[发明专利]一种具有零相关窗的二维光正交码的形成方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，更具体地说，涉及一种具有零相关窗的二维光正交码的形成方法及装置。

背景技术

光码分多址（Optical Code Division Multiple Access,简写为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。二维光正交码一般是在一维光地址码的基础上，通过扩展波长信道而得到。

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（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/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-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。国内外还有很多学者构造了多种二维码，但互相关限都等于1或大于1，二维光正交码都无法完全正交。

在二维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。目前已经构造的二维光正交码主要有：PC/PC、EQC/PC、PC/OOC、OOC/PC、OCFHC/OOC、EQC/OCS、PC/OCS、OOC/OCS等等，所有这些码字都不完全正交，即码字的互相关限不为零。

如上所述，由于目前二维OCDMA系统采用的地址码不能完全正交（互相关限最小为1），即码字的互相关限不为零，互相关特性不理想，因此系统存在严重的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OCDMA系统的误码率急剧上升，从而导致二维OCDMA的接入用户数受到限制。同时，由于二维地址码不能完全正交，二维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OCDMA系统难以实用化。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述地址码不能完全正交，互相关特性不理想的缺陷，提供一种完全正交、互相关特性理想的具有零相关窗的二维光正交码的形成方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有零相关窗的二维光正交码的形成方法，包括如下步骤：

A）构造具有零相关窗口的第一序列；所述第一序列是由0、1构成的二进制序列;所述第一序列的周期长度等于码字的码长；所述第一序列的自相关函数的主峰等于基本脉冲的个数；所述第一序列的自相关函数的副峰值有1，0二个值；

B）构造第二序列；所述第二序列为一种跳频序列，所述第二序列的所有码字等长；所述第二序列的码长等于所述第一序列的脉冲个数；所述第二序列的波长数大于第一序列的脉冲个数；所述第二序列的每个码字中，每个波长至多用一次；

C）将所述第一序列与所述第二序列进行映射，则形成具有零相关窗的二维光正交码；所述二维光正交码中每个波长在每个码字中至多用一次；所述具有零相关窗的二维光正交码在任意的时间位移，任意两个不同的码字至多有一个波长重叠。

在本发明所述的具有零相关窗的二维光正交码的形成方法中，所述步骤C）中的映射是用第二序列每一码元内容所表示的波长序号所对应的波长控制第一序列对应码元位置的脉冲。