一种光正交码构造方法
【专利摘要】本发明公开了一种光正交码构造方法，属于光通信【技术领域】。该方法首先将光正交码的构造问题转化为图的在线最大团问题，然后求解图的在线最大团问题，最后将求得的最大团转化为光正交码。本发明进一步利用基于引导变异的进化算法来求解图的在线最大团问题。相比现有技术，本发明方法的适用范围更广，对于任意设定的码长、码重和任意的自相关、互相关系数，均可得到具有较大码字容量的光正交码，且算法效率较高，实时性好。
【专利说明】一种光正交码构造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光正交码构造方法，属于光通信【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 光码分多址（0CDMA)是将码分多址（CDMA)通信技术与光纤通信技术相结合的一 种新型通信方式。0CDMA充分利用了光纤的巨大带宽资源，结合电CDMA的优点，具有异步、 宽带、可靠和随机接入等特点。在0CDMA系统中，每个用户被分配唯一的、且相关特性好的 光地址码来相互标识和区别，实现共享信道随机通信。由于光正交码（00C)具备良好的自 相关合乎相关特性，00C常用来实现0CDMA的地址码设计。
[0003] 长度为h重量为左的光正交码通常记作（6左，7j )-00C ,其中之和分别 为码字的自相关和互相关上界。目前工业界已有的00C设计方案通常采用差集、有限域、有 限集合、组合设计等数学方法，但是这些方法通常只适用于特定的4、4参数，而在一 般的参数设定下如何设计码字较多的ooc当前并无有效方法。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种光正交码构造方 法，对于任意码长、码重、自相关系数和互相关系数，均可构造出具有较大容量的光正交码。
[0005] 本发明采用以下技术方案解决上述技术问题： 一种光正交码构造方法，所述光正交码的码长、重量、自相关上界、互相关上界分别为 左、4、4，该方法包括以下步骤： 步骤1、先随机生成码长为^重量为々的码字，然后挑出满足自相关上界4限制的码 字作为无向图的顶点，并在满足互相关上界.4限制的码字之间添加边，得到无向图G ;步骤 2、求解所述无向图G的在线最大团问题； 步骤3、将求得的最大团转化为光正交码。
[0006] 进一步地，本发明使用基于引导变异的进化算法求解所述无向图G的在线最大团 问题，包括以下步骤： 1) 进行编码转换：将最大团问题转换到进化算法所能处理的0-1序列搜索空间中； 2) 生成种群： a) 记个体0-1序列的最大长度为/?，在个顶点的图G中，随机选取/?/2个点，设为点 集D，在D的基础上随机删点得到控制集D'，从D'之外的顶点中随机添加点到D'中，直到 使其成为极大团，记为D' '，即得到种群中的一个新个体； b) 重复步骤a)所述的过程#次，即得到有#个个体的进化算法种群，其中#是正整数； 3) 遗传变异： C)令时间t=o,记#个初始解分别为#，…，其中#为/7维0-1向量； d) 从ΛΖ个解中留取其中较好的#个解，设为…,x('其中^的顶点数最多； e) 定义引导向量为：
【权利要求】
1. 一种光正交码构造方法，所述光正交码的码长、重量、自相关上界、互相关上界分别 为4、4，其特征在于，该方法包括以下步骤： 步骤1、先随机生成码长为^重量为々的码字，然后挑出满足自相关上界A限制的码 字作为无向图的顶点，并在满足互相关上界.4限制的码字之间添加边，得到无向图g ;步骤 2、求解所述无向图G的在线最大团问题； 步骤3、将求得的最大团转化为光正交码。
2. 如权利要求1所述光正交码构造方法，其特征在于，使用基于引导变异的进化算法 求解所述无向图G的在线最大团问题，包括以下步骤： 1) 进行编码转换：将在线最大团问题转换到进化算法所能处理的0-1序列搜索空间 中； 2) 生成种群： a) 记个体0-1序列的最大长度为/?，在个顶点的图G中，随机选取/?/2个点，设为点 集D，在D的基础上随机删点得到控制集D'，从D'之外的顶点中随机添加点到D'中，直到 使其成为极大团，记为D' '，即得到种群中的一个新个体； b) 重复步骤a)所述的过程#次，即得到有#个个体的进化算法种群，其中#是正整数； 3) 遗传变异： C)令时间t=0,记#个初始解分别为,其中为/7维0-1向量； d) 从#个解中留取其中较好的#个解，设为，,χ(2)Γ··^?Μ)，其中的顶点数最多； e) 定义引导向量为：
其中^为进化算法的学习系数； f) 对m进行变异系数为多、引导向量为#的引导变异，其中4为介于〇和1之间的实 数： 设一χ ... y ν其中每一元素:?以概率多发生变异，若变异，则以概率成为 X - ^xu,x12, v 1 1，以概率1-?成为ο; g) 记步骤f)所生成的新的0-1向量为y，对向量y进行如生成种群中步骤a)的修复 过程，得到种群中的一个新个体； h) 重复进行步骤f)和g)两步，直到生成N-M个新解，连同生成种群中步骤b)中留取 的Μ个好解，组成新一代的种群； i) 令t=t+l，判断此时生成的种群是否收敛为同一解，或者遗传变异次数t达到预设的 上界，如果成立，则遗传变异过程结束；否则，循环执行步骤d)--h); 4)换点更新： j) 记遗传变异阶段返回的最优解为s，对向量s进行如生成种群中步骤a)的修复过程 T次，得到T个新个体构成的备份集合； k) 令时间t=0,随机生成一个满足自相关限制的码字c，替换图G中的一个随机顶点，更 新图G ; l) 对备份集合中的每一个个体，删除其中与码字C不相邻的顶点，并用生成种群中步 骤a)所述过程进行修复； m) 令t=t+l，判断t是否达到预设的换点次数上限，如果成立，则换点更新过程结束；否 贝1J，循环执行步骤k)-l)。
【文档编号】H04J13/12GK104158618SQ201410370762
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】彭茂, 张媛, 王廷春 申请人:南京信息工程大学