具有无碰撞区的双极性跳频码的构造方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明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。本发明的有益效果是：本发明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。
【专利说明】具有无碰撞区的双极性跳频码的构造方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光接入网、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。
【背景技术】
[0002] 光码分多址（0CDMA)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0CDMA系统和二维0CDMA系统，二维 0CDMA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。
[0003] 目前，国内外的许多学者已构造了多类二维0CDMA地址码。基于素数码（Prime code)，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/00C码， 它的自相关限为〇,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 相关限为〇,互相关限为1。殷洪玺等构造了二维0CFHC/00C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00C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00C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-Hao Tien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。
[0004] 另一方面，随着光编解码器技术的发展，传统的二维非相干0CDMA系统向二维相 干0CDMA系统演进。所谓二维相干0CDMA，是指在相干0CDMA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。Ye Zhang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0CDMA系统。在二维相干 0CDMA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0CDMA系统 最主要的噪声。
[0005] 在二维相干0CDMA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。
[0006] 目前，二维相干0CDMA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0CDMA系统的误码率急剧上 升，从而导致二维相干0CDMA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。
【发明内容】
[0007] 为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种具有无碰撞区的双极性跳频码的 构造方法。
[0008] 本发明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：
[0009] A.构造具有无碰撞区跳频序列NHZ ;
[0010] B.构造 Walsh 序列；
[0011] 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。
[0012] 作为本发明的进一步改进，在所述步骤A中：
[0013] 假设有集合F = {a1，…a11，…av，…aM}，其中，丨}，Μ为序列的 数目，L为序列周期；若分别用和Ζ?表示自相关和互相关函数的无碰撞区宽度，用ΖΝ表 示跳频序列集的无碰撞区宽度，则
[0014]
【权利要求】
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。
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： 假设有集合
，其中，
，MS序列的数目， L为序列周期；若分别用Zan和ZeN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
相应的无碰撞区跳频序列集NHZ有如下相关特性
3. 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：
4. 根据权利要求1所述的构造方法，其特征在于，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。
5. -种具有无碰撞区的双极性跳频码的构造系统，其特征在于，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。
6. 根据权利要求5所述的构造系统，其特征在于，在所述跳频序列构造模块中： 假设有集合
，其中，
，MS序列的数目， L为序列周期；若分别用Zan和ZeN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
相应的无碰撞区跳频序列集NHZ有如下相关特性
7. 根据权利要求5所述的构造系统，其特征在于，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：
。
8. 根据权利要求5所述的构造系统，其特征在于，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。
【文档编号】H04B1/715GK104242985SQ201410451654
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】吉建华, 王可, 徐铭, 张志朋, 杨淑雯, 马君显 申请人:深圳大学