修改后的三维多载波光'代码

文摘

我们提出一种新颖的三维数学模型多载波光编码波长/时间/空间的基于序列的算法。该模型已经广泛在MATLAB模拟质数()来分析代码的性能的自相关和互相关。模拟结果与数学模型并给出更好的结果比其他方法在文献中自相关和互相关而言。拟议中的3 d光学编码效率基数,改善安全,提供优质的服务。

1。介绍

光码分多址(以前)网络有巨大的潜力,以满足需求的快速访问通讯系统。以前是一个合适的多址技术,局域网流量在哪里丛发性在本质上(1]。光CDMA是一种有效的多路复用方案,因为它不需要发射机和接收机之间的同步和有可用带宽的有效利用2]。光CDMA网络的性能取决于光学代码和编码配置的最优选择。是所需的代码集,可以正确解码所需的用户信号的其他用户(3]。设计的动机更维代码增加代码集和重量也有显著的代码来支持服务质量,对于给定的代码长度。的长度代码中扮演一个重要的角色在系统性能和系统的复杂性4),虽然可以提高相关属性使用长码字。然而,代码长度不能增加太多,因为功率和处理时间限制的编码器和译码器5]。代码代表了信号电源的重量。代码序列更大的体重对干扰不敏感比体重较低的代码。摘要小说修改三维(3 d)提出了多载波'代码拥有足够的代码体重以及重要的代码长度支持QoS光CDMA通信系统。的建设提出了三维码是概念化的基础上主要序列的算法。

剩下的纸是组织如下:部分2论述了码分多址编码理论,给出了一个洞察力的光学编码光CDMA通信系统。简明介绍光码分多址系统的主要代码。部分3介绍了提出的数学建模波长/时间/空间修改3 d多载波光主要代码。部分4讨论的结果提出了三维光学主要代码和它的性能估计的自相关和互相关函数。节5当前的研究结果以及未来方向的结论。本文以研究和论文中引用的引用。

2。光学编码

很多研究人员研究了光学编码像一维(1 d),二维(2 d),现在三维编码提供高效的编码。Prucnal提出了一维光学代码基于素数在伽罗瓦域。码的自相关值和互相关值两6]。建设的主要代码是基于一致准则。后来,一维'代码与许多研究者提出的改进的相关属性(7- - - - - -10]。在一维代码中增加代码集大小、长度显著增加的代码保持相关属性满意。克服这种限制二维代码开发更好的代码集大小和良好的相关性属性。门德斯等人描述了2 d条码由1 d代码基于Golomb统治者增加代码集大小的数量(7]。Yu和公园提出了一个算法来构造二维代码基于序列(1 d '8]。严等人提出了一个设计波长/时间2 d O-CDMA代码并进行性能分析的2 d条码9]。性能分析的二维光学编码比特误码率和支持的用户数量由Shivaleela和考尔透露,有显著改善光CDMA系统使用2 d条码/ 1 d代码(10,11]。

的成功表现二维光学编码在一维编码使得研究者构造三维编码更好的代码集大小和改善系统的性能。McGeehan了time-wavelength-polarization 3 d光学代码增加用户的数量在码分多址局域网的应用程序。这种编码技术限制由于极化模式色散和复杂的偏振控制网络中的所有阶段(12,13]。Kumar等人现在多脉冲每架飞机一点代码使用行操作(RWOP)正交双波长和空间信道分配算法(14]。设计提供了非常低的错误由于多址干扰的概率较低的基数。RWOP算法建立3 d代码限制由多路径干扰。'序列代码的层次结构在图表示1(11]。这里我们提出波长/时间/空间传播3 d光学编码基于'序列算法来源于多载波码分多址(的主要代码14,15]。比较分析1 d, 2 d和3 d光学编码基于主要序列是由Yadav和考尔(16]。3 d条码的生成算法是详细讨论和三维光学码的正交性是数学和MATLAB模拟。

3所示。代的三维光学代码

在本研究中,我们提出了新修改的三维多载波码分多址网络基于光学代码'序列的算法。3 d条码家庭可以表示为(,,,),,,表示波长的数量、时间和空间通道使用域,分别。””意味着代码的重量。和自相关和互相关的光学代码,分别。图2说明了修改后的三维多载波的算法代码结构。

三维光学代码建设始于质数对伽罗瓦域(火焰杯)。主要为素数序列构造(6,17] 元素在这'序列是由在哪里和伽罗瓦域的元素吗。为素数,相应的代码集矩阵所示(3),和伽罗瓦域的元素吗。以下3×3矩阵构造:

这个矩阵是质数的代码集。在这个3 d '代码集,每个码字都表示为一个矩阵给出的这个矩阵是一个码字的元素可以派生,在那里,,,。与主要序列矩阵的价值将映射

这个映射将定义矩阵元素的值或位置的波长编码矩阵的大小3×9。构造一个矩阵通过设置每个元素根据规则,在那里,,,代表一个模加法。是一组数据,其中包含每个整数设计()。的真正价值可以使用这个公式和计算,可用于获取用于各种质数。每个元素代表一个发射波长,在不同波长的th空间槽和时间位置。二进制3 d多载波'代码可以为波长的确切位置的空间位置和时间。

