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序 1

前言 1

第1章 OCDMA系统综述 1

1.1OCDMA系统技术的现状 2

1.1.1光纤信道复用及寻址技术 2

1.1.2OCDMA系统的技术特点 3

1.1.3OCDMA技术的研究动态 5

1.2OCDMA系统基本结构原理 6

1.2.1OCDMA接入网拓扑结构 7

1.2.2相干和非相干OCDMA系统结构 7

1.2.3光交换和上下路 9

1.3OCDMA系统的关键技术 10

1.3.1用户地址码码字结构 10

1.3.2光编码器和解码器 13

1.4OCDMA的应用前景 21

1.4.1多媒体通信 21

1.4.2高速计算机局域网 21

1.4.3电信网 22

1.4.4光纤接入网 22

1.4.5光纤同轴电缆混合网 22

1.4.6CATV计费、VOD业务等交互式业务网 24

参考文献 24

第2章 OCDMA系统设计的数学基础 32

2.1群、环、域和Galois理论 32

2.1.1群论的相关概念和性质 32

2.1.2环和域、分裂域、有限域 34

2.1.3有限Galois域 36

2.2射影几何的相关内容 40

2.2.1有限射影空间的几何模型 40

2.2.2射影坐标的变换关系 43

2.2.3仿射平面及其性质 47

2.3组合论的相关内容 49

2.3.1区组设计 49

2.3.2循环差集 49

2.3.3完备距离循环排列 50

2.3.4Steiner系统及其性质 51

2.3.5Hadamard矩阵及其构造 52

2.4随机变量的概率分布 54

2.4.1Gauss过程和Poisson过程 54

2.4.2常见随机变量的概率分布 56

参考文献 56

第3章 OCDMA系统素数码的构造与分析 58

3.1光素数地址码的相关性分析 58

3.1.1光素数地址码的码字结构 58

3.1.2素数码的码字相关性分析 60

3.1.3码字相关性导致的误码率分析 67

3.2异步OCDMA系统素数地址码的设计和分析 71

3.2.1修正二次素数码的设计 71

3.2.2扩展二次素数码的设计 72

3.2.3MSPC和ESPC的相关性分析 73

3.3同步OCDMA系统素数码的设计与性能研究 75

3.3.1内循环素数码的结构和性能 75

3.3.2同步OCDMA系统的非线性SSPC地址码设计 78

3.3.3同步SSPC的相关性分析 80

3.3.4SSPC码字的性能分析 82

3.3.5SSPC码字与OPC内循环码的性能比较 84

3.4本章小结 84

参考文献 85

第4章 OCDMA系统正交码的设计和分析 87

4.1光正交地址码的结构及其相关性检测方法 88

4.1.1OOC码字的结构表示和图示 88

4.1.2OOC的码字相关性检测 89

4.2光正交码码集的码字容量 91

4.2.1OOC码字容量的Johnson界 92

4.2.2对称OOC码集（L，ω，1）的容量上界 93

4.2.3对称OOC（L，ω，λ）的码字容量 95

4.3有限射影几何法设计光正交码 96

4.3.1有限射影几何与OOC设计的对应关系 96

4.3.2GF（qm＋1）上向量离散对数与OOC码字脉冲位 97

4.3.3由射影平面PG（2，q）生成（q2＋q＋1，q＋1，1）OOC码字 100

4.3.4由高维射影空间生成（qm＋1-1）／（q-1），q＋1，1）OOC码字 103

4.3.5由k维流形设计光码字的理论分析 107

4.4有限区组设计理论设计光正交码 109

4.4.1区组设计参数与OOC码字参数的对应 109

4.4.2对称OOC码字（L，ω，λ）的区组矩阵 111

4.4.3Latin方阵及其与有限域上直线的对应 112

4.4.4由Latin方阵生成OOC码字 114

4.4.5基于OLS的LSOOC性能分析 115

4.4.6对称OOC单码字（L，ω，1）的循环全间隔集 116

4.4.7由部分间隔集生成多码字OOC（L，ω，1） 118

4.4.8最佳OOC（F，K，1）的区组设计算法 119

4.5有限域上Steiner系统设计OOC码字 123

4.5.1Steiner系统参数与OOC码字参数的对应 123

4.5.2仿射平面的部分点阵对应的Steiner系 124

4.5.3有限域上Steiner系生成STOOC码字 125

4.5.4STOOC（qk，k，1）的码字基数和性能分析 127

4.6变重光正交码简介 128

4.7码字结构比较 128

4.8本章小结 129

参考文献 130

第5章 OCDMA系统二维码的设计与分析 133

5.1二维λ-t光地址序列码的码字结构 133

5.1.1二维λ-t码的码字矩阵和码字图示 133

5.1.2二维λ-t码字的相关特性及检测 135

5.1.3对称二维码集Φ（N×L，ω，1）的码字容量 136

5.1.4对称二维码集Φ（N×L，ω，λ）的码字容量 137

