Giải pháp nâng cao hiệu năng của hệ thống CDMA quang đa truy nhập kết hợp bước sóng – thời gian

1

MỞ ĐẦU
Luận văn được trình bày thành 3 chương:
Chương 1 Giới thiệu về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của
các hệ thống CDMA quang (OCDMA), đặc biệt là hệ thống 2D
 - t OCDMA. Giới thiệu về loại mã được sử dụng trong hệ
thống 2D  - t OCDMA.
Chương 2 Trình bầy về các loại nhiễu trong hệ thống 2D  -
t OCDMA như nhiễu nhiệt, nhiễu lượng tử, nhiễu đa truy nhập
(MAI), nhiễu giao thoa tín hiệu quang (OBI). Tán sắc và các
ảnh hưởng của tán sắc trong hệ thống 2D  - t OCDMA.
Chương 3 Đề xuất giải pháp làm giảm đồng thời ảnh hưởng
của nhiễu và tán sắc thông qua việc cải tiến cấu trúc bộ thu và
sử dụng các kỹ thuật điều chế mới. Xây dựng mô hình toán học
đánh giá hiệu năng của hệ thống được đề xuất. So sánh hiệu
năng của hệ thống được đề xuất trong luận văn với các hệ thống
trước đây.
2
Chương 1
TỔNG QUAN CÁC HỆ THỐNG CDMA QUANG
1.1 CÁC KỸ THUẬT ĐA TRUY NHẬP
1.1.1 Đa truy cập phân chia theo thời gian







Hình 1.1 Chia sẻ tài nguyên dựa trên kỹ thuật CDMA

Phần lớn PONs dựa trên TDMA để chia sẻ dung lượng giữa
các người sử dụng khác. Trong hệ thống TDMA, mỗi kênh
chiếm giữ một khe thời gian, mỗi khe thời gian này xen kẽ với
các khe thời gian của các kênh khác như trong hình 1.1.
Các tiêu chuẩn ITU ban đầu sử dụng TDMA cố định trong
đó mỗi người dùng nhận được cùng một dung lượng, nhưng các
tiêu chuẩn mới đang được phát triển dung lượng có thể được tự
động gán cho người dùng khác nhau theo yêu cầu thay đổi của
họ. Các cơ chế phân phối băng thông động đầu tiên yêu cầu tín
hiệu giữa các ONUs và các OLT để thông báo cho OLT của các
dung lượng cần cho mỗi ONU. Thứ hai, OLT cần phải thông
báo cho nhau ONU về việc phân bổ dung lượng. Giao thức này
được dựa trên tin nhắn yêu cầu từ ONUs đến OLT, mà quyết
định về việc phân bổ tốt nhất dung lượng và đáp ứng với tin
nhắn cấp. Để APONS chấp nhận chỉ dẫn số lượng các tế bào
Bước
sóng, λ
Người sử
dụng 1
Người sử
dụng 2
Người sử
dụng 3
Th
ời gian, t

3
Ngư
ời sử dụng 1

Ngư
ời sử dụng 2

Ngư
ời sử dụng 3

Thời gian, t
Bước sóng, λ
ONU được phép gửi. Để EPONS một cửa sổ truyền tối đa trong
byte có thể được cấp thay vào đó, kể từ khi các khung Ethernet
có thể có độ dài khác nhau.
1.1.2 Đa truy nhập phân chia theo bước sóng
Trong hệ thống WDMA, mỗi kênh chiếm một băng thông
xung quanh một bước sóng trung tâm như trong hình 1.2. Bước
sóng có thể được sử dụng cho các dịch vụ riêng. Trong các dịch
vụ quảng bá, WDM sẽ chỉ cần thiết trong đường xuống trong
khi đó nó cũng sẽ được yêu cầu cho các đường lên nếu nó được
sử dụng cho người dùng riêng. Nếu một bước sóng riêng được
sử dụng để cung cấp các dịch vụ khác, chẳng hạn như phát
thanh truyền hình, sự thay đổi trong mạng








