光纖通信OCDMA系統(tǒng)

前言

　　光纖通信網(wǎng)絡(luò)在基本實(shí)現(xiàn)了超高速、長(zhǎng)距離、大容量的傳送功能的基礎(chǔ)上，正向著更加靈活、高效和智能的方向發(fā)展，在信道復(fù)用技術(shù)上，也將從單一的復(fù)用方式向多種復(fù)用方式相結(jié)合的方向發(fā)展，其中波分與碼分的混合復(fù)用模式有著明顯的優(yōu)勢(shì)?！　」獯a分多址（OCDMA）技術(shù)是電碼分多址技術(shù)與光纖通信的有機(jī)結(jié)合，具有優(yōu)良的安全性能，抗干擾、抗多徑衰落能力強(qiáng)，允許用戶隨機(jī)上下路，特別重要的是，OCDMA系統(tǒng)在光域?qū)Ω髀沸盘?hào)進(jìn)行光編碼和光解碼，對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行全光信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)多址通信，是實(shí)現(xiàn)真正意義上的全光通信最有希望的多址復(fù)用技術(shù)，　　作者在全面掌握OCDMA技術(shù)領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用多種現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論，對(duì)該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)和結(jié)構(gòu)模型做了長(zhǎng)期深入的研究工作，并將工作成果分析綜合、總結(jié)歸納，形成了一個(gè)較為系統(tǒng)的OCDMA理論體系，首先，以用戶地址碼碼字結(jié)構(gòu)為主線，循序漸進(jìn)，由淺入深，從素?cái)?shù)碼到正交碼，從一維碼到二維碼，全方位展開(kāi)地址碼設(shè)計(jì)研究，給出了許多原創(chuàng)性的設(shè)計(jì)成果，并進(jìn)行系統(tǒng)仿真，得出良好的仿真結(jié)果。其次，在編解碼技術(shù)方面，詳細(xì)分析了應(yīng)用光纖延時(shí)線、光纖光柵等多種編解碼方案，建立了從信號(hào)編碼到發(fā)送、疊加、接收、檢測(cè)和恢復(fù)的較為完整的數(shù)學(xué)模型，并在一維編解碼原理的分析基礎(chǔ)上，探討了二維OCDMA系統(tǒng)編解碼器的設(shè)計(jì)原理，最后，詳細(xì)分析了由多用戶干擾引起的系統(tǒng)誤碼率，討論了多種抑制多用戶干擾的技術(shù)和方法?！　≡摃哂休^高的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值，是光纖通信OCDMA研究領(lǐng)域少見(jiàn)的完整理論，對(duì)OCDMA技術(shù)的進(jìn)一步研究有著重要作用。

內(nèi)容概要

　　《光纖通信OCDMA系統(tǒng)》闡述光纖通信OCDMA系統(tǒng)的地址碼編碼理論，系統(tǒng)地分析和研究了單極性地址碼的結(jié)構(gòu)方案。第1章介紹OCDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)近年來(lái)的主要研究成果；第2章給出相關(guān)的數(shù)學(xué)工具；第3-6章闡述素?cái)?shù)碼、正交碼、二維碼結(jié)構(gòu)方案，以及相應(yīng)的編解碼技術(shù)；第7、8章分析研究OCDMA系統(tǒng)多用戶干擾抑制方法和系統(tǒng)性能；第9章進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)OCDMA系統(tǒng)的應(yīng)用前景做出分析?！　　豆饫w通信OCDMA系統(tǒng)》可作為通信專業(yè)高年級(jí)本科生、研究生的參考教材，也可供光通信領(lǐng)域的研究人員和工程技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　李傳起，1964年11月生，南京信息工程大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，1988年起，先后在中國(guó)科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、東南大學(xué)、上海外國(guó)語(yǔ)大學(xué)、韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)學(xué)習(xí)、進(jìn)修和訪問(wèn)研究，長(zhǎng)期從事光通信領(lǐng)域教學(xué)和科研工作，主要研究方向?yàn)楣饫w通信OCDMA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在多家國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)團(tuán)體任職，承擔(dān)國(guó)家和省部級(jí)科研項(xiàng)目5項(xiàng)，獲省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)6項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文50篇，出版教材和專著5部?！　±顣詾I，1966年7月生，2003年獲中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所博士學(xué)位，現(xiàn)為深圳大學(xué)信息工程學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，長(zhǎng)期從事光通信領(lǐng)域的教學(xué)和科研工作，主要研究方向?yàn)楣獯a分多址通信技術(shù)、光接入網(wǎng)技術(shù)及移動(dòng)通信技術(shù)，主持科研項(xiàng)目4項(xiàng)，承擔(dān)并完成省部級(jí)科研項(xiàng)目4項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，出版教材2部。

