光碼分多址接入技術(shù).pdf

1、上海交通大學博士學位論文i摘要現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展使得光接入網(wǎng)成為最受重視的領(lǐng)域之一傳統(tǒng)的TDMA接入方式很難適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)在速率容量靈活性等方面的需求OCDMA技術(shù)結(jié)合CDMA接入方式的靈活性光纖的海量帶寬以及光學信息處理的高速性和透明性具有靈活性好速率高透明性好媒質(zhì)接入控制簡單等優(yōu)點是未來寬帶接入和高速LAN領(lǐng)域的最佳方案之一目前影響OCDMA技術(shù)實用化的關(guān)鍵技術(shù)包括光地址碼的構(gòu)造光編解碼器的設(shè)計多用戶干擾抑制OCDMA系統(tǒng)中

2、的一些物理效應(yīng)的克服光器件和集成光學技術(shù)等本文圍繞OCDMA的關(guān)鍵技術(shù)展開深入研究既有對現(xiàn)有系統(tǒng)方案的改進也提出新的系統(tǒng)方案既有對OCDMA系統(tǒng)中一些重要理論問題的探討也有實驗研究研究的結(jié)果對于OCDMA技術(shù)的發(fā)展和實用化應(yīng)該具有比較重要的意義和較高的參考價值本文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新性工作如下1對OCDMA技術(shù)的發(fā)展歷史現(xiàn)狀和進展基本特點關(guān)鍵技術(shù)進行介紹和分析給出本文的結(jié)構(gòu)框架2介紹和分析OCDMA的原理和關(guān)鍵技術(shù)基于多用戶干擾的高斯近

3、似假設(shè)建立分析系統(tǒng)性能的模型深入研究分析光地址碼和光編解碼器等技術(shù)提出光地址碼的評價指標介紹并比較幾種典型光地址碼分析了幾種典型系統(tǒng)方案的性能對OCDMA系統(tǒng)中的多用戶干擾消除碼字同步等關(guān)鍵技術(shù)進行總結(jié)和分析3從推動OCDMA技術(shù)實用化的角度出發(fā)詳細討論了OCDMA系統(tǒng)中幾種物理效應(yīng)對系統(tǒng)性能的影響并且提出解決問題的方法對光源消光比對系統(tǒng)誤碼率的影響進行深入分析提出系統(tǒng)誤碼率對消光比劣化的敏感度的概念并指出在光收發(fā)機中應(yīng)該對光源消光比進

4、行監(jiān)控對于在OCDMA系統(tǒng)中由于接收端各用戶信號光功率不等產(chǎn)生的遠近效應(yīng)引入掉線率的概念在用戶信號功率為高斯分布變量的假設(shè)下針對誤碼率和掉線率指標分別研究遠近效應(yīng)對大功率用戶和小功率用戶的影響同時研究用戶信號功率的方差與系統(tǒng)平均誤碼率和平均掉線率的關(guān)系提出應(yīng)用光硬限幅器消除遠近效應(yīng)的方案對于光線路色度色散對FFHOCDMA系統(tǒng)性能影響的研究結(jié)果表明光纖的色散導(dǎo)致光解碼器的自相關(guān)輸出峰值功率和取樣能量下降降低接收機的信號干擾比進而限制用戶

5、數(shù)據(jù)速率和傳輸距離提出碼字優(yōu)化法和預(yù)補償方法以克服色散的影響最后研究光碼分交換網(wǎng)絡(luò)中的碼字轉(zhuǎn)換問題提出一種基于光硬限幅器的全光碼字轉(zhuǎn)換方案并分析其碼字轉(zhuǎn)換差錯率和光碼分多跳網(wǎng)的端到端誤上海交通大學博士學位論文iiiABSTRACTTherapiddevelopmentofuptodatecommunicationwksserviceshasmadetheopticalaccesswkoneofthemostimptantareasoft

6、elecommunicationindustry.Thefutureapplicationsappealtotheaccessprotocoltoprovidewithhighbitratelargecapacityhighflexibilityetal.DuetotheinherentimperfectionsofconventionalTDMAtechnologytheOpticalCodedivisionmultipleacces

7、s(OCDMA)whichcombinesindividualadvantagesofCDMAopticalfiberbecomesoneofthemostpromisingprotocolsffutureaccesswksLANsfitsabilitytoprovidesdelaylessasynchronousaccesssimplewkmanagementservicetransparency.FOCDMAthemaintechn

8、ologicalhotpointsareconstructionofaddresscodesetsdesignofopticalcodecreductionofmultipleaccessinterference(MAI)coveringagainstsomephysicaleffectsintegratedopticsetc.InthedissertationfocusingonthesekeyissuesofOCDMAtechnol

9、ogyweproposenotonlyanewChirpEncodedOCDMAschemebutalsoamodificationschemeoftraditionalFFHOCDMAscheme.NotonlywetheeticallyinvestigateupontheimpactsofseveralphysicaleffectsonOCDMAsystemsbutalsoweprepareaSOFFHOCDMAtestbedpre

10、sentsomeexperimentalresults.WewishtheseresearchesshouldbenefittheprogressofOCDMAtechnology.Summarilythemaincreativecontributionsofthedissertationisgivenasfollows:FirstinChapterIthenecessitydevelopmentproceduretechnologic

11、alproceedingkeyingissuesofOCDMAtechnologyareintroducedthearchitectureofthedissertationispresented.SecondlyinChapterIItheprincipleofOCDMAsystemisdeeplysystematicallyinvestigated.BasedontheGaussianapproximationofmultipleac

12、cessinterference(MAI)wedevelopananalysismodelasthefoundationoffollowingresearch.Sometypicaladdresscodesetscodecschemesitsperfmanceareintroduced.TheMAIreductioncodesynchronizationarealsodiscussed.Thirdlyfthesakeofaccelera

13、tingthepracticalapplicationofOCDMAtechnologyinChapterIIIweanalyzetheimpactsofseveralphysicaleffectsontheperfmanceofOCDMAsystemsproposecrespondingresolutionsftheseissues.TheimpactofextinctionratioonOCDMAsystemsisinvestiga

14、teddeeplytheconceptofBERsensitivitytodegradationofextinctionratioisproposed.TheanalysisresultsshowthatthetransceiverofOCDMAsystemshouldbeprovidedwithextinctionratiomonitingcontrolfunction.Ontheassumptionthatthesignalpowe

15、rofusersisGaussiandistributedthenearfareffectofOCDMAsystemsisinvestigatedtheconceptofoutageprobabilityisproposed.Theresultsshowthatthenearfareffectbadlydegradestheprobabilityoferrofthelowpowerusers.Thelargerthevarianceof

16、signalpowerishigherareboththeOCDMAsystems’meanerrprobabilityoutageprobablity.ItisnecessarytoaccuratelycontrolthesignalpoweramongallusersinOCDMAsystems.Weproposeaschemetoeliminatethenearfareffectbyapplyinganopticalhardlim

17、iterintheopticaldistributionwk.Analysisupontheimpactoffiber’schromaticdispersiononFFHOCDMAsystemsshowsthatthedispersionreducesthepeakpowerfractionalenergyofopticaldecoder’sautocrelationoutput.Hencefiber’sdispersionreduce

18、sthesignaltointerferenceratiolimitstheuser’sdatabitratetransmissiondistance.Twomethodsi.e.codeoptimizationpreequalizationareproposedtosuppresstheinfluenceoffiber’sdispersion.AdditionallythecodeconversioninOCDMAswitchingw