Hình 1.2: Chia sẻ tài nguyên dựa trên kỹ thuật WDMA
có thể được giới hạn mỗi người gửi mới tại OLT và thu tại

ONUs. Để sử dụng các kênh riêng WDM cho ONUs khác các
công suất được chia tốt hơn nên được thay đổi cho một bộ định
tuyến bước sóng hoặc bộ phân kênh, tách các bước sóng và
chuyển chúng đến người nhận. Bằng cách chia nhỏ các bước
sóng, ít năng lượng bị mất so sánh với phân chia công suất đơn
4
Bư
ớc sóng,
λ

Thời gian, t
Người sử dụng 1
Người sử dụng 3
Người sử dụng 2
Mã, C
giản. Các bộ định tuyến bước sóng có thể được thực hiện bởi
các thành phần thụ động, sử dụng một mạng lưới bước sóng
(AWG) hoặc sợi cách tử
1.1.3 Đa truy nhập phân chia theo mã








Hình 1.3: Chia sẻ tài nguyên dựa trên kỹ thuật CDMA
Trong OCDMA, các tài nguyên mạng được chia sẻ giữa
người sử dụng bằng cách gán cho một mã thay vì khe thời gian

như TDMA hoặc bước sóng như WDMA. Sau đó, người dùng
có khả năng tiếp cận các tài nguyên sử dụng cùng một kênh
cùng một lúc, như thể hiện trong hình 1.3. OCDMA có thể thực
hiện ghép kênh chuyển mạch và thêm / bỏ các tín hiệu đa kênh
qua mạng xương sống và MAN riêng, hoặc kết hợp của TDM
và WDM thông qua mã hóa và giải mã tín hiệu quang trực tiếp.
OCDMA có thể sử dụng làm phương thức đa truy cập mạng
giữa nhiều người sử dụng qua mạng LAN và các mạng truy cập
và nó là một công nghệ lý tưởng cho mạng FTTH với tốc độ
~Gbit/s.


5
1.2 PHÂN LOẠI CÁC HỆ THỐNG OCDMA
Nếu chúng ta phân loại chúng tùy thuộc vào sự khác biệt của
phương pháp mã hóa cho các tín hiệu quang, có ba loại hệ
thống OCDMA:
- Hệ thống OCDMA mã hóa thời gian, trong đó bao
gồm hệ thống mã hóa biên độ theo thời gian và mã hóa
pha theo thời gian.
- Hệ thống OCDMA mã hóa tần số, bao gồm bước mã
hóa biên độ phổ (SEA) và hệ thống mã hóa pha phổ
(SPE).
- Hệ thống OCDMA mã hóa lai ghép, trong đó sử dụng
một sự kết hợp của các phương pháp mã hóa nói trên.
Chúng ta có thể có được mã hóa 2-D, chẳng hạn như,
mã hóa bước sóng – thời gian (WH/TS).
Nếu chúng ta sắp xếp chúng theo số lượng tài nguyên sử
dụng, chúng có thể được chia thành các hệ thống một chiều, các
hệ thống hai chiều và hệ thống ba chiều. Nếu sự phân cực này

cũng đưa vào tài khoản, các hệ thống bốn chiều có thể đạt được.
Nếu chúng ta phân loại chúng theo quy định với số lượng
các bước sóng được sử dụng để mã hóa. Chúng có thể được
chia thành các hệ thống OCDMA đơn bước sóng và đa bước
sóng (MW-OCDMA).
1.3 HỆ THỐNG OCDMA
Kiến trúc mạng điển hình cho OCDMA được hiển thị trong
hình 1.4. Tín hiệu từ K máy phát được kết hợp bằng một bộ kết
hợp và phát đến tất cả các máy thu bằng một bộ chia quang.
6
Một sợi quang được sử dụng để kết nối bên phát và bên thu, và
được chia sẻ giữa tất cả người dùng. Các bộ mã hóa và giải mã
OCDMA là những thành phần quan trọng để thực hiện hệ thống
OCDMA. Để hiện thực dữ liệu thông tin liên lạc giữa nhiều
người dùng dựa trên công nghệ truyền thông OCDMA, một mã
duy nhất được gán cho mỗi người dùng trong một mạng
OCDMA, mã được lựa chọn từ tập hợp mã OCDMA cụ thể, và
do đó, người dùng khác nhau sử dụng các mã khác nhau.
Hình 1.4: Sơ đồ khối của mạng OCDMA

