基于混沌序列的相移OCDMA编解码技术研究

摘要

编解码技术是光码分多址（OCDMA）的核心技术。用户地址码的优良性能是OCDMA系统实用化的重要前提。基于相干光的相位编码OCDMA技术依靠光信号的相位变化，利用伪随机序列来编解码。本文正是从此出发，着重研究了混沌OCDMA地址码的产生，及其在编解码器件中的应用。
　　 本文主要研究了以下几方面的内容：
　　 首先，系统地分析了一维Logistic映射、二维Henon映射以及三维Lorenz映射的产生方法和基本特性。
　　 之后，从激光器速率方程出发，经过参量变换，将其变换为Lorenz混沌映射，说明了激光器中同样存在混沌现象，以经典的Lorenz混沌映射为原型，使用定义法和Jocobian矩阵法来计算系统的Lyapunov指数，从而判断映射系统进入混沌状态的条件，为激光混沌的调试打下了基础。
　　 最后，将Lorenz混沌序列作为光码分多址的地址码，用于超结构光纤光栅（SSFBG）的相移编码，利用传输矩阵法仿真分析了Lorenz混沌序列SSFBG编/解码器之间的相关特性，仿真说明Lorenz混沌序列在使用SSFBG编码后，序列具有良好的相关特性。
　　 从本文的研究来看，激光器中也存在和Lorenz混沌映射相同的混沌现象。研究结果表明Lorenz混沌序列作为OCDMA码字在SSFBG中仍然具有良好的相关性，可作为相移OCDMA编码的一种备选方案。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 OCDMA系统

1.2.1 OCDMA.系统介绍

1.2.2 OCDMA系统的技术特点及优势

1.2.3 OCDMA的发展历史和研究现状

1.3 所做的工作及论文组织结构

参考文献

第二章 OCDMA编解码技术

2.1 OCDMA地址码

2.1.1 素数码

2.1.2 光正交码(OOC)

2.1.3 二维OOC码字

2.2 OCDMA频谱相位编/解码技术

2.2.1 频谱相位编码OCDMA系统的地址码

2.2.2 混沌序列编解码技术

2.3 本章小结

参考文献

第三章 混沌序列的产生及性能分析

3.1 混沌映射

3.1.1 一维Logistic映射

3.1.2 二维Henon映射

3.1.3 三维Lorenz映射

3.2 激光混沌

3.2.1 光学布洛赫方程

3.2.2 哈肯的激光方程

3.2.3 单模均匀加宽的行波激光方程

3.2.4 均匀加宽单模激光器的洛仑兹—哈肯方程

3.3 使用Lyapunov指数来判断系统进入混沌状态

3.3.1 一维Logistic映射系统

3.3.2 二维Henon映射系统

3.3.3 三维Lorenz映射系统

3.4 本章小结

参考文献

第四章OCDMA系统和编解码实现技术

4.1 OCDMA系统

4.1.1 OCDMA接入网拓扑结构

4.1.2 相干和非相干OCDMA系统结构

4.1.3 光交换和上下路

4.1.4 OCDMA技术分类

4.2 OCDMA编解码技术实现

4.2.1 光纤延迟线时域编解码技术

4.2.24F透镜-掩模编/解码器

4.2.3 SLM编/解码器

4.2.4 PLC编/解码器

4.3 相移超结构光纤布拉格光栅及其分析方法

4.3.1 超结构光纤布拉格光栅的发展

4.3.2 超结构光纤光栅(SSFBG)结构

4.3.3 光纤布拉格光栅的耦合模理论

4.4 混沌序列在SSFBG中的应用

4.4.1 相移SSFBG OCDMA编解码器的工作原理

4.4.2 用传输矩阵法分析相移SSFBG的频谱特性

4.4.3 Lorenz混沌地址码序列的生成

4.4.4 Lorenz混沌序列SSFBG编码仿真研究

4.5 本章小结

参考文献

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

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