5.2二维λ-t素数序列码的构造和分析 138

5.2.1跳频扩时素数码 138

5.2.2由SSPC生成二维λ-t素数码 139

5.2.32D-SSPC的相关性分析 142

5.2.42D-SSPC的码字容量 143

5.2.52D-SSPC的误码性能 144

5.3二维λ-t正交序列码的构造和分析 145

5.3.11D-OOC到2D-OOC的构造过程 146

5.3.22D-OOC码字的相关性分析 148

5.3.32D-OOC（L×L，ω，1）的码字容量 149

5.3.42D-OOC（L×L，ω，1）的误码性能 150

5.4二维λ-t系统RS序列码的构造和分析 152

5.4.1GF（p）上一维RS码字的构造 153

5.4.22D-RSC（p×（p-1）p，p-1，0，1）的构造 154

5.4.32D-RSC（p×（p-1）p，p-1，0，1）的相关性分析 156

5.4.42D-RSC（p×（p-1）p，p-1，0，1）的码字容量 157

5.4.52D-RSC（p×（p-1）p，p-1，0，1）的误码性能 158

5.4.62D-RSC（p×p＇（p-1），p-1，0，1）的构造与分析 159

5.5光码分多址最佳光正交图形构造算法 161

5.5.1多芯光纤 163

5.5.2光正交地址图形 165

5.5.3光正交地址图形的容量 166

5.5.4最佳光正交地址图形的构造算法 166

5.5.5仿真结果 168

5.6本章小结 169

参考文献 169

第6章 OCDMA系统地址编解码技术 172

6.1光纤延时线时域编解码技术 173

6.1.1固定和可调光纤延时线结构简介 173

6.1.2可调光纤延时线结构的延时控制 174

6.1.3OCDMA系统的时域编码和信号合成 176

6.1.4OCDMA系统的时域解码和信号恢复 177

6.1.5时域编解码OCDMA系统的模拟结果及分析 178

6.2基于FBGs的非相干光谱域编解码技术 181

6.2.1FBGs编解码器的编码原理 181

6.2.2信号编码、叠加与发送 182

6.2.3数据接收、检测与恢复 184

6.2.4信号功率谱不均匀的SAC编码过程 187

6.2.5SAC编解码系统的传输性能 188

6.3二维λ-t地址码的OCDMA系统编解码技术 190

6.3.1一维和二维OCDMA系统网络结构比较 191

6.3.2基于FBGs加光纤延时线的二维编码器 192

6.3.3基于AWGs加光纤延时线的二维编码器 193

6.3.4二维编码和信号叠加 193

6.3.5二维OCDMA系统的解码和信号恢复 195

6.4本章小结 197

参考文献 198

第7章 OCDMA系统模型及性能分析 200

7.1系统输入及光纤信道 201

7.1.1系统输入 201

7.1.2光纤信道 202

7.2理想的单比特传输系统性能分析 204

7.2.1理想单比特系统 204

7.2.2模拟计算结果 207

7.3带光硬限幅器的单比特传输系统 210

7.3.1光硬限幅器 210

7.3.2光硬限幅器对系统性能的改进 211

7.3.3数据仿真 213

7.4实际单比特传输系统性能分析 214

7.4.1累加输出信号的概率密度函数 215

7.4.2实际单比特系统 217

7.4.3实际单比特系统性能的改进 221

7.4.4数据仿真 225

7.5多比特传输系统性能分析 227

7.5.1多比特传输系统模型 227

7.5.2I1（l＊）的概率密度函数 229

7.5.3I1（l）的概率密度函数 230

7.5.4多比特传输系统性能分析 231

7.5.5多比特系统误码特性改进 232

7.5.6多比特传输系统误码特性数据仿真 234

7.6光PPM-CDMA系统分析 237

7.6.1光PPM-CDMA系统 237

7.6.2误码率分析 239

7.6.3数据结果 241

7.7本章小结 242

参考文献 242

第8章 多用户干扰抑制 244

8.1减小多用户干扰的方法 245

8.1.1引入光硬限幅器方法 245

8.1.2多比特传输方法 247

8.1.3并行干扰抑制方法 247

8.1.4逐次干扰抑制方法 248

8.1.5混合方法 248

8.2并行干扰抑制方法 248

8.2.1采用单极性比特填充m序列的并行干扰抑制方法 248

8.2.2M进制双正交并行干扰抑制方法 255

8.2.3基于最大值判决的并行干扰抑制方法 263

8.3逐次干扰抑制方法（多用户检测） 272

8.3.1系统描述 272

8.3.2逐次干扰删除 273

8.4基于最大值判决及光硬限幅器的光码分多址并行干扰抑制方法 276

8.4.1理论分析 278

8.4.2仿真结果 279

8.5本章小结 281

参考文献 281

第9章 总结和展望 282

9.1总结 282

9.2OCDMA前景展望 285

参考文献 286

略语、符号表 287

图形索引 290

表格索引 299