[發明專利]基于模擬退火算法的光碼分多址混沌碼字篩選方法

無效

• 申請號: 201110254287.7
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102427395A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 尹霄麗;涂涇倫;陳雨露;戴宇航;原全新
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04J14/00
• 分類號: H04J14/00;H04J13/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光通信技術，特別是一種基于模擬退火算法的光碼分多址混沌碼字篩選方法。

背景技術

光碼分多址(OCDMA)技術是將碼分多址通信技術和光纖通信技術相結合的一種新型通信方式，結合了兩種通信方式的技術特點，具有很強的技術優勢和廣闊的應用前景。OCDMA技術通過使用不同的地址碼序列來區分用戶，將許多接入用戶同步(或異步)地復用到相同的頻帶和時隙上，實現多個接入用戶共享同一光纖信道和提高系統的總容量。因此，OCDMA技術是充分挖掘光纖潛在傳輸能力，擴大接入網系統容量的一種有效技術。

OCDMA技術具有以下幾個方面的特點：

(1)不需網際范圍的同步，網絡設計靈活，系統誤碼率僅依賴于被激活的接入用戶總數，是一種軟限制；

(2)可實現異步通信，允許用戶無延時隨機接入，可支持變比特率傳輸和突發性業務；

(3)每個接入用戶充分利用了整個系統的時域和頻域資源，增加新用戶容易；

(4)易于實現真正透明的全光網絡，信道的統計復用增益高；

(5)較好的抗干擾和保密特性。

構造性能優良的光地址碼是實現光碼分多址通信的關鍵技術之一。目前已報道的超結構光纖光柵(SSFBG)相位編碼OCDMA系統中使用的雙極性地址碼通常為m序列、Gold序列、Kasami序列等由線性移位寄存器生成的序列。混沌序列由非線性映射生成，其對初值具有敏感依賴性，可以提供較上述碼字數量更多的可能碼字。由于混沌序列具有良好的相關特性和類隨機特性，故其在無線CDMA編/解碼和保密通信等領域得到了廣泛關注。是否可以將混沌序列用于OCDMA編/解碼是一個需要研究的問題。由于OCDMA系統和無線CDMA系統在調制方式和編碼方法上存在差異，故兩種系統對碼字的需求也有所不同。例如在無線CDMA通信系統中，數據信息采用BPSK等相位調制方式，信號為雙極性的(取值為1或-1)，碼片信號同樣為雙極性的，但是在OCDMA系統中，數據信息采用開關鍵控調制方式，信號為單極性的(取值為0或1)，相位編碼的碼片信號可以看作是雙極性的。為了提高系統的性能，需要根據OCDMA系統的特點對混沌序列做出優選。

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于模擬退火算法的光碼分多址混沌碼字篩選方法

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠有效的支持多用戶通信方式，降低各個用戶之間的干擾，進而降低光碼分多址通信系統的比特誤碼率并提高其通信質量。

本發明的技術方案是：一種基于模擬退火算法的光碼分多址混沌碼字篩選方法，其特征是所述方法包括以下順序執行的步驟：

步驟1：自相關篩選；

步驟2：構造互相關矩陣；

步驟3：構造目標函數；

步驟4：設定降溫策略；

步驟5：迭代優化碼字。

所述步驟1的具體內容包括：

碼字自篩選用窮舉法生成所有可能的碼字，根據混沌碼字的自相關特性，其自相關旁瓣數值不應過大，設定旁瓣數值門限，對生成的碼字進行自相關篩選；所述旁瓣數值門限，即根據光碼分多址系統的比特誤碼率所要求旁瓣數值的最大值。

所述步驟2的具體內容包括：

對步驟1中進行自相關篩選后生成的N₁個碼字，計算各個碼字序列之間的互相關方差，首先構成方差矩陣，再依據互相關篩選門限，方差矩陣中數值小于互相關篩選門限的位置設為1，否則設為0，由此得到N₁行N₁列的互相關矩陣；所述互相關篩選門限根據實際情況進行設置；所述N₁為大于0的正整數。

所述步驟3的具體內容包括：

在篩選出的N₁個碼字中進一步查找出N₂個碼字，根據該N₂個碼字設定目標函數的計算方法，定義目標函數的表達式，構建目標函數；所述N₂個碼字即所需的碼字數目；所述N₂為大于0小于N₁的正整數。

所述步驟4的具體內容包括：

設定降溫策略，給定初始溫度值，降溫后的溫度為原溫度的倍數k，每次降溫進行g次以下迭代優化操作，溫度值用于在迭代優化中控制以一定概率接收使目標函數惡化的值的概率；所述k為大于0小于1的小數；所述g為正整數；所述使目標函數惡化表示目標函數值下降；所述概率與溫度值相關，且隨著溫度值的下降而減小。

所述步驟5的內容包括：