OCDMA系统中混沌光地址码编解码方案研究.pdf

摘要 光码分多址(oCDMA)技术是把码分多址(CDMA)与光纤通信相结合产生的 ～种光通信技术，主要优点表现在：用户容量较大，允许用户随机接入；充分利 用光纤的带宽；必威体育官网网址性较好等几个方面。因此oCDMA技术具有很强的技术优势和 广阔的应用前景。 混沌是非线性系统中确定性的、类似随机的现象，混沌信号对初值十分敏感， 具有宽功率谱、可再生等特点。利用混沌系统产生的混沌序列作为CDMA系统中的 扩频序列，它能提高信息传输的安全性，如何利用混沌系统产生比传统双极性序 列有更好相关性的混沌序列在无线CDMA领域已有了大量理论和实验研究报道。 0cDMA系统利用码分复用技术和光纤传输，它在扩频码的设计和实现方法等方面 都具有特殊性，探讨混沌序列的良好相关性能否提0CDMA系统的容量以及混沌序 列能否加强ocDMA系统的必威体育官网网址性，成为一个崭新且有意义的研究方向。 为了降低0CDMA系统中的多址干扰、提高OCDMA系统的容量和必威体育官网网址性， 本文对混沌序列的构造方法、产生混沌序列的器件、基于混沌序列的编解码方案 及其系统性能等方面进行了深入的研究。主要研究工作及创新成果如下： 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发生器驱动马赫 一增德尔相位调制器在光域扩频和解扩的混沌oCDMA方案；b．提出了利用光纤延 迟线及相移器实现的基于混沌序列的编解码方案。对混沌0CDMA系统，在完全异 步的情况下，推导了信噪比和误码率的表达式，仿真分析了误码率随用户数的变 化曲线，并与使用GOLD序列时的误码率曲线进行了比较，这些研究结果表明基 于混沌序列的系统有较低的误码率和较高的安全性。 2．根据三阶chebyshev映射，设计了一种完全平衡互补结构的混沌序列 (“+l和“一l码元个数相等)。基于此混沌序列的0CD姒系统，其直流分量不 存在，使系统结构得到简化。通过对系统性能的分析，给出了接收端输出信号及 误码率的表达式；仿真结果表明混沌序列的相关性特别是部分相关性优于Gold 序列，在异步接入的情况下，基于混沌序列的oCDMA系统与使用Gold序列时相 比有较低的误码率。 3．我们提出一种在光域产生模拟双极性混沌序列的方法，即利用马赫一增 德尔干涉仪光路可调制输入光电场矢量的振幅和相位，通过选取干涉仪的臂长， 锼输出光阴电场矢量等十输入光f乜l场矢量与余弦项的乘移{，彩个这样的一f二涉仪光 路』i：结合光纤延迟线和相移器，按logistic映射产生了双极性的混沌序列，从 而形成混沌序列发生器。 4．提出了以3中所提出的混沌序列发生器作为编码器的一种o(：DMA系统结 构，结合模拟混沌序列的特点，推导了信噪比和误码率的表达式，仿真分析了误 码率随用户数的变化曲线。仿真结果表明，基于109istic映射产生的模拟混沌 序列的0CDMA系统，其误码率曲线与G01d序列类似。基于模拟混沌序列的oCDMA 系统，经扩频后信号的功率谱与噪声类似，因此很难被破译，具有较高的安全性。 关键词：光纤通信；光码分多址；双极性序列；混沌序列；编／解码器；编／ 解码方案；相关性；信噪比；误码率。 ABSTRACT of oCDMAisa whichisacombinationCDMAwith technolegy optical use as： fibercommunication．Thereare to it，suchhigh manyadvantages andrandom andexcellentanti—interference． access：high capacity security It a forthe offuturecommunication impliesgreatchallengedevelopment