1.4 MÃ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG OCDMA
1.4.1 Mã M
Mã có chiều dài cực đại ( chuỗi M) là một chuỗi giả ngẫu nhiêu
được sử dụng phổ biến nhất, có thể được tạo ra bởi thanh ghi
dịch chuyển hồi tiếp và có khoảng thời gian tối đa. Do đó, nó
được gọi là tuyến tính cực đại chuỗi đăng ký dịch chuyển hồi
tiếp.
1.4.2 Mã Hadamard
Mã Hadamard thu được bằng cách chọn như mã số các hàng
của một ma trận Hadamard. Nó cũng được biết rằng một ma

trận Hadamard (N × N) bao gồm các số 1 và các số 0 có đặc
.
.
.

.
.
.

Dữ liệu
nh
ị phân

Bộ mã hóa
OCDMA

Máy phát
#1

Máy phát
# K

Dữ liệu
nh
ị phân

Bộ mã hóa
OCDMA

Bộ phục

h
ồi dữ liệu

Bộ giải mã
OCDMA

Máy thu
#1

Máy thu
# K

Bộ phục
h
ồi dữ liệu

Bộ giải mã
OCDMA

Sợi quang
7
tính là bất kỳ dòng nào khác dòng còn lại đều khác ở vị trí N/2.
Ngoại trừ tất cả hàng chứa N/2 số 0 và N/2 số 1. Ví dụ, đối với
N = 4
















1001
0011
0101
1111
4
M

















0110
1100
1010
0000
4
M

1.4.3 Mã MQC
Họ mã MQC (p2 + p, p 1, 1), được gọi là thay đổi đồng dạng
bình phương (MQC) mã,
Đối với một giá trị cố định cho trước, chúng ta có thể xây
dựng (p-1) họ mã đặc biệt bằng cách sử dụng giá trị khác nhau
của tham số d. Trong mỗi họ mã, có p
2
chuỗi mã có đặc tính sau
đây.
Chuỗi mã có p
2
+ p các yếu tố có thể được chia thành (p + 1)
nhóm. Và mỗi nhóm bao gồm “1” và “0”.
Trong giai đoạn tương quan chéo giữa hai chuỗi là luôn luôn
bằng 1.
1.4.4 Mã nguyên tố
Mã nguyên tố là một đặc trưng mã đồng dư tuyến tính. Cấu
trúc của mã nguyên tố như sau:
Thứ nhất, chọn p là một số nguyên tố và dựa trên trường
Galois GF (p), xây dựng một chuỗi nguyên tố:
S
i

=

(
s
i,
0

, s
i,
1
,

,

s
i,j
,

,

s
i,
(
p
−
1)
)
,

i

=

0
,

1
,

,

p

−

1

nơi mà các phần tử trong chuỗi này nguyên tố là

8
s
i,j

=

{
i.j

}

(mod

p
)

S
i,j
, i và j là các phần tử trong trường Galois
GF
(
p
)

=

{
0
,

1
,

,

p

−

1
}

.
1.4.5 Mã nguyên tố 2-D
Là mã được sử dụng trong hệ thống 2-D OCDMA, là sự kết
hợp của một mô hình trải thời gian (TS) và mô hình nhảy bước
sóng (WH). Mã nguyên tố 2-D sử dụng mã nguyên tô cho cả hai
mô hình. Một mô hình TS có thể được tạo ra bằng cách sử dụng
toán tử tuyến tính đồng dạng vị trí để đặt một xung trong một
khối như sau:
a
xy

=

[
x,

y
]

x,

y

=

0
,

1
,

,

p
s

−

1
,

p
s
là một số nguyên tố, và [.] ký hiệu modulo p
s
hoạt động.
Thuật toán xác định vị trí của xung trong vòng một khối có độ
dài p
s
. Một mô hình mã bao gồm p
s
các khối như vậy. Tương tự
như vậy, WH là một mô hình tạo ra từ một số nguyên tố p
h

(
p
s

≤

p
h

).