書籍目錄

序前言第1章　OCDMA系統(tǒng)綜述1.1 OCDMA系統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)狀1.1.1 光纖信道復(fù)用及尋址技術(shù)1.1.2 OCDMA系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)1.1.3 OCDMA技術(shù)的研究動(dòng)態(tài)1.2 OCDMA系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)原理1.2.1 OCDMA接入網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.2.2 相干和非相干OCDMA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.2.3 光交換和上下路1.3 OCDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)1.3.1 用戶地址碼碼字結(jié)構(gòu)1.3.2 光編碼器和解碼器1.4 OCDMA的應(yīng)用前景1.4.1 多媒體通信1.4.2 高速計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)1.4.3 電信網(wǎng)1.4.4 光纖接入網(wǎng)1.4.5 光纖同軸電纜混合網(wǎng)1.4.6 CATV計(jì)費(fèi)、VOD業(yè)務(wù)等交互式業(yè)務(wù)網(wǎng)參考文獻(xiàn)第2章　OCDMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)2.1 群、環(huán)、域和Galois理論2.1.1 群論的相關(guān)概念和性質(zhì)2.1.2 環(huán)和域、分裂域、有限域2.1 _3有限Galois域2.2 射影幾何的相關(guān)內(nèi)容2.2.1 有限射影空間的幾何模型2.2.2 射影坐標(biāo)的變換關(guān)系2.2.3 仿射平面及其性質(zhì)2.3 組合論的相關(guān)內(nèi)容2.3.1 區(qū)組設(shè)計(jì)2.3.2 循環(huán)差集2.3.3 完備距離循環(huán)排列2.3.4 Steiner系統(tǒng)及其性質(zhì)2.3.5 Hadamard矩陣及其構(gòu)造2.4 隨機(jī)變量的概率分布2.4.1 Gauss過(guò)程和Poisson過(guò)程2.4.2 常見(jiàn)隨機(jī)變量的概率分布參考文獻(xiàn)第3章　OCDMA系統(tǒng)素?cái)?shù)碼的構(gòu)造與分析3.1 光素?cái)?shù)地址碼的相關(guān)性分析3.1.1 光素?cái)?shù)地址碼的碼字結(jié)構(gòu)3.1.2 素?cái)?shù)碼的碼字相關(guān)性分析3.1.3 碼字相關(guān)性導(dǎo)致的誤碼率分析3.2 異步OCDMA系統(tǒng)素?cái)?shù)地址碼的設(shè)計(jì)和分析3.2.1 修正二次素?cái)?shù)碼的設(shè)計(jì)3.2.2 擴(kuò)展二次素?cái)?shù)碼的設(shè)計(jì)3.2.3 MSPC和ESPC的相關(guān)性分析3.3 同步OCDMA系統(tǒng)素?cái)?shù)碼的設(shè)計(jì)與性能研究3.3.1 內(nèi)循環(huán)素?cái)?shù)碼的結(jié)構(gòu)和性能3.3.2 同步OCDMA系統(tǒng)的非線性SSPC地址碼設(shè)計(jì)3.3.3 同步SSPC的相關(guān)性分析3.3.4 SSPC碼字的性能分析3.3.5 SSPC碼字與OPC內(nèi)循環(huán)碼的性能比較3.4 本章　小結(jié)參考文獻(xiàn)第4章　OCDMA系統(tǒng)正交碼的設(shè)計(jì)和分析4.1 