一种时/频域零相关区二维双极性码的构造方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种时/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。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术完全消除二维相干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，本发明专利技术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。

Construction method and system of time / frequency domain zero correlation region two-dimensional bipolar code

The invention provides a construction method of frequency domain zero correlation zone two-dimensional bipolar code and a system /, including the construction methods: time domain A. structure with zero correlation zone of zero correlation zone sequence LA; one coincidence sequence structure of B. domain C.; Walsh sequence structure; one coincidence sequence spread spectrum and frequency domain time domain D. the zero correlation zone of zero correlation zone combined with a time / frequency domain zero correlation zone two-dimensional optical orthogonal code; E. time / frequency domain zero correlation zone two-dimensional optical orthogonal code and Walsh sequence combination, constitute the time / frequency domain two-dimensional bipolar codes with zero correlation zone. The beneficial effect of this invention is to completely eliminate two-dimensional coherent OCDMA system, multiple access interference and beat noise, but also can eliminate the near far effect, two-dimensional coherent OCDMA system, therefore, the invention can realize two-dimensional high capacity coherent OCDMA system used in optical access network, optical network, optical code label switching network optical fiber sensor network.

【技术实现步骤摘要】
一种时/频域零相关区二维双极性码的构造方法及系统
本专利技术涉及通讯
，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。
技术介绍
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-HaoTien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。YeZhang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。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(等于系统的有效波长数)，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。
技术实现思路
本专利技术提供了一种时/频域零相关区二维双极性码的构造方法，包括如下步骤：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。作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤A中，设m、ZCZ为正整数，其中m代表基本脉冲的个数，ZCZ代表零相关区的长度，由基本脉冲数m和零相关区长度ZCZ构造出LA码的基序列，并设该基序列的长度为N，用s＝{s1，s2，…，sN}表示基序列，用{δi，i＝1，2，…，m}表示基序列中对应的基本脉冲间隔，假设m个基本脉冲的分布位置分别为x1，x2，…，xm，并且假设0≤x1≤x2≤…≤xm≤N-1。作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤B中，单重合序列是一种为无线跳频CDMA系统设计的跳频伪随机序列，对于给定的参数，设波长数目q为一个奇整数，定义跳频序列的长度为L＝m＝q－2d－1，如果q为一个偶整数，则定义L＝q－2d－2，其中m与步骤A中的意义一样，d为任意两个相邻“chip”波长的最小间隔，则可以构成q个长为L的单重合序列集，用A＝{a1，a2，…，aq}表示该序列集，其中其中i＝1，2，…，q。作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤D中，以LA码的基序列s为时间扩频伪随机序列，以单重合序列为波长跳频伪随机序列，构成时/频域零相关区二维光正交码。作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤E中，根据Walsh序列相应码片的极性，控制时/频域零相关区二维光正交码相应码片的相位，从而构成时/频域零相关区二维双极性码。本专利技术还提供了一种时/频域零相关区二维双极性码的构造系统，包括：第一构造模块，用于构造具有零相关区的时域零相关区扩频序列LA；第二构造模块，用于构造频域的单重合序列；第三构造模块，用于构造Walsh序列；第一处理模块，用于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；第二处理模块，用于将时/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。作为本专利技术的进一步改进，在所述第一构造模块中，设m、ZCZ为正整数，其中m代表基本脉冲的个数，ZCZ代表零相关区的长度，由基本脉冲数m和零相关区长度ZCZ构造出LA码的基序列，并设该基序列的长度为N，用s＝{s1，s2，…，sN}表示基序列，用{δi，i＝1，2，…，m}表示基序列中对应的基本脉冲间隔，假设m个基本脉冲的分布位置分别为x1，x2，…，xm，并且假设0≤x1≤x2≤…≤xm≤N-1。作为本专利技术的进一步改进，在所述第二构造模块中，单重合序列是一种为无线跳频CDMA系统设计的跳频伪随机序列，对于给定的参数，设波长数目q为一个奇整数，定义跳频序列的长度为L＝m＝q－2d－1，如果q为一个偶整数，则定义L＝q－2d－2，其中m与第一构造模块中的意义一样，d为任意两个相邻“chip”波长的最小间隔，则可以构成q个长为L的单重合序列集，用A＝{a1，a2，…，aq}表示该序列集，其中其中i＝1，2，…，q。作为本专利技术的进一步改进，在所述第一处理模块中，以LA码的基序列s为时间扩频伪随机序列，以单重合序列为波长跳频伪随机序列，构成时/频域零相关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时/频域零相关区二维双极性码的构造方法，其特征在于，包括如下步骤：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。

【技术特征摘要】
1.一种时/频域零相关区二维双极性码的构造方法，其特征在于，包括如下步骤：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。2.根据权利要求1所述的构造方法，其特征在于，在所述步骤A中，设m、ZCZ为正整数，其中m代表基本脉冲的个数，ZCZ代表零相关区的长度，由基本脉冲数m和零相关区长度ZCZ构造出LA码的基序列，并设该基序列的长度为N，用s＝{s1，s2，…，sN}表示基序列，用{δi，i＝1，2，…，m}表示基序列中对应的基本脉冲间隔，假设m个基本脉冲的分布位置分别为x1，x2，…，xm，并且假设0≤x1≤x2≤…≤xm≤N-1。3.根据权利要求2所述的构造方法，其特征在于，在所述步骤B中，单重合序列是一种为无线跳频CDMA系统设计的跳频伪随机序列，对于给定的参数，设波长数目q为一个奇整数，定义跳频序列的长度为L＝m＝q－2d－1，如果q为一个偶整数，则定义L＝q－2d－2，其中m与步骤A中的意义一样，d为任意两个相邻“chip”波长的最小间隔，则可以构成q个长为L的单重合序列集，用A＝{a1，a2，…，aq}表示该序列集，其中其中i＝1，2，…，q。4.根据权利要求3所述的构造方法，其特征在于，在所述步骤D中，以LA码的基序列s为时间扩频伪随机序列，以单重合序列为波长跳频伪随机序列，构成时/频域零相关区二维光正交码。5.根据权利要求4所述的构造方法，其特征在于，在所述步骤E中，根据Walsh序列相应码片的极性，控制时/频域零相关区二维光正交码相应码片的相位，从而构成时/频域零相关区二维双极性码。6.一种时/频域零相关区二维双极性码的构造系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉建华，欧阳攀，王可，徐铭，张志朋，杨淑雯，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44