9
Chương 2
NHIỄU VÀ TÁN SẮC TRONG HỆ THỐNG
2D  - t OCDMA
2.1 CÁC LOẠI NHIỄU
2.1.1 Nhiễu máy thu
Nhiễu lượng tử và nhiễu nhiệt là hai cơ chế tiếng ồn cơ bản
chịu trách nhiệm về biến động hiện nay ở tất cả các máy thu
quang ngay cả khi các sự cố Pin quang điện là không đổi.
Nhiễu lượng tử thực tế là một biểu hiện khi một dòng điện
được tạo ra vào những thời điểm ngẫu nhiên một dòng các điện
tử. Về mặt toán học, sự dao động của dòng điện có liên quan

đến tạp nhiễu hạt là một quá trình đứng im ngẫu nhiên với số
liệu thống kê Poisson, thường được tính xấp xỉ bằng số liệu
thống kê Gaussian. Các sai nhiễu lượng tử có thể được thể hiện
như sau
Nhiễu nhiệt được tạo ra bởi các biến động ngẫu nhiên của
nhiệt điện kích thích mang bên trong mọi phương tiện truyền
dẫn, bao gồm các dây dẫn và chất bán dẫn, ở nhiệt độ Tn> 0 K.
Dòng quang điện được tạo ra trong quá trình tách sóng quang
được chuyển đổi thành điện áp thông qua tải.
2.1.2 Nhiễu Đa truy nhập
Nhiễu đa truy nhập (MAI) là nguồn gốc của tiếng ồn trong
OCDMA và là yếu tố hạn chế đến hiệu năng hệ thống. MAI là
một loại nhiễu gây ra bởi nhiều người dùng đang sử dụng giao
cùng một tần số cùng một lúc. Do đó, MAI được quy định bởi
số lượng người dùng đồng thời và tương quan chéo giữa hai mã
10
khác nhau. Để giảm bớt ảnh hưởng của MAI, mã với tài sản tối
thiểu tương quan qua lại được yêu cầu.
2.1.3 Nhiễu giao thao tin hiêu quang
Hạn chế chính của hệ thống OCDMA nghiên cứu trong luận
án này là OBI (nhiễu giao thao tín hiệu quang), xảy ra khi tín
hiệu quang khác nhau được kết hợp. Mạch tách sóng bậc hai tại
tách sóng quang (PD) sẽ có sự dao động giữa các xung tại cùng
một bước sóng dẫn đến giao thoa.
2.2 TÁN SẮC VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA TÁN SẮC TRONG
HỆ THỐNG 2D  - t OCDMA
2.2.1 Các đặc điểm của truyền dẫn quang
Trong tất cả các sóng điện từ, cho dù bằng phẳng hay không,
có nhiều điểm giai đoạn không đổi. Đối với các sóng phẳng,
những điểm trạng thái không đổi tạo thành sóng phẳng được gọi

là mặt sóng. Như một làn sóng ánh sáng đơn sắc truyền dọc
theo sợi quang. những điểm dịch chuyển trạng thái không đổi
tại một trạng thái vận tốc v
p
xác định




p

nơi ω là tần số góc của sóng và β là hằng số truyền. Tuy
nhiên, trong thực tế không thể để tạo ra sóng ánh sáng đơn sắc,
ánh sáng và năng lượng nói chung bao gồm một tổng hợp của
các thành phần sóng phẳng của tần số khác nhau. Thường thì
tình hình tồn tại nơi một nhóm các sóng có tần số gần tương tự
như các hình thức truyền sóng do đó kết quả tạo thành một gói
của sóng. Sự hình thành của một gói sóng do sự kết hợp của hai
sóng có tần số khác nhau truyền cùng nhau được minh họa
11
trong hình. Gói sóng không dịch chuyển ở trạng thái vận tốc
của sóng riêng lẻ nhưng là quan sát để di chuyển tại một vận tốc
nhóm V
G
được cho bởi



