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二维OCDMA系统的多用户实验和多速率仿真研究

作　者: 周燕燕
导　师: 李传起
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 应用数学
关键词: 光码分多址二维编解码布拉格光纤光栅阵列多用户多速率
分类号: TN929.533
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

光码分多址技术OCDMA是将码分多址CDMA技术与大容量的光纤通信技术相结合的一种通信方式,其主要优点表现在如下几个方面：允许多个用户随机的接入同一信道；可以构成真正“透明”的全光通信网络；具有良好的安全性；允许可变速率或者多速率传输,并可同时提供多种业务支持；具有良好的抗干扰能力,并能够充分地利用石英光纤的可用带宽。因此,OCDMA技术具有很强的技术优势和广阔的应用前景。本文主要围绕二维OCDMA系统展开研究。在二维OCDMA系统中,每个用户的地址码序列是二维的,即每个地址码序列的光脉冲不仅在时域上扩展,同时还在空间或波长域上扩展。由于增加了一个自由度(空间或波长),二维OCDMA系统的性能比一维OCDMA系统有很大的提高。论文首先对光码分多址技术的基本原理、系统特点、系统分类以及关键技术进行了介绍,并对OCDMA系统的发展历史和研究现状进行了总结。第二章,对目前二维OCDMA系统的主要的三个编码方案：时一空二维OCDMA、WDM+OCDMA以及多波长二维OCDMA进行了分析,并通过仿真比较了这三种系统的性能。结论表明了二维OCDMA系统在并发用户数和系统误码率方面远大于目前一维OCDMA系统。同时对改善二维OCDMA系统提出了一些有意义的建议和总结。第三章,对基于布拉格光纤光栅阵列的二维OCDMA系统进行了实验研究。讨论了FBGs编解码器的编解码原理和二维OOC码字的构造原理,设计并制作了基于课题组自行设计的二维OOC码字的二维FBG编解码器。实现了双用户、数据速率为2.5Gb／s的非相干OCDMA系统。研究了当系统传输速率超过相邻FBG间距限制条件时系统的编解码情况。实验结果表明,该二维FBGs编解码器可以进行正确的光信号编解码,系统的理论最大传输速率在实际中是可以逾越的。第四章,讨论了在未来的光接入网中,利用OCDMA技术同时支持多种不同速率、不同服务质量要求的用户信号的可能性。分析和比较了传统多速率光码分多址系统的编解码方案。提出了让扩频后码字周期固定的编解码方案,从理论上分析该方案的性能特性,并进行了相应的仿真,仿真结果和理论分析基本吻合。第五章,全文总结和展望。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
第一章绪论  8-18
  1.1 引言  8-10
  1.2 OCDMA技术概述  10-13
    1.2.1 OCDMA系统基本结构原理  10-11
    1.2.2 OCDMA系统特点  11-12
    1.2.3 OCDMA系统分类  12-13
  1.3 OCDMA系统关键技术  13-14
    1.3.1 光地址码理论  13
    1.3.2 光编解码器  13-14
  1.4 OCDMA技术发展历史和研究现状  14-16
  1.5 本文的主要研究内容  16-18
第二章二维OCDMA系统方案与结构  18-26
  2.1 引言  18
  2.2 二维OCDMA系统的分类及结构  18-23
    2.2.1 时分/空分OCDMA系统(T/S OCDMA)  18-20
    2.2.2 波分/码分相结合的系统(WDM+OCDMA)  20-21
    2.2.3 多波长OCDMA系统(MW-OCDMA)  21-23
  2.3 二维OCDMA系统性能的比较  23-24
  2.4 二维OCDMA系统性能的改善  24-26
第三章基于FBGs的二维OCDMA系统的实验研究  26-35
  3.1 布拉格光纤光栅(FBG)的编解码原理  26-27
  3.2 FBGs编解码器设计和二维OOC码字构造  27-30
    3.2.1 FBGs编解码器设计原理  27-28
    3.2.2 二维OOC的构造  28-30
  3.3 基于FBGs的双用户二维OCDMA系统实验研究  30-35
    3.3.1 系统结构与参数设置  30-32
    3.3.2 实验结果与分析  32-34
    3.3.3 FBGs间距的速率限制讨论  34-35
第四章基于FBGs的多速率二维OCDMA系统  35-52
  4.1 采用不同的码字数  35-41
    4.1.1 并行信道结构的多速率OCDMA系统  35-39
    4.1.2 串行信道结构的多速率OCDMA系统  39-41
  4.2 采用不同的扩频系数  41-44
    4.2.1 变码长OCDMA码字  42
    4.2.2 系统结构  42
    4.2.3 系统性能  42-44
  4.3 基于FBGs的多速率二维OCDMA系统仿真  44-52
    4.3.1 系统编解码方案  45-46
    4.3.2 多速率系统结构  46-47
    4.3.3 仿真结果分析  47-52
第五章总结与展望  52-54
  5.1 全文总结  52-53
  5.2 研究展望  53-54
参考文献  54-58
作者简介  58-59
致谢  59

二维OCDMA系统的多用户实验和多速率仿真研究

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