限为1。李传起等构造了二维QPC码，互相关限为1。Lee和Seo利用两个不同的一维OOC分别在时域和频域扩展，构造的二维光正交码的码重为3，互相关限为1。Kwong和Yang利用素数跳频码控制时域和频域，构造的二维光正交码的码长为素数，互相关限等于1。Kwong等采用素数码及其循环序列为频域扩频序列，一维OOC为时域扩频序列，波长数为素数之乘积，二维光正交码的互相关限等于1。E.S.Shivaleela等利用有限域直接构造了二维光正交码，互相关限等于1。Jen-Hao Tien和Yang等构造了互相关限为2的二维码，增加了码字容量，但增加了用户之间的多址干扰。S.Kim和K.Yu构造了三维光正交码，分别在时域/频域/空域(或偏振域)进行扩展，其码字容量大大增加，但系统实现难度大，相关的后续研究较少。

另一方面，随着光编解码器技术的发展，传统的二维非相干OCDMA系统向二维相干OCDMA系统演进。所谓二维相干OCDMA，是指在相干OCDMA系统中，采用双极性的二维地址码进行扩频编码和光相关解码，其优点是码字容量大大增加。Ye Zhang采用双极性的m跳频序列，实现了相位编码的二维SSFBG编/解码器，即二维相干OCDMA系统。在二维相干OCDMA系统中，不同用户之间的码字不完全正交将导致多址干扰，目标信号和干扰信号经过光电检测器时将导致差拍噪声，而差拍噪声远远大于多址干扰，成为二维相干OCDMA系统最主要的噪声。吉建华等构造了无碰撞区双极性跳频码，可以消除多址干扰和差拍噪声，但码字容量较小(码重等于码长)，使二维相干OCDMA系统容量受限，无法实现大容量的二维相干OCDMA系统。吉建华等构造了一种具有零相关窗的二维光正交码的形成方法及装置，但只适合与二维非相干OCDMA系统，而且码字容量有限(等于系统的有效波长数)。

在二维相干OCDMA系统中，影响整个系统性能的噪声主要包括多址干扰和差拍噪声。多址干扰是由码字的不正交引起的，差拍噪声是由光检测器的平方特性引起的，这同样取决于码字的正交性。目前，二维相干OCDMA系统采用双极性的m跳频序列，地址码不能完全正交(互相关限最小为1)，互相关特性不理想，因此系统存在多址干扰和差拍噪声。尤其当并发用户数较多时，多址干扰和差拍噪声成为最主要的噪声，使二维相干OCDMA系统的误码率急剧上升，从而导致二维相干OCDMA的接入用户数受到限制。同时，由于地址码不能完全正交，二维相干OCDMA系统存在远近效应，这需要复杂的功率控制。因此，目前二维相干OCDMA系统难以实用化。