d
d

g








Hình 2.1: Các đường bao của gói sóng hoặc nhóm của sóng
di chuyển với vận tốc nhóm V
g
Toán học
2.2.2 Tán sắc vận tốc nhóm
Tán sắc vận tốc nhóm (GVD) là hiện tượng trong đó vận tốc
pha của sóng phụ thuộc vào tần số của nó hay cách khác khi vận
tốc nhóm phụ thuộc vào tần số. GVD là đôi khi gọi là tán sắc để
nhấn mạnh bản chất của nó phụ thuộc bước sóng. Sự phụ thuộc
tần số của vận tốc nhóm dẫn đến xung mở rộng chỉ đơn giản bởi
vì các thành phần khác nhau quang phổ của các phân tán xung
trong quá trình truyền và không đến cùng một lúc ở đầu ra cáp.
2.3 ẢNH HƯỞNG CỦA TÁN SẮC TRONG HỆ THỐNG
2D  - t OCDMA
2.3.1 Mô tả hệ thống
Sơ đồ mạch của hệ thống 2-D OCDMA được thể hiện trong
hình 2.3. Có K đôi máy phát và máy thu tương ứng với K
người dùng. 1 bộ ghép quang được sử dụng để phân bố tín hiệu
12
quang từ 1 máy phát tới các máy thu. Khi tín hiệu quang được
truyền từ máy phát tới máy thu bởi vì sợi cáp bị mỏng đi và bộ

chia bị lỏng. Đặt P0 , α, L theo thứ tự là bộ phát năng lượng, hệ
số suy giảm sợi quang và độ dài của sự lan truyền, công suất
nhận được được tính bằng công thức P
s
=[P
0
exp(−αL)]/K .
Biểu đồ khối của 1 cặp máy thu và phát của hệ thống 2-D
OCDMA sử dụng HDR cũng được thể hiện trong hình 2.3.
Ở máy thu, tín hiệu nhận được (bao gồm cả MAI) trước tiên
được trộn với 1 máy tạo dao động tại chỗ (LO). LO cũng là 1
nguồn băng thông rộng mà các đặc tính của nó (bước sóng và
khoảng cách giữa chúng) như 1 máy phát. Tín hiệu được trộn
lẫn sau đó được giải mã ở máy giải mã WH/TS













Hình 2.2: Sơ đồ của hệ thống 2D OCDMA sử dụng máy thu
phát hiện phách
Tín hiệu được mã hóa bao gồm cả xung MAI và xung

Đa bước sóng
xung

Xung MAI
Xung mở rộng và
giảm năng lượng
cực đại
Lệch thời gian
Lệch thời
gian

Dữ liệu
nhị
phân

Tín hiệu tự
tương quan
WH/TS
Bộ mã
hóa

Bộ Tạo
mã
Nguồn
băng thông
r
ộng

Bộ thu #1
nhiễu giao động nội

Bộ phát #2
Bộ phát #3
Bộ thu #2
Bộ thu #3
Bộ phát #1
K x K
Bộ ghép
sao
3-
dB
Bộ
ghép

