具有无碰撞区的双极性跳频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具有无碰撞区的双极性跳频码的构造方法及系统，该构造方法包括如下步骤：A.构造具有无碰撞区跳频序列NHZ；B.构造Walsh序列；C.将具有无碰撞区跳频序列NHZ与Walsh序列相结合，则构成具有无碰撞区的双极性跳频码。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术构造的具有无碰撞区的双极性跳频码，只要用户之间的延迟在零相关区内，所有码字完全正交，这将完全消除二维相干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，本发明专利技术构造的具有无碰撞区的双极性跳频码，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。

【技术实现步骤摘要】
具有无碰撞区的双极性跳频码的构造方法及系统
本专利技术涉及光接入网、光局域网、光码标记交换网络、光纤传感器网等领域，尤其涉及具有无碰撞区的双极性跳频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。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。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种具有无碰撞区的双极性跳频码的构造方法。本专利技术提供了一种具有无碰撞区的双极性跳频码的构造方法，包括如下步骤：A.构造具有无碰撞区跳频序列NHZ；B.构造Walsh序列；C.将具有无碰撞区跳频序列NHZ与Walsh序列相结合，则构成具有无碰撞区的双极性跳频码。作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤A中：假设有集合F＝{a1,...au,...av,...aM}，其中，M为序列的数目，L为序列周期；若分别用ZAN和ZCN表示自相关和互相关函数的无碰撞区宽度，用ZN表示跳频序列集的无碰撞区宽度，则ZN＝min(ZAN,ZCN)相应的无碰撞区跳频序列集NHZ有如下相关特性作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤B中：2阶Hadamard矩阵H2为:2N阶Hadamard矩阵H2N为:作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤C中：选取ZNH序列集中的第i个序列和n阶Walsh序列的第j个序列构成复合序列。本专利技术还提供了一种具有无碰撞区的双极性跳频码的构造系统，包括：跳频序列构造模块，用于构造具有无碰撞区跳频序列NHZ；Walsh序列构造模块，用于构造Walsh序列；处理模块，用于将具有无碰撞区跳频序列NHZ与Walsh序列相结合，则构成具有无碰撞区的双极性跳频码。作为本专利技术的进一步改进，在所述跳频序列构造模块中：假设有集合F＝{a1,...au,...av,...aM}，其中，M为序列的数目，L为序列周期；若分别用ZAN和ZCN表示自相关和互相关函数的无碰撞区宽度，用ZN表示跳频序列集的无碰撞区宽度，则ZN＝min(ZAN,ZCN)相应的无碰撞区跳频序列集NHZ有如下相关特性作为本专利技术的进一步改进，在所述Walsh序列构造模块中：2阶Hadamard矩阵H2为:2N阶Hadamard矩阵H2N为:作为本专利技术的进一步改进，在所述处理模块中：选取ZNH序列集中的第i个序列和n阶Walsh序列的第j个序列构成复合序列。本专利技术的有益效果是：本专利技术构造的具有无碰撞区的双极性跳频码，只要用户之间的延迟在零相关区内，所有码字完全正交，这将完全消除二维相干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，本专利技术构造的具有无碰撞区的双极性跳频码，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。附图说明图1是本专利技术的方法流程图；图2是本专利技术的C2,15和C3,15的互相关特性图；图3是本专利技术的C3,10和C4,6的互相关特性图；图4是本专利技术的C4,25和C2,18的互相关特性图；图5是本专利技术的C1,22和C1,30的互相关特性图。具体实施方式如图1所示，本专利技术公开了一种具有无碰撞区的双极性跳频码的构造方法，包括如下步骤：在步骤S1中，构造具有无碰撞区跳频序列NHZ；在步骤S2中，构造Walsh序列；在步骤S3中，将具有无碰撞区跳频序列NHZ与Walsh序列相结合，则构成具有无碰撞区的双极性跳频码。在所述步骤S1中，假设有集合F＝{a1,...au,...av,...aM}，其中，M为序列的数目，L为序列周期。若分别用ZAN和ZCN表示自相关和互相关函数的无碰撞区宽度，用ZN表示跳频序列集的无碰撞区宽度，则ZN＝min(ZAN,ZCN)相应的无碰撞区跳频序列集NHZ有如下相关特性基于有限域GF(P^m)构造非重复NHZ跳频序列集的方法，例如，一个具有零相关区为2的跳频序列集，码字容量为4，长度L＝32：m1＝{28,30,29,31,24,30,17,31,1,28,2,31,1,24,6,23,11,9,21,23,15,9,5,23,22,11,10,23,22,15,14,31}m2＝{7,5,14,12,28,26,29,19,26,7,17,12,5,28,10,27,16,18,6,4,11,13,21,27,13,16,25,4,18,11,2,19本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有无碰撞区的双极性跳频码的构造方法，其特征在于，包括如下步骤：A.构造具有无碰撞区跳频序列NHZ；B.构造Walsh序列；C.将具有无碰撞区跳频序列NHZ与Walsh序列相结合，则构成具有无碰撞区的双极性跳频码。

【技术特征摘要】
1.一种具有无碰撞区的双极性跳频码的构造方法，其特征在于，包括如下步骤：A.构造具有无碰撞区跳频序列NHZ；B.构造Walsh序列；C.将具有无碰撞区跳频序列NHZ与Walsh序列相结合，则构成具有无碰撞区的双极性跳频码；在所述步骤A中：假设有集合F＝{a1,...au,...av,...aM}，其中，M为序列的数目，L为序列周期；若分别用ZAN和ZCN表示自相关和互相关函数的无碰撞区宽度，用ZN表示跳频序列集的无碰撞区宽度，则ZN＝min(ZAN,ZCN)相应的无碰撞区跳频序列集NHZ有如下相关特性在所述步骤C中：选取NHZ序列集中的第i个序列和n阶Walsh序列的第j个序列构成复合序列。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B中：2阶Hadamard矩阵H2为:2N阶Hadamard矩阵H2N为:3.一种具有无碰撞区的双极性跳频码的...

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