光纤通信ocdma

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1、西安邮电学院OCDMA系统设计院系：电子工程学院班级：科技0705班学生姓名：南家享学号：05072168（28）指导老师：杨祎时间2010年5月24日—2010年6月6日一、设计题目OCDM系统设计。二、设计要求1.查阅资料，深入了解OCDMA系统的工作原理。2.掌握OCDMA地址码码的选择原理及光素数码的构造。3.深刻理解基于光纤延时线和FBG的OCDMA编解码技术。4．熟练掌握仿真软件Optisystem7的使用。5.用Optisystem软件分别仿真基于光纤延时线和FBG编解码的三用户OCDMA系统。6.学会利用

2、理论知识分析和解决实际问题,并加深对理论课程的感性认识和深入理解.三、分析设计1．OCDMA原理简介OCDMA即光的码分多址，由CDMA演变而来。它将光纤的带宽资源和电CDMA的技术特点有机的结合起来，给每个上路用户分配一个地址码，由光编码器对用户信息源进行光编码。各用户的编码信号经星型耦合器叠加在一起，形成一个总的信号进入光纤传输。接收端光解码器对接收到的扩频码序列与本地地址码进行相关运算，采取相干或非相干的方法进行解扩频处理，并通过特定的门限判决技术恢复出原始信号。2.OCDMA网络结构典型的OCDMA系统是由光发射

3、机、传输信道和光接收机三大部分组成。其中光发射机是由窄光脉冲源、光调制器和OCDMA光编码器组成。编码信号经星型耦合器后送入传输信道，即光纤信道。光接收机由OCDMA光解码器、光电探测器和电阈值器件构成。系统原理图如下所示：OCDMA网络结构原理图3．地址码选择和构造由于OCDMA系统中，不同用户是通过各自互不同的码字来区分的，因而对于某一用户来说，该系统中其他用户对他来说就是干扰信息。故地址码应具有如下特征：具有尖锐的自相关峰值；尽可能小的互相关峰值；具有足够多的码字容量。本实验中，我们采用光素数码，而只模拟三用户，因

4、而当P=3时，素数序列S0={0,0,0};S1={0,1,2};S2={0,2,1},对应的素数码为{100100100}、{100010001}、{100001010}。4．编解码原理（1）光纤延时线编解码光纤延时线编码系统是由并行的几束光纤和2个1×P星形耦合器构成的，同一码字中，编码器之间的差别在于光纤延迟线的长度不同。编码器的作用是将一个输入的短脉冲进行不同的延时，在输出端将得到由这些不同延时的短脉冲合成的脉冲序列，如图所示：基于光纤延迟线的编解码器基于光纤延时线的解码和编码原理相似，即在接收端生成一个和发送端

5、完全相同的地址码，然后和三用户耦合传输并进过功率分离器后的信息进行相关运算，最终解出用户信息对应的地址码。（2）FBG编解码由于FBG能按设计的发射率反射特定波长的光信号，而其中心反射波长可通过压电方式调节。那么，按一定关系排列的FBG序列就能实现对输入光信号多个频谱成分的提取——以用户的地址序列码控制反射谱片的选择，因而FBG所处的不同位置就实现了对输入信号的时域编码。下图为基于FBG的3用户OCDMA系统网络结构。在发射端，用户的信号经宽带非相干光源调制后，直接入射FBG编码器。FBG对入射的宽带光谱实施有选择的反射

6、，将其分解为一系列光谱。本实验只有三路用户，故FBG的反射中心波长为，，。FBG的解码：在接收端，每一用户接收到的编码信号均为统一矢量R，接收信号通过功率分离器后再分成两路，第一路经FBG反射后送入平衡补偿接收器的正向偏置光电管；另一路投射送入反向偏置光电管。然后两路信号相减，再通过低通滤波器恢复出原始用户信息。5.OCDMA系统的软件实现具体实现电路图如下：（1）基于光纤延时线编码部分如下解码部分（如下）（2）基于FBG编码部分如下解码部分如下四、数据分析1．基于光纤延时线编解码（1）三用户均发“1”解码结果（对应地址

7、码）用户1—100100100用户2—100010001用户3—100001010原始电信号——“1”解码结果分析：由上图可以看出，三用户均发一时，解码获得地址码中，第一个码元“1”的功率分别近似是后两个“1”码元能量的3倍。之所以出现这种情况，是因为我们采用的3个用户的地址码的一位码元都是“1”，而后8位码元中3用户地址码元的“1”在相对不同的位置上，二弟一位码元却在相对相同的位置上，即3用户均发“1”时，耦合后的信号（以相对功率大小表示）是“300111111”，故解码结果中第一个码元的功率是其他“1”码元功率的3倍

8、。（2）用户1发0用户2、3发1解码结果（对应地址码）用户1—100100100用户2—100010001解码结果分析：由上图可以看出用户1发“0”的解码结果中第一位码元还是显示“1”，而且是其他位码元中“1”的功率的两倍。这是由于用户2和3地址码的首位一直是“1”因而3用户信息（以相对功率大小表示）经耦合器后变为：