WH/TS
Bộ giải
mã

PD

BP
F
mạch
giao
đ
ộng
Bộ
tách
sóng

LP

F
Bộ tạo
mã
Bộ tách
sóng
ngư
ỡng

Phục hồi
dữ liệu
Chiều dài cáp
13
chuẩn, được chuyển sang tín hiệu điện bằng 1 PD. Ở đó OBI sẽ
đc diễn ra nhờ vào các nhịp giữa các xung với các bước sóng
gần như nhau. Dòng quang điện được chuyển qua 1 bộ lọc lấy
dải (BPF) để loại bỏ hoàn toàn giao tiếp chéo, được chuyển
thành 1 dải tần.
cơ sở nhờ 1 mạch tách sóng, và được theo sau bởi bộ lọc
thông thấp (LPF). Cuối cùng, dữ liệu nhị phân được phục hồi
bởi 1 bộ dò ngưỡng. Sự tách sóng được tiến hành cả đồng bộ
và không đồng bộ. Tuy nhiên, để đơn giản cho việc tính toán,
chúng ta chỉ quan tâm đến trường hợp đồng bộ.
Cần lưu ý rằng khi truyền dọc trục cáp quang, xung chip
quang, kể cả xung chuẩn và MAI, sẽ bị méo bởi ảnh hưởng của
GVD. Vì vậy, sự méo này sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của hệ
thống. Vì lí do đó, sự méo tín hiệu này cần được xem xét để
phân tích 1 cách toàn diện hoạt động của hệ thống.
2.3.2 Phân tích hiệu năng của hệ thống
Trong phần này, chúng ta phân tích theo lý thuyết hoạt động
của hệ thống 2-D OCDMA sử dụng tách sóng heterodyne và

xuất phát từ tỉ lệ bit lỗi (BER). Như đã đề cập ở những phần
trước, ảnh hưởng của GVD sẽ được xem xét cùng với các
nhiễu tín hiệu khác, bao gồm MAI, OBI, và nhiễu của máy thu.
Để miêu tả ảnh hưởng của GVD đến tín hiệu tự tương quan,
ta lấy ví dụ cho ở hình 2.3, ở đó tín hiệu tự tương quan được
khảo sát trong trường hợp p
s
=7. Đỉnh tự tương quan tương
đương với t=0, cũng là thời điểm tạo ngưỡng. Nếu không có
ảnh hưởng của GVD, đỉnh tự tương quan (ko có MAI) bằng với
khối lượng mã, p
s
. Dưới ảnh hưởng của GVD, lệch thời gian,
14
và sự giảm công suất đỉnh sẽ làm giảm đỉnh tự tương quan.
Đặc biệt, ảnh hưởng của lệch thời gian có thể nhìn thấy ở hình
2.3 trong trường hợp L = 1 km. Ở thời điểm tạo ngưỡng, giá trị
của dòng hiện tại sẽ bằng, ở đó Ad = Ad(0) là đỉnh của sự tự
tương quan.
Bên cạnh dòng chuẩn, dòng hiện tại MAI cũng góp
phần vào đỉnh tự tương quan.

Hình 2.3
Tín hiệu tự tương quan, Ad(t), cho trường hợp sử
dụng SMF, dãy ban đầu có p
s
= 7.





Không có GVD
có GVD, L=0,3 km
có GVD, L=1 km
Biên độ
15
Chương 3
GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG CỦA
HỆ THỐNG 2D  - t OCDMA

3.1. ĐIỀU CHẾ ĐA MÃ (MCM)
Trong phương pháp điều chế này, chúng tôi cũng sử dụng
các từ mã M-ary như trong PPM, sẽ giúp giảm thiểu các tác
động của MAI và OBI. Tuy nhiên, thay vì sử dụng nhiều vị trí
cho các ký hiệu M-ary, mỗi mã MW-OCDMA duy nhất cho
mỗi biểu tượng. Khi chu kì kí hiệu (Ts) trong biểu tượng MCM
rộng hơn so với chu kì bit (Tb) log2 M lần, chu kì chip được
tăng lên bởi cùng yếu tố. Điều này cho phép sử dụng xung rộng
do đó làm giảm ảnh hưởng của tán sắc ánh sáng. Để giảm hơn
nữa tác động của MAI và OBI, chúng tôi cũng sử dụng bộ lọc
tín hiệu theo tiêu chuẩn tối đa (ML) với bộ hạn chế quang cứng

(OHLs) tại bộ giải điều chế đa mã. Kết quả là, các hệ thống đề
xuất có thể hỗ trợ lượng lớn người dùng với tốc độ bit cao theo
yêu cầu cho các mạng truy nhập quang thế hệ tiếp theo. Trong
MCM, mỗi người dùng yêu cầu các M mã cho việc mã hóa các
M biểu tượng của nó.
)1( 
hs
PP
mã gốc 2-D của 1 bộ mã do
đó được chia đều cho tất cả người dùng. Vì thế, số lượng người
dùng lớn nhất được tính bằng