光正交地址碼的結(jié)構(gòu)及其相關(guān)性檢測(cè)方法4.1.1 OOC碼字的結(jié)構(gòu)表示和圖示4.1.2 OOC的碼字相關(guān)性檢測(cè)4.2 光正交碼碼集的碼字容量4.2.1 OOC碼字容量的Johnson界4.2.2 對(duì)稱OOC碼集（L，w，l）的容量上界4.2.3 對(duì)稱OOC（L，w，）的碼字容量4.3 有限射影幾何法設(shè)計(jì)光正交碼4.3.1 有限射影幾何與OOC設(shè)計(jì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系4.3.2 GF（qm+1）上向量離散對(duì)數(shù)與OOC碼字脈沖位4.3.3 由射影平面.PG（2，q）生成（q2+q+1，q+1，1）00C碼字4.3.4 由高維射影空間生成（qm+1-1）/（q-1），q+1，1）00C碼字4.3.5 由k維流形設(shè)計(jì)光碼字的理論分析4.4 有限區(qū)組設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)光正交碼4.4.1 區(qū)組設(shè)計(jì)參數(shù)與00C碼字參數(shù)的對(duì)應(yīng)4.4.2 對(duì)稱OOC碼字（L，w，）的區(qū)組矩陣4.4.3 Latin方陣及其與有限域上直線的對(duì)應(yīng)4.4.4 由Latin方陣生成00C碼字4.4.5 基于OLS的LSOOC性能分析4.4.6 對(duì)稱OOC單碼字（L，w，）的循環(huán)全間隔集4.4.7 由部分間隔集生成多碼字OOC（L，w，）4.4.8 最佳OOC（F，K，1）的區(qū)組設(shè)計(jì)算法4.5 有限域上Steiner系統(tǒng)設(shè)計(jì)OOC碼字4.5.1 Steiner系統(tǒng)參數(shù)與OOC碼字參數(shù)的對(duì)應(yīng)4.5.2 仿射平面的部分點(diǎn)陣對(duì)應(yīng)的Steiner系4.5.3 有限域上Steiner系生成STOOC碼字4.5.4 STOOC（qk，k，1）的碼字基數(shù)和性能分析4.6 變重光正交碼簡(jiǎn)介4.7 碼字結(jié)構(gòu)比較4.8 本章　小結(jié)參考文獻(xiàn)第5章　OCDMA系統(tǒng)二維碼的設(shè)計(jì)與分析5.1 二維光地址序列碼的碼字結(jié)構(gòu)5.1.1 二維碼的碼字矩陣和碼字圖示5.1.2 二維碼字的相關(guān)特性及檢測(cè)5.1.3 對(duì)稱二維碼集（N譒，w，l）的碼字容量5.1.4 對(duì)稱二維碼集（N譒，w，）的碼字容量5.2 二維素?cái)?shù)序列碼的構(gòu)造和分析5.2.1 跳頻擴(kuò)時(shí)素?cái)?shù)碼5.2.2 由SSPC生成二維素?cái)?shù)碼5.2.3 2D-SSPC的相關(guān)性分析5.2.4 2D-SSPC的碼字容量5.2.5 2D-SSPC的誤碼性能5.3 二維正交序列碼的構(gòu)造和分析5.3.1 1D-OOC到2D-OOC的構(gòu)造過(guò)程5.3.2 2D-OOC碼字的相關(guān)性分析5.3.3 2D-OOC（L×L，w，l）的碼字容量5.3.4 2D-OOC（L×L，w，l）的誤碼性能5.4 二維系統(tǒng)RS序列碼的構(gòu)造和分析5.4.1 GF（p）上一維RS碼字的構(gòu)造5.4.2 2D-RSC（p×（p-1）p，p-1，0，1）的構(gòu)造5.4.3 2D-RSC（p×（p-1）p，p-1，0，1）的相關(guān)性分析5.4.4 2D-RSC（p×（p-1）p，p-1，0，1）的碼字容量5.4.5 2D-RSC（p×（p-1）p，p-1，0，1）的誤碼性能5.4.6 2D-RSC（p×p（p-1）p，p-1，0，1）的構(gòu)造與分析5.5 光碼分多址最佳光正交圖形構(gòu)造算法5.5.1 多芯光纖5.5.2 光正交地址圖形5.5.3 