二維光碼分多址編碼理論研究及試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告中期報(bào)告一、研究背景隨著無線通信技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，對(duì)于無線資源的需求越來越大。然而，頻譜卻是有限的資源，為了充分利用頻譜，無線通信技術(shù)也不斷地在發(fā)展和創(chuàng)新。光碼分多址（OCDMA）技術(shù)是一種利用光碼序列唯一性，將多個(gè)用戶信號(hào)進(jìn)行混信，以達(dá)到在同一時(shí)間、同一頻道內(nèi)同時(shí)傳輸多個(gè)用戶信號(hào)的效果。與傳統(tǒng)的碼分多址（CDMA）技術(shù)相比，OCDMA技術(shù)在碼元長度小、多用戶接入帶寬大、系統(tǒng)抗干擾等方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)。因此，OCDMA技術(shù)正在成為一種具有重要意義的通信技術(shù)。本研究將探索二維光碼分多址（2D-OCDMA）技術(shù)，進(jìn)一步提高OCDMA技術(shù)的傳輸效率和容量。通過研究2D-OCDMA技術(shù)的理論基礎(chǔ)及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程，為實(shí)現(xiàn)更高效、更高容量的無線通信技術(shù)奠定基礎(chǔ)。二、研究目標(biāo)1.探究2D-OCDMA技術(shù)的基礎(chǔ)理論，其中包括編碼方式、解碼方式、特性等方面的研究。2.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)2D-OCDMA的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括軟硬件平臺(tái)的選擇、編碼電路設(shè)計(jì)、信號(hào)調(diào)制解調(diào)等部分。3.對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及性能指標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估。三、研究內(nèi)容1.2D-OCDMA技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究通過文獻(xiàn)研究、理論分析等方式，深入研究2D-OCDMA技術(shù)的編解碼算法、碼片的理論性質(zhì)及其在無線通信中的應(yīng)用等方面。其中還將圍繞碼元長度、多用戶接入帶寬等關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)開展探究。2.2D-OCDMA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)考慮到2D-OCDMA技術(shù)對(duì)硬件和軟件平臺(tái)的要求較高，我們將采用FPGA實(shí)現(xiàn)編解碼、信號(hào)調(diào)制解調(diào)等功能，并通過MATLAB/Simulink搭建系統(tǒng)模型。具體會(huì)設(shè)計(jì)相關(guān)模塊電路，選購相應(yīng)硬件，搭建軟硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)。3.實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)驗(yàn)證與性能評(píng)估經(jīng)過系統(tǒng)搭建后，我們將進(jìn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)驗(yàn)證和性能評(píng)估。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和性能指標(biāo)的檢測(cè)和分析等方式，評(píng)估2D-OCDMA技術(shù)的實(shí)用價(jià)值和適用性。四、研究進(jìn)展目前，我們已經(jīng)完成了2D-OCDMA技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究，并根據(jù)研究成果進(jìn)行了相關(guān)電路設(shè)計(jì)。以下是2D-OCDMA編解碼電路設(shè)計(jì)部分的進(jìn)展情況：1.信號(hào)輸入端將不同維度的數(shù)據(jù)分別輸入進(jìn)編解碼器，在輸入端的設(shè)計(jì)中，需要實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)的組合和分離。我們采用了多路器（MUX）和反多路器（DEMUX）實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)的組合和分離，以便于后續(xù)的信號(hào)編碼與解碼。2.光發(fā)射機(jī)為了盡量減小碼元長度，我們采用直接調(diào)制方式，調(diào)制出的光脈沖寬度與碼元長度相等。3.光接收機(jī)光接收機(jī)中主要包括前置放大器、光電二極管、限幅器等模塊，通過光電轉(zhuǎn)換將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理，以便后續(xù)的信號(hào)解碼。4.信號(hào)編解碼器編解碼器在2D-OCDMA中是核心部分，也是最具技術(shù)難度的部分。目前我們已經(jīng)完成了多維數(shù)據(jù)的編解碼算法的設(shè)計(jì)，并根據(jù)算法，設(shè)計(jì)出相關(guān)電路。在電路設(shè)計(jì)中，采用了比較器、延遲電路、異或器等模塊，實(shí)現(xiàn)了碼片與信號(hào)的相互映射。以上是我們?cè)谘芯?D-OCDMA技術(shù)過程中取得的部分進(jìn)展，目前我們正在積極開展剩余部分的研究工作，并在研究中不斷解決和突破技術(shù)難點(diǎn)。五、研究意義2D-OCDMA技術(shù)是以光碼序列為基礎(chǔ)的通信技術(shù)，代表了未來通信技術(shù)的發(fā)展方向。本研究將探