MPP
hs
/)1( 
ở đó


x
là
hàm nền của x. Ví dụ, 1 mã gốc 2-D được xây dựng từ p
s
= 11
và p
h
= 31 có thể hỗ trợ tối đa 82 người dùng khi 4-MCM được
sử dụng.
Đáng chú ý là trong các hệ thống thông thường chỉ đinh 1
mã cho mỗi người dùng, có rất nhiều mã không sử dụng. Điều

này chủ yếu là vì các hệ thống thông thường chỉ có thể hỗ trợ
16
vài người sử dụng khi chịu tác động của sự suy yếu vật lý,
chẳng hạn như tạp âm, nhiễu, và tán sắc. Trong hệ thống đề
xuất của chúng tôi, chúng tôi có thể lợi dụng các mã không sử
dụng để cải thiện hiệu năng hệ thống.
3.2. MÔ TẢ HỆ THỐNG
Một sơ đồ của hệ thống OCDMA 2-D sử dụng MCM và
OHLs được thể hiện trong hình. 3.1. Tín hiệu từ K máy phát
được kết hợp bởi bộ kết hợp và phát sóng cho tất cả các máy
thu bởi một bộ chia. Để minh họa, máy phát và thu được mô tả
chi tiết trong hình.






Hình 3.1: Hệ thống 2-D OCDMA sử dụng MCM và
OHLs
3.2.1. Máy phát MCM
Ở máy phát, mỗi khối log
2
M-bit được chuyển đổi thành các
M ký hiệu được biểu thị là Su (u=0,….,M-1) bằng một công cụ
chuyển đổi kí hiệu. Mỗi biểu tượng sau đó được mã hóa bởi
một trong các mã M 2-D tại một bộ điều biến đa mã. Các tín
hiệu mã hóa, được minh họa trong hình. 3.2, là một chuỗi các
chip chip "1s" và "0s" Chip "1s" tương ứng với một xung quang
trong khi một chip "0" có nghĩa là không có xung được truyền.

m-bit
chuyển
đ
ổi biểu
điều chế
đa m
ã

Mã phát
Dữ liệu
nh
ị phân

B
ộ phát #1

B
ộ tổ hợp
Kênh tán sắc
quang tuyến
tính

B
ộ tách sóng
Giải điều chế đa mã
s
ử dụng OHLs

Chuy
ển đổi

bit bi
ểu
Mã phát Phục hồi
d
ữ liệu

B
ộ thu #1

Từ các máy
phát K-1
tới máy thu
K-1
17
Trong một chuỗi chip, vị trí của các chip "1s" và "0s" được xác
định bởi các mô hình TS trong khi các bước sóng của chip "1s"
được xác định bởi các mô hình WH. Cuối cùng, tín hiệu mã hóa
được kết hợp với các tín hiệu từ máy phát khác và được gửi đến
máy thu qua một sợi quang.
3.2.2 kênh tuyến tính phân tán quang
Trong quá trình truyền tín hiệu qua sợi, xung quang bị ảnh
hưởng bởi tính suy hao quang và sự tán sắc.Để phân tích tác
động của chúng, mỗi xung quang được mô hình hóa như một
xung Gaussian và cáp quang được coi là một kênh phân tán
tuyến tính. Biên độ của xung Gaussian được truyền đi, G
0
(t).
3.2.3.Máy thu MCM
Ở máy thu, các tín hiệu nhận được bao gồm MAI được đưa
vào một bộ giải điều chế đa-mã, trong đó bao gồm các nhánh

