基于OptiSystem软件的OCDMA系统仿真

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基于OptiSystem软件的OCDMA系统仿真

作者：张晓燕 杨 祎

来源：《现代电子技术》2010年第07期

摘 要:分析了采用光素数地址码的异步OCDMA系统设计原理,阐述了OptiSystem软件针对光系统的强大仿真功能。在设计原理的基础上,采用光纤延时线编码技术给出了基于

OptiSystem的异步OCDMA系统仿真模型,得出仿真结果并进行了分析,验证了系统设计的正确性和设计方案的可行性。

关键词:光码分多址; 素数码; 光纤延时; 多用户干扰 中图分类号:TN914.53 文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2010)07-0099-03

Simulations of OCDMA System Based on OptiSystem Software ZHANG Xiao-yan,YANG Yi

(Xi’an University of Posts and Telecommunications, Xi’an 710121, China)

Abstract: The principle and design of asynchronous optical code division multiple access (OCDMA) based on the prime code are analyzed, and the OptiSystem simulation software used in optical communication system is introduced. Based on the design principle, a simulation model of OCDMA system which uses the encoder and decoder technologies of fiber-optic delay lines is given. The simulation results are obtained and analyzed. The OCDMA system is proved correct and feasible. Keywords: code division multiple access; prime code; fiber optic delay; multi-user interference 0 引 言

光网络的大容量、高速率主要取决于多址复用技术,光码分多址(OCDMA)是光纤通信的三大主流信道复用技术之一。OCDMA通信系统将光纤通信与CDMA技术结合起来,由数据源、光编码器、光纤、光解码器、数据接收器组成。OCDMA系统在安全、抗干扰、降低成本和管理等方面的性能提升,使其具有广阔的应用前景,为接入网、局域网和长途骨干网提供更加高效的网络支撑[1]。OptiSystem是一款功能强大的仿真软件,能使用户在从LAN,SAN,MAN到宽光谱光网络的传输层上进行设计、测试和模拟。它提供从元件到系统水平的传输层光通信系统设计和预研,同时呈现可视化的分析及特定结果,满足研发科学家、光通讯工程师、系统管理员、学生及各类其他用户的需要。

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本文利用OptiSystem仿真平台[2],采用光纤延时线技术架构了光素数地址码的异步OCDMA系统模型,通过设定系统参数,得出仿真结果并进行了分析,验证了系统设计方案的可行性和正确性,目的是为进一步利用OptiSystem平台进行OCDMA系统的研究提供依据。 1 OCDMA系统介绍

OCDMA通信系统将光纤通信与CDMA技术结合起来,由数据源、光编码器、光纤、光解码器、数据接收器组成。在发送端,给每个上路用户分配一个地址码,由光编码器对用户数据源进行光编码。各用户的编码信号经星型耦合器叠加在一起,形成总的信号矢量进行光纤传输。在接收端,光解码器对收到的总信号矢量与既定用户的本地地址码进行相关、解扩运算,通过特定的门限判决技术恢复出源信号,传送给数据接收器实现数据恢复。图1是典型的OCDMA系统结构原理图。

图1 OCDMA系统结构原理图

OCDMA系统能否投入实际应用的关键技术在于:寻找到性能优良的光地址码码集、在现有器件指标下光编解码器构造的实现[3]以及系统中多用户干扰(MUI)的抑制等[4]。 1.1 光地址码的选取

光地址码应具有自相关值尖锐、互相关峰值较小、光码集数量大的特点[5],这样可以增加系统容量、减小对其他用户的干扰、获得较高的信噪比增益。在仿真中采用了光素数码作为光地址码,其是根据代数理论先确定码函数,用既定的码函数给出(0,1)序列中“1”的位置,然后可以根据码函数分析相关性、MUI及系统误码率等。光地址码是一串(0,1)序列,其主要参数为

其中L为码字长度;w为码字重量,即序列中“1”的数目,也是码字的自相关峰

值

分别是自相关限制和互相关限制,即码字的自相关旁瓣和互相关峰的最大值。

光素数地址码是研究最早的码字,是构造OCDMA系统地址码码集的基础之一。其构造方法如下:

(1) 选择一个不等于2的素数; (2) 选定素数序列:

Si={Si0,Si1,…,Sij,…,Si(p-1)},i=0,1,…,p-1 其中

(3) 由素数序列可构造素数序列码: Ci={Ci0,Ci1,…,Ci(N-1)}, i=0,1,…,p-1

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