OCDMA系統(tǒng)中混沌光地址碼編解碼方案研究.pdf

1、光碼分多址(OCDMA)技術(shù)是把碼分多址(CDMA)與光纖通信相結(jié)合產(chǎn)生的一種光通信技術(shù)，主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：用戶容量較大，允許用戶隨機(jī)接入；充分利用光纖的帶寬；保密性較好等幾個(gè)方面。因此OCDMA技術(shù)具有很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。 混沌是非線性系統(tǒng)中確定性的、類似隨機(jī)的現(xiàn)象，混沌信號(hào)對(duì)初值十分敏感，具有寬功率譜、可再生等特點(diǎn)。利用混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的混沌序列作為CDMA系統(tǒng)中的擴(kuò)頻序列，它能提高信息傳輸?shù)陌踩?，如何利用混沌系統(tǒng)產(chǎn)

2、生比傳統(tǒng)雙極性序列有更好相關(guān)性的混沌序列在無線CDMA領(lǐng)域已有了大量理論和實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道。OCDMA系統(tǒng)利用碼分復(fù)用技術(shù)和光纖傳輸，它在擴(kuò)頻碼的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法等方面都具有特殊性，探討混沌序列的良好相關(guān)性能否提OCDMA系統(tǒng)的容量以及混沌序列能否加強(qiáng)OCDMA系統(tǒng)的保密性，成為一個(gè)嶄新且有意義的研究方向。 為了降低OCDMA系統(tǒng)中的多址干擾、提高OCDMA系統(tǒng)的容量和保密性，本文對(duì)混沌序列的構(gòu)造方法、產(chǎn)生混沌序列的器件、基于混沌序列

3、的編解碼方案及其系統(tǒng)性能等方面進(jìn)行了深入的研究。主要研究工作及創(chuàng)新成果如下： 1.研究了基于混沌序列的相干方案：a.提出了利用混沌序列發(fā)生器驅(qū)動(dòng)馬赫-增德爾相位調(diào)制器在光域擴(kuò)頻和解擴(kuò)的混沌OCDMA方案；b.提出了利用光纖延遲線及相移器實(shí)現(xiàn)的基于混沌序列的編解碼方案。對(duì)混沌OCDMA系統(tǒng)，在完全異步的情況下，推導(dǎo)了信噪比和誤碼率的表達(dá)式，仿真分析了誤碼率隨用戶數(shù)的變化曲線，并與使用GOLD序列時(shí)的誤碼率曲線進(jìn)行了比較，這些研究結(jié)

4、果表明基于混沌序列的系統(tǒng)有較低的誤碼率和較高的安全性。 2.根據(jù)三階chebyshev映射，設(shè)計(jì)了一種完全平衡互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的混沌序列(“+1”和“-1”碼元個(gè)數(shù)相等)?；诖嘶煦缧蛄械腛CDMA系統(tǒng)，其直流分量不存在，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。通過對(duì)系統(tǒng)性能的分析，給出了接收端輸出信號(hào)及誤碼率的表達(dá)式；仿真結(jié)果表明混沌序列的相關(guān)性特別是部分相關(guān)性優(yōu)于Gold序列，在異步接入的情況下，基于混沌序列的OCDMA系統(tǒng)與使用Gold序列時(shí)相比有較

5、低的誤碼率。 3.我們提出一種在光域產(chǎn)生模擬雙極性混沌序列的方法，即利用馬赫—增德爾干涉儀光路可調(diào)制輸入光電場(chǎng)矢量的振幅和相位，通過選取干涉儀的臂長(zhǎng)，使輸出光的電場(chǎng)矢量等于輸入光電場(chǎng)矢量與余弦項(xiàng)的乘積，多個(gè)這樣的干涉儀光路并結(jié)合光纖延遲線和相移器，按logistic映射產(chǎn)生了雙極性的混沌序列，從而形成混沌序列發(fā)生器。 4.提出了以3中所提出的混沌序列發(fā)生器作為編碼器的一種OCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合模擬混沌序列的特點(diǎn)，推導(dǎo)了