具有無碰撞區(qū)的雙極性跳頻碼的構(gòu)造方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有無碰撞區(qū)的雙極性跳頻碼的構(gòu)造方法及系統(tǒng)，該構(gòu)造方法包括如下步驟：A.構(gòu)造具有無碰撞區(qū)跳頻序列NHZ；B.構(gòu)造Walsh序列；C.將具有無碰撞區(qū)跳頻序列NHZ與Walsh序列相結(jié)合，則構(gòu)成具有無碰撞區(qū)的雙極性跳頻碼。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明構(gòu)造的具有無碰撞區(qū)的雙極性跳頻碼，只要用戶之間的延遲在零相關(guān)區(qū)內(nèi)，所有碼字完全正交，這將完全消除二維相干OCDMA系統(tǒng)的多址干擾和差拍噪聲，也可以消除二維相干OCDMA系統(tǒng)的遠近效應(yīng)。因此，本發(fā)明構(gòu)造的具有無碰撞區(qū)的雙極性跳頻碼，可實現(xiàn)大容量的二維相干OCDMA系統(tǒng)，應(yīng)用于光接入網(wǎng)、光局域網(wǎng)、光碼標(biāo)記交換網(wǎng)絡(luò)、光纖傳感器網(wǎng)等。
【專利說明】具有無碰撞區(qū)的雙極性跳頻碼的構(gòu)造方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光接入網(wǎng)、光局域網(wǎng)、光碼標(biāo)記交換網(wǎng)絡(luò)、光纖傳感器網(wǎng)等領(lǐng)域，尤其 涉及具有無碰撞區(qū)的雙極性跳頻碼的構(gòu)造方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 光碼分多址（0CDMA)具有寬帶、安全和隨機即時接入等特點，是未來高速局域網(wǎng) 和接入網(wǎng)的最佳方案之一。按自由度分可以分為一維0CDMA系統(tǒng)和二維0CDMA系統(tǒng)，二維 0CDMA系統(tǒng)的地址碼不僅在時域上擴展，同時還在波長上擴展，稱為二維光正交碼。
[0003] 目前，國內(nèi)外的許多學(xué)者已構(gòu)造了多類二維0CDMA地址碼?；谒財?shù)碼（Prime code)，Tancevski.L等構(gòu)造了 PC/PC和EQC/PC，PC/PC碼的自相關(guān)限為0,互相關(guān)限為1， EQC/PC的自相關(guān)限為0,互相關(guān)限為2。萬生鵬等基于素數(shù)碼和光正交碼，構(gòu)造了 PC/00C碼， 它的自相關(guān)限為〇,互相關(guān)限為1。周秀麗等基于RS碼，構(gòu)造了多倍長多波長RS碼，它的自 相關(guān)限為〇,互相關(guān)限為1。殷洪璽等構(gòu)造了二維0CFHC/00C碼和二維變重碼，互相關(guān)限為 1。李傳起等構(gòu)造了二維QPC碼，互相關(guān)限為1。Lee和Seo利用兩個不同的一維00C分別 在時域和頻域擴展，構(gòu)造的二維光正交碼的碼重為3,互相關(guān)限為1。Kwong和Yang利用素 數(shù)跳頻碼控制時域和頻域，構(gòu)造的二維光正交碼的碼長為素數(shù)，互相關(guān)限等于1。Kwong等 采用素數(shù)碼及其循環(huán)序列為頻域擴頻序列，一維00C為時域擴頻序列，波長數(shù)為素數(shù)之乘 積，二維光正交碼的互相關(guān)限等于1。E. S. Shivaleela等利用有限域直接構(gòu)造了二維光正 交碼，互相關(guān)限等于1。Jen-Hao Tien和Yang等構(gòu)造了互相關(guān)限為2的二維碼，增加了碼 字容量，但增加了用戶之間的多址干擾。S. Kim和K. Yu構(gòu)造了三維光正交碼，分別在時域/ 頻域/空域（或偏振域）進行擴展，其碼字容量大大增加，但系統(tǒng)實現(xiàn)難度大，相關(guān)的后續(xù) 研究較少。
[0004] 另一方面，隨著光編解碼器技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的二維非相干0CDMA系統(tǒng)向二維相 干0CDMA系統(tǒng)演進。所謂二維相干0CDMA，是指在相干0CDMA系統(tǒng)中，采用雙極性的二維地 址碼進行擴頻編碼和光相關(guān)解碼，其優(yōu)點是碼字容量大大增加。Ye Zhang采用雙極性的m 跳頻序列，實現(xiàn)了相位編碼的二維SSFBG編/解碼器，即二維相干0CDMA系統(tǒng)。在二維相干 0CDMA系統(tǒng)中，不同用戶之間的碼字不完全正交將導(dǎo)致多址干擾，目標(biāo)信號和干擾信號經(jīng)過 光電檢測器時將導(dǎo)致差拍噪聲，而差拍噪聲遠遠大于多址干擾，成為二維相干0CDMA系統(tǒng) 最主要的噪聲。
[0005] 在二維相干0CDMA系統(tǒng)中，影響整個系統(tǒng)性能的噪聲主要包括多址干擾和差拍噪 聲。多址干擾是由碼字的不正交引起的，差拍噪聲是由光檢測器的平方特性引起的，這同樣 取決于碼字的正交性。