光正交地址圖形的容量5.5.4 最佳光正交地址圖形的構(gòu)造算法5.5.5 仿真結(jié)果5.6 本章　小結(jié)參考文獻(xiàn)第6章　OICDMA系統(tǒng)地址編解碼技術(shù)6.1 光纖延時(shí)線時(shí)域編解碼技術(shù)6.1.1 固定和可調(diào)光纖延時(shí)線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介6.1.2 可調(diào)光纖延時(shí)線結(jié)構(gòu)的延時(shí)控制6.1.3 OCDMA系統(tǒng)的時(shí)域編碼和信號(hào)合成6.1.4 OCDMA系統(tǒng)的時(shí)域解碼和信號(hào)恢復(fù)6.1.5 時(shí)域編解碼OCDMA系統(tǒng)的模擬結(jié)果及分析6.2 基于FBGs的非相干光譜域編解碼技術(shù)6.2.1 FBGs編解碼器的編碼原理6.2.2 信號(hào)編碼、疊加與發(fā)送6.2.3 數(shù)據(jù)接收、檢測(cè)與恢復(fù)6.2.4 信號(hào)功率譜不均勻的SAC編碼過(guò)程6.2.5 SAC編解碼系統(tǒng)的傳輸性能6.3 二維地址碼的OCDMA系統(tǒng)編解碼技術(shù)6.3.1 一維和二維OCDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較6.3.2 基于FBGs加光纖延時(shí)線的二維編碼器6.3.3 基于AWGs加光纖延時(shí)線的二維編碼器6.3.4 二維編碼和信號(hào)疊加6.3.5 二維OCDMA系統(tǒng)的解碼和信號(hào)恢復(fù)6.4 本章　小結(jié)參考文獻(xiàn)第7章　OCDMA系統(tǒng)模型及性能分析7.1 系統(tǒng)輸入及光纖信道7.1.1 系統(tǒng)輸入7.1.2 光纖信道7.2 理想的單比特傳輸系統(tǒng)性能分析7.2.1 理想單比特系統(tǒng)7.2.2 模擬計(jì)算結(jié)果7.3 帶光硬限幅器的單比特傳輸系統(tǒng)7.3.1 光硬限幅器7.3.2 光硬限幅器對(duì)系統(tǒng)性能的改進(jìn)7.3.3 數(shù)據(jù)仿真7.4 實(shí)際單比特傳輸系統(tǒng)性能分析7.4.1 累加輸出信號(hào)的概率密度函數(shù)7.4.2 實(shí)際單比特系統(tǒng)7.4.3 實(shí)際單比特系統(tǒng)性能的改進(jìn)7.4.4 數(shù)據(jù)仿真7.5 多比特傳輸系統(tǒng)性能分析7.5.1 多比特傳輸系統(tǒng)模型7.5.2 I1（l*）的概率密度函數(shù)7.5.3 I1（l）的概率密度函數(shù)7.5.4 多比特傳輸系統(tǒng)性能分析7.5.5 多比特系統(tǒng)誤碼特性改進(jìn)7.5.6 多比特傳輸系統(tǒng)誤碼特性數(shù)據(jù)仿真7.6 光PPM-CDMA系統(tǒng)分析7.6.1 光PPM-CDMA系統(tǒng)7.6.2 誤碼率分析7.6.3 數(shù)據(jù)結(jié)果7.7 本章　小結(jié)參考文獻(xiàn)第8章　多用戶干擾抑制8.1 減小多用戶干擾的方法8.1.1 引入光硬限幅器方法8.1.2 多比特傳輸方法8.1.3 并行干擾抑制方法8.1.4 逐次干擾抑制方法8.1.5 混合方法8.2 并行干擾抑制方法8.2.1 采用單極性比特填充m序列的并行干擾抑制方法8.2.2 M進(jìn)制雙正交并行干擾抑制方法8.2.3 基于最大值判決的并行干擾抑制方法8.3 逐次干擾抑制方法（多用戶檢測(cè)）8.3.1 系統(tǒng)描述8.3.2 逐次干擾刪除8.4 基于最大值判決及光硬限幅器的光碼分多址并行干擾抑制方法8.4.1 理論分析8.4.2 仿真結(jié)果8.5 本章　小結(jié)參考文獻(xiàn)第9章　總結(jié)和展望9.1 總結(jié)9.2 OCDMA前景展望參考文獻(xiàn)略語(yǔ)、符號(hào)表圖形索引表格索引