giải mã M. Ở mỗi nhánh, tín hiệu nhận được giải mã
bởi một bộ giải mã.Giả sử rằng các máy phát được chọn
gửi biểu tượng , quá trình giải mã cần phải được xem xét trong
hai trường hợp: bộ giải mã mong muốn (1) (Dd), và (2) bộ giải
mã không mong muốn (Du, u≠d)
Ở bộ giải mã mong muốn, tất cả ps xung quang của chuỗi
các chip biểu diễn kí hiệu S
d
sẽ được lựa chọn cho đến khi bước
sóng của chúng hợp với bộ giải mã này. Sự chậm trễ tương đối
giữa các xung cũng được bù để họ xuất hiện cùng một lúc ở đầu
ra của bộ giải mã và tạo ra một tự tương quan. MAI xung từ
những người dùng can nhiễu cũng góp phần cho tự tương
quan.Tuy nhiên, bằng cách sử dụng OHL để hạn chế số lượng
xung quang tại mỗi bước sóng tối đa bước sóng lớn nhất, tất cả
18
các xung MAI bị chặn và đỉnh tự tương quan có một chiều cao
p
s

Xem xét một bộ giải mã không mong muốn, mỗi người dùng
có tối đa một xung MAI có thể đi qua từ mối tương quan chéo
giữa bất kỳ hai mã 2-D là nhiều nhất một. Xem xét hệ thống
đồng thời với K người sử dụng, số lượng tối đa của xung MAI
có thể nhìn thấy ở đầu ra của một bộ giải mã không mong muốn
sẽ được K. Các xung được phân phối trên bước sóng p
s
.
Sau khi quá trình giải mã, tín hiệu quang ở tất cả các nhánh
giải mã được chuyển đổi thành dòng quang điện bởi bộ tách

sóng quang (PD). Bởi vì 1 xung tối đa có thể nhìn thấy tại một
bước sóng nhờ vào OHL, OBIs được giảm bớt bởi vì không có
sự nhiễu nhịp giữa các xung quang có cùng bước sóng. Tiếp
theo, ở máy dò biểu tượng, các dòng quang điện ở M đầu vào
được so sánh song song để xác định biểu tượng được tìm ra ứng
với giá trị lớn nhất. Cuối cùng biểu tượng được tìm ra được
chuyển thành dữ liệu nhị phân.
3.3 Kết luận chương
Chúng tôi đã đề xuất một hệ thống MW-OCDMA bằng cách
sử dụng tín hiệu MCM. Hiệu suất của hệ thống được đề xuất đã
được phân tích và so sánh với của những người thông thường sử
dụng OOK và PPM. Những lợi thế chính của hệ thống đề xuất
là khả năng đồng thời giảm thiểu sự tán sắc màu, MAI, và OBI.
Kết quả số cho thấy rằng hệ thống đề xuất tốt hơn những hệ
thống trước về số lượng người sử dụng, tốc độ bit của người sử
dụng, và công suất cần có.

19

KẾT LUẬN
Trong luận văn này, trong chương 2 tôi có giới thiệu, trình
bày các loại nhiễu, tán sắc gây ảnh hưởng lên chất lượng của hệ
thống. mô hình sửa đổi của xung Gaussian truyền trên một sợi
quang đã được đề xuất trong chương 3 Ưu điểm của mô hình
thay đổi trên thông thường là khả năng thể hiện làm lệch thời
gian một hiệu ứng GVD gây ra trong hệ thống MW-OCDMA,
bên cạnh những tác động thông thường bao gồm cả xung mở
rộng và giảm công suất đỉnh
Trong chương 3 cũng đề xuất mô hình tuyên truyền xung
được áp dụng để đánh giá tác động của GVD về việc thực hiện

của hệ thống 1-D và 2-D MW-OCDMA. Tác động của GVD
trên nhiều thông số hệ thống, bao gồm cả số lượng người sử
dụng, truyền tải độ dài tối đa, và tốc độ bit của người sử dụng
đã được phân tích định lượng. Đề xuất một chương trình MCM
cho việc giảm GVD trong hệ thống MW-OCDMA. Tôi cũng đề
xuất sử dụng OHL tại các bộ giải điều chế biểu tượng để giảm
thiểu nhiễu MAI và OBI. Những lợi thế quan trọng của đề án đề
xuất của tôi so với những người thông thường là khả năng đồng
thời giảm thiểu GVD, MAI, và OBI.