[0006] 目前，二維相干0CDMA系統(tǒng)采用雙極性的m跳頻序列，地址碼不能完全正交（互相 關(guān)限最小為1)，互相關(guān)特性不理想，因此系統(tǒng)存在多址干擾和差拍噪聲。尤其當(dāng)并發(fā)用戶數(shù) 較多時，多址干擾和差拍噪聲成為最主要的噪聲，使二維相干0CDMA系統(tǒng)的誤碼率急劇上 升，從而導(dǎo)致二維相干0CDMA的接入用戶數(shù)受到限制。同時，由于地址碼不能完全正交，二 維相干OCDMA系統(tǒng)存在遠近效應(yīng)，這需要復(fù)雜的功率控制。因此，目前二維相干OCDMA系統(tǒng) 難以實用化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種具有無碰撞區(qū)的雙極性跳頻碼的 構(gòu)造方法。
[0008] 本發(fā)明提供了一種具有無碰撞區(qū)的雙極性跳頻碼的構(gòu)造方法，包括如下步驟：
[0009] A.構(gòu)造具有無碰撞區(qū)跳頻序列NHZ ;
[0010] B.構(gòu)造 Walsh 序列；
[0011] C.將具有無碰撞區(qū)跳頻序列NHZ與Walsh序列相結(jié)合，則構(gòu)成具有無碰撞區(qū)的雙 極性跳頻碼。
[0012] 作為本發(fā)明的進一步改進，在所述步驟A中：
[0013] 假設(shè)有集合F = {a1，…a11，…av，…aM}，其中，丨}，Μ為序列的 數(shù)目，L為序列周期；若分別用和Ζ?表示自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)的無碰撞區(qū)寬度，用ΖΝ表 示跳頻序列集的無碰撞區(qū)寬度，則
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種具有無碰撞區(qū)的雙極性跳頻碼的構(gòu)造方法，其特征在于，包括如下步驟： A. 構(gòu)造具有無碰撞區(qū)跳頻序列NHZ; B. 構(gòu)造Walsh序列； C. 將具有無碰撞區(qū)跳頻序列NHZ與Walsh序列相結(jié)合，則構(gòu)成具有無碰撞區(qū)的雙極性 跳頻碼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)造方法，其特征在于，在所述步驟A中： 假設(shè)有集合
，其中，
，MS序列的數(shù)目， L為序列周期；若分別用Zan和ZeN表示自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)的無碰撞區(qū)寬度，用Zn表示跳 頻序列集的無碰撞區(qū)寬度，則

相應(yīng)的無碰撞區(qū)跳頻序列集NHZ有如下相關(guān)特性
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)造方法，其特征在于，在所述步驟B中： 2階Hadamard矩陣H2為：
2N階Hadamard矩陣H2n 為：
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)造方法，其特征在于，在所述步驟C中：選取ZNH序列集中 的第i個序列和n階Walsh序列的第j個序列構(gòu)成復(fù)合序列。
5. -種具有無碰撞區(qū)的雙極性跳頻碼的構(gòu)造系統(tǒng)，其特征在于，包括： 跳頻序列構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造具有無碰撞區(qū)跳頻序列NHZ; Walsh序列構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造Walsh序列； 處理模塊，用于將具有無碰撞區(qū)跳頻序列NHZ與Walsh序列相結(jié)合，則構(gòu)成具有無碰撞 區(qū)的雙極性跳頻碼。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的構(gòu)造系統(tǒng)，其特征在于，在所述跳頻序列構(gòu)造模塊中： 假設(shè)有集合
，其中，
，MS序列的數(shù)目， L為序列周期；若分別用Zan和ZeN表示自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)的無碰撞區(qū)寬度，用Zn表示跳 頻序列集的無碰撞區(qū)寬度，則

相應(yīng)的無碰撞區(qū)跳頻序列集NHZ有如下相關(guān)特性
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的構(gòu)造系統(tǒng)，其特征在于，在所述Walsh序列構(gòu)造模塊中： 2階Hadamard矩陣H2為：
2N階Hadamard矩陣H2n 為：
。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的構(gòu)造系統(tǒng)，其特征在于，在所述處理模塊中：選取ZNH序列集 中的第i個序列和n階Walsh序列的第j個序列構(gòu)成復(fù)合序列。
【文檔編號】H04B1/715GK104242985SQ201410451654
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】吉建華, 王可, 徐銘, 張志朋, 楊淑雯, 馬君顯 申請人:深圳大學(xué)