プライム符号を用いた光CDMA Optical Code Division Multiple Access光符号分割多元接続埼玉大学工学部情報システム工学科八嶋弘幸送信受信 User 1 User 1 光ファイバ User 2 User 2 User 3 User 3 User N User N 光 CDMA のモデル光の特徴装置化が簡単 • 各ユーザー間で同期が不要 • タイムスロットや周波数スロットの割り当てが不要高速電送が可能 • 光信号処理ができるため電気回路の速度に制限されない光ＣＤＭＡ方式の原理図：送信機ＯＯＫＬａｓｅｒＰｕｌｓｅデータＬＡＳＥＲＣＤＭＡ　ＳｅｑｕｅｎｃｅＳｅｑｕｅｎｃｅＥｎｃｏｄｅｒＦｉｂｅｒＯｐｔｉｃＮｅｔｗｏｒｋ　Ｎ－１　Ｏｔｈｅｒ　Ｃｈａｎｎｅｌｓ電気信号光信号ＯＯＫ：オンオフキーイング　（Ｏｎ‐Ｏｆｆ　Ｋｅｙｉｎｇ）Ｓｅｑｕｅｎｃｅ　Ｅｎｃｏｄｅｒ：拡散符号器ユーザーの符号の例（符号長 F=32、パルス数 K=4） 1bit のデータをFチップの符号を用いて送信する。 User 1 User 2 1 5 10 15 20 25 30 32 1 5 10 15 20 25 30 32 1bit T ユーザーの符号の例送信データ 1 0 送信信号 User 1 User 2 1 Fig.5 User 1 のデータ “１０１” の送信信号パルス 1 0 0 1 1 1 2ユーザー（多重度２ユーザー（多重度２）のユーザー（多重度２）の場合の送信信号の例。）の場合の送信信号の例。受信信号は各ユーザーの送信信号が加算された信号となる。非同期ＣＤＭＡ T User 1 T T User 2 T User 3 T T 受信信号 r(t) T T 直接検出光　ＣＤＭＡ　方式の原理図：受信機Ｆｉｂｅｒ－ＯｐｔｉｃＮｅｔｗｏｒｋ　ＯｐｔｉｃａｌＣｏｒｒｅｌａｔｏｒＰｈｏｔｏ‐ ｄｅｔｅｃｔｏｒ decision Ｎ－１　Ｏｔｈｅｒ　Ｃｈａｎｎｅｌｓ電気信号光信号Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ：光相関器Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ：光検出器データ受信符号後の判定 (decision) １．受信信号と受信機の符号との相関値Ｚを求める２．Ｚがパルス数Ｋ以上なら１、それ以外は０と判定送信信号が１のときＺ＝Ｋ＋α 送信信号が０のときＺ＝α （α：他ユーザーからの干渉）受信信号との相関受信信号 r(t) T ⊗ 受信機の符号 s(t) || 検出パルス数相関値Ｚ判定値 4 1 5 １０１受信信号と相関値（同期）非同期ＣＤＭＡ受信信号 r(t) T T ⊗ 受信機の符号 s(t) || 検出パルス数相関値Ｚ判定値１ 4 1 ０受信信号と相関値（フレーム非同期） 5 １自己相関と相互相関光直交符号（OOC） ì K for l =0 l = å xnxn + l =í n =0 î≤λa for 1≤l < F F −1 自己相関 Z x, æ x çè ö ÷ ø F −1 相互相関 Z x , y æçè l ö÷ø = å xnyn + l ≤λc for 0 ≤ l＜F n =0 相互相関値は他ユーザーからの干渉をあらわす光拡散符号器･相関器Ｋ：拡散符号の重み（“ Ｋ：拡散符号の重み（“１”の数）＝パルス数送信側 K× 1 1×K 拡散符号器受信側 K× 1 1×K 相関器ファイバ遅延線を用いた整合フィルタ初期レーザパルスチップ幅　Tc チップ幅　送信側レーザ出力０１２３４５６７８ t 拡散符号器出力０１２３４５６７８ t スロット幅受信側受信信号０１２３４５６７８所望信号 t ０１２３４５６７８ t １干渉パルス相関器出力検出チップ位置 Prime 系列符号 •任意の素数Ｐから作る拡散符号系列．符号長：P2 重み（符号中の“１”の数）：P ユーザ数：P Prime 符号 i 符号長：P2＝２５ P=5 i 0 1 2 3 4 C 5 P S 00000 01234 02413 03142 04321 パルス数：Ｐ＝５ 5 i C 10000 00100 00001 01000 00010 i 10000 10000 10000 10000 10000 10000 01000 00100 00010 00001 10000 00010 01000 00001 00100 10000 00001 00010 00100 01000 Prime 符号 P=７ i 0 1 2 3 4 5 6 S i 符号長：P2＝４９ P C i 0000000 0123456 0246135 0362514 0415263 0531642 0654321 C 7 1000000 1000000 1000000 1000000 1000000 1000000 1000000 1000000 0100000 0010000 0001000 0000100 0000010 0000001 1000000 0010000 0000100 0000001 0100000 0001000 0000010 パルス数：Ｐ＝７ 7 i 1000000 0001000 0000001 0010000 0000010 0100000 0000100 1000000 0000100 0100000 0000010 0010000 0000001 0001000 1000000 0000010 0001000 0100000 0000001 0000100 0010000 1000000 0000001 0000010 0000100 0001000 0010000 0100000 5 3 の自己相関関数 5 3 と 5 2 の相互相関関数 5 3 と 5 4 の相互相関関数相互相関値が2,1,0になるずれτの数 n2/n1/n0 (P=5) i1\ i2 0 1 2 3 4 0 0/25/0 0/25/0 0/25/0 0/25/0 1 0/25/0 6/13/6 4/17/4 6/13/6 2 0/25/0 6/13/6 4/17/4 4/17/4 3 0/25/0 4/17/4 4/17/4 6/13/6 4 0/25/0 6/13/6 4/17/4 6/13/6 - 相互相関値の確率密度関数の平均 Pｗ(w) Pw( w) = ( P − 2 )( P +1) 6P2 δ ( w) + 2 P2 + P+2 6P2 δ ( w − 1) + ( P − 2 )( P +1) 6P2 δ ( w − 2) 分散が最大となる２符号間の相互相関値の確率密度関数 Pwσ 2 max ( w) = P 2 −1 2 δ ( w) 4P + P 2 +1 2 δ ( w − 1) 2P + P 2 −1 2 δ (w − 4P 2) ビット誤り率 N −1−i1 −i2 i1 i2 é ù ( N − 1)! æ1ö æ1ö æ1ö 1 PE = 2 å ê ç ÷ ç ÷ Pr(i1 , i2 ,φ)ú ç ÷ ( N − 1 − i1 − i2 )!i1!i2! è 4 ø è2ø è4ø 0≤i1 ,i2 ≤ N −1 ê úû ë i +i ≤ N −1 1 2 プライム符号を用いた光CDMAシステムのシステム図光CDMAシステムにおけるプライム符号と OOCのビット誤り率の比較（P=11）光CDMAシステムにおけるプライム符号と OOCのビット誤り率の比較（P=31）まとめ光CDMAの基礎、および、プライム符号を用いた光ＣＤＭＡの相関特性と誤り率について述べた・光ＣＤＭＡの特徴装置化が簡単高速電送が可能・プライム符号を用いた光ＣＤＭＡシステム優れた誤り率特性を有することがわかった