章節(jié)摘錄

　　第1章　OCDMA系統(tǒng)綜述　　隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類社會(huì)已進(jìn)入信息時(shí)代并向深層次發(fā)展，人們對(duì)通信業(yè)務(wù)種類的要求越來(lái)越多，除了一般電話、傳真、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以外，還有會(huì)議電視、電子郵政、錄音郵件、高清晰度電視以及醫(yī)療通信、旅游通信等新業(yè)務(wù)，低速、窄帶、單一形式的通信已不能滿足人們對(duì)通信的要求，人們迫切期望高速通信、多媒體通信及綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，但由于在目前的通信系統(tǒng)中，信號(hào)處理大都采用電子器件，而電子器件的信號(hào)處理速度只能工作在10Gb／s以下，目前的通信碼速已接近這個(gè)極限，因此，為進(jìn)一步提高通信速率，通信方式亟待變革，寬帶傳輸媒介及高速信號(hào)處理方式等問(wèn)題也急需解決?！　?966年，“光通信之父”高錕首次提出石英光纖作為通信傳輸介質(zhì)，1970年，Cornin9公司成功拉制第一根低損耗光纖，1978年，At1anta試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行了第一次光通信實(shí)驗(yàn)，此后，隨著光纖制作技術(shù)的不斷提高、半導(dǎo)體激光器性能的不斷完善，光通信技術(shù)的應(yīng)用全面展開(kāi)，20世紀(jì)90年代以來(lái)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷演進(jìn)，IP業(yè)務(wù)爆發(fā)性增長(zhǎng)，光纖通信系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)成的各類光傳送網(wǎng)，形成了遍布全球的骨干網(wǎng)絡(luò)，在基本實(shí)現(xiàn)超高速、長(zhǎng)距離、大容量的傳送功能的基礎(chǔ)上，傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)正加速向下一代光互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的步伐，光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有更加高速、寬帶、靈活、高效和智能化的特點(diǎn)，支持帶有不同QoS需求的業(yè)務(wù)，開(kāi)展帶寬租賃、波長(zhǎng)業(yè)務(wù)、光層組網(wǎng)、光虛擬　　專用網(wǎng)等業(yè)務(wù)服務(wù)，建立一體化解決方案，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)一致的綜合功能。

編輯推薦

　　作者在全面掌握0CDMA技術(shù)領(lǐng)域的研究動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用多種現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論，對(duì)該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)和結(jié)構(gòu)模型做了長(zhǎng)期深入的研究工作，并將工作成果分析綜合、總結(jié)歸納，形成了一個(gè)較為系統(tǒng)的OCDMA理論體系。首先，以用戶地址碼碼字結(jié)構(gòu)為主線，循序漸進(jìn)，由淺入深，從素?cái)?shù)碼到正交碼，從一維碼到二維碼，全方位展開(kāi)地址碼設(shè)計(jì)研究，給出了許多原創(chuàng)性的設(shè)計(jì)成果，并進(jìn)行系統(tǒng)仿真，得出良好的仿真結(jié)果。其次，在編解碼技術(shù)方面，詳細(xì)分析了應(yīng)用光纖延時(shí)線、光纖光柵等多種編解碼方案，建立了從信號(hào)編碼到發(fā)送、疊加、接收、檢測(cè)和恢復(fù)的較為完整的數(shù)學(xué)模型，并在一維編解碼原理的分析基礎(chǔ)上，探討了二維OCDMA系統(tǒng)編解碼器的設(shè)計(jì)原理。最后，詳細(xì)分析了由多用戶干擾引起的系統(tǒng)誤碼率，討論了多種抑制多用戶干擾的技術(shù)和方法。 該書具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值，是光纖通信OCDMA研究領(lǐng)域少見(jiàn)的完整理論，對(duì)OCDMA技術(shù)的進(jìn)一步研究有著重要作用。

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