在码字矩阵,每一行的一组互斥的波长和总共不同的波长每一行。集团为代表的空间。通过这种方式,我们有'码字的长度和重量并有不同波长的地方。这些不同的波长分为““空间组织与不同波长/空间/通道。每个时间段都有至少一个波长。光学码字可以传输”“不同的渠道每个分布在不同波长时段因此作为一个3 d的代码。这样,的位置不同波长可以在每一个计算空间通道根据给出的公式(5)。三维光学'的基数是由代码;因此,这将是8为分别将不存在。

为素数的有效价值我们是2。在码字,和是女朋友。码字矩阵元素的计算根据规则所示

对应的代码大小3×9的矩阵和体重9。每一个““码字矩阵表示的位置“1”码字,将使用特定波长的光脉冲传输的空间通道在相应的时间段。可以看出,每个码字矩阵划分为一个三维的代码行空间域中的长度时域中的每一行;的列分成组织各有subcolumns。

码字的波长分布在时间段每个列都有只有一个波长和每个空间通道波长。的波长是形状的3组,每组3波长。三维光学码字的长度是9。图3显示一个波长/时间/空间传播的可视化三维码字'序列(),。同样,码字根据规则计算的元素。矩阵对应的代码为和大小为3×9如图9和重量4。方程(7)显示了生成的码字矩阵如下:

在3 d多载波码分多址系统使用修改后的代码,每个用户分配一个代码矩阵码字。传输信息比特“1”用户发出的光信号序列的空间,时间和波长域按预定的接收机码字矩阵。在接收端,光信号在每一个空间通道隔离和路由到每个波长分别在时域相关。成功关联后接收到的光信号组合在一起,从而导致高峰提出的光信号接收器。这被认为是自相关函数,而对所有其他人来说,它给一系列的低光信号峰值。这被认为是互相关函数。进一步传递到光电探测器接收到的光脉冲峰值检测“1。“传输信息的一点“0”没有发送。

4所示。结果和讨论

从光CDMA网络的角度来看,有必要设计具有足够的代码更安全码重量,优化代码长度,和更高的代码集的大小。拟议的代码比1 d和2 d光学编码基于序列算法进行分析,提出了图5。它可以观察到,该3 d代码更好的许多可用的代码(基数)而他们有类似的代码长度对于一个给定的质数。然而,拟议中的3 d条码有更高的代码比1 d和2 d条码。

在光CDMA用户共享共同的光纤通道之间的干扰称为多址干扰通常是一些错误的主要来源(6]。光在码分多址网络编码的性能主要是测量的自相关和互相关函数值。互相关值描述用户之间的干扰。相比之下,自相关值描述信号功率和区分用户的其他用户。智能设计的码字序列是重要的减少梅总接收信号的贡献。地址编码必须满足两个条件;所有地址编码,应该从改变版本区分,所有地址编码应区别于其他的可能改变版本码字在一组代码16]。

的自相关和互相关值开发3 d光学代码在MATLAB计算工具。波长/时间/空间传播3 d光学代码是由(,,,)。”“标志着波长,“表示时间槽,”“指定空间通道。””意味着代码的重量。和分别是自相关和互相关的代码。在(8)和(8 b)相关属性一双'码字和与离散数据流格式计算。在哪里和是一个矩阵的元素,在伽罗瓦域是质数,表示模加法。

从上面的相关函数,它可以观察到自相关峰值这发生在。此外,互相关值为“3”发生同步的时间当。图6显示了两个码字和的代码组波长/时间/空间传播修改3 d多载波编码和长度9和体重9。它还说明了3 d代码序列的自相关特性拥有最大峰值等于9的同步序列遵循10100年数据流的时候。同样,3 d代码序列的互相关特性与等于3同步时间吗10100年对相同的数据流。同样,图7表示码字和和他们的自相关和互相关特性,分别在10100年的输入数据流。

(一)

(b)

(c)

(d)

(一)

(b)

(c)

(d)

日元和陈进行这项研究的三维光码分多址光纤传感器网络。高效通信利用码分多址系统,最大化的自相关峰值和最小化是首选的互相关函数排序正确的信号和干扰18]。辛格和m . l .辛格提出一个新家庭的3 d波长/时间/空间编码命名Golomb ruler-with-zero-insertions平衡微分检测(GRZI-BCDD)使用独特的编码脉冲间隔的距离Golomb统治者的属性。3 d代码基于GRZI-BCDD要求纤维丝带,增加系统的复杂性(19]。改善的能力,抑制多址干扰,3 d代码集必须有一个足够的每个码字的码长。拟议中的代码包含第三维来改善代码基数,安全,和编码灵活性将帮助提供多媒体服务和质量的服务。限制因素是其实现因为系统硬件的复杂性增加随着维度的增加。但是不需要纤维丝带为实际实现。

5。结论

这项工作提出了波长/时间/空间传播修改3 d多载波编码使用的主要序列的算法。讨论了文本的代码设计为质数()在代码长度9;然而,它可以增加的质数。因此,通过引入更多的维度,这种编码方法不仅克服了足够数量的用户的问题对于一个给定的质数,但也使得该代码更安全、支持服务的质量。然而,边际复杂性从实现的角度增加是由于额外的维度比1 d和2 d条码。此外,代码的生成算法是简单和最优正交属性。因此,降低了成本。在MATLAB仿真结果描述这些3 d光学编码最大自相关峰()与互相关值()。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

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