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申请/专利权人：北京邮电大学

摘要：本发明属于光纤通信系统技术领域，具体涉及一种基于一阶微扰理论和神经网络的联合建模方法，该方法具体包括：步骤S1：基于一阶微扰理论的非线性分析，得到简化后的非线性扰动系数Cm,n：步骤S2：应用复值条件生成对抗网络拟合简化后的非线性扰动系数Cm,n。本发明在普通单模光纤相干通信系统中，创造性的提出将复值条件生成对抗网络CV‑CGAN应用到传统的基于微扰理论的非线性建模方法中，有效拟合非线性扰动系数，减少了对信道信息的需求，提高了信道建模的灵活性和通用性，并降低了数据处理以及计算的复杂度，很好地完成非线性噪声的建模，提高建模效果。

主权项：1.一种基于一阶微扰理论和神经网络的联合建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：基于一阶微扰理论的非线性分析；标准单模光纤中传输的光信号受非线性薛定谔方程控制，所述非线性薛定谔方程为： 其中A表示光信号复包络，j表示虚数单位，自变量x和t分别表示距离和时间，α表示光纤衰减系数，β2表示群速度色散，γ表示非线性系数；为描述双偏振情况下光信号的传输情况，将非线性薛定谔方程扩展为Manakov方程；所述Manakov方程为： 其中AHV表示HV偏振光信号；系统发送端光传输链路的输入光信号由下式给出： 其中PT表示输入前的信号功率，T表示符号周期，表示HV偏振的第i个符号的复信息，gt-iT表示本发明使用的脉冲形状；利用微扰理论求解式1.1、式1.2和式1.3，将光纤的非线性效应建模为扰动项；将接收端带有非线性噪声的光信号表示为AHVL,t＝AHV0,t+ΔAHV，L表示传输长度，ΔAHV表示扰动项；基于大于符号周期的累积色散，对式1.1进行傅里叶变换，得到单偏振下的ΔAHV，则将式1.1表示为： 其中表示光信号复包络A的傅立叶变换，β2表示群速度色散，α表示光纤衰减系数，ω表示角频率，ω1、ω2、ω3表示不同极化的非线性三符号各自的频率，表示表示表示即ω1频率光信号的复包络的傅里叶变换，ω2频率光信号的复包络的傅里叶变换，ω3频率光信号的复包络的傅里叶变换的共轭，A'integral表示它们的积分；使用狄拉克δ函数的定义并对距离x积分后，将式1.5简化为： 其中表示L处接收符号的傅里叶变换，表示表示表示即ω1+ω频率的光信号的复包络的傅里叶变换，ω2+ω频率的光信号的复包络的傅里叶变换，以及ω1+ω2+ω频率的光信号的复包络的傅里叶变换的共轭，A″integral表示它们的积分；利用微扰理论和一阶近似将式1.6简化为： 其中*表示共轭，a′i＝HiT表示接收符号，m、n、p均表示符号索引，ai表示i时刻发送符号，ai+m表示i+m时刻发送符号，ai+n表示i+n时刻发送符号，表示i+p时刻发送符号的共轭，Cm,n,p表示非线性扰动系数： 其中表示匹配滤波器响应函数，表示匹配滤波器响应函数进行ω1频移后取共轭，表示匹配滤波器响应函数进行ω2频移后取共轭，表示匹配滤波器响应函数进行ω1+ω2频移，G表示各响应函数的乘积，T表示符号周期，E1表示指数项；考虑脉冲匹配的条件，p定义为p＝m+n，则一阶扰动表示为： 简化后的非线性扰动系数表示为： 以同样的方式求解式1.2和式1.3，得到扰动项ΔAHV的双偏振DP情况： 其中，an,HV表示n时刻发送符号的HV偏振，am,HV表示m时刻发送符号的HV偏振，表示表示m+n时刻发送符号的HV偏振的共轭，E2表示指数项，Atriplets表示各符号乘积及其组合。步骤S2：应用复值条件生成对抗网络拟合简化后的非线性扰动系数Cm,n。

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百度查询： 北京邮电大学 一种基于一阶微扰理论和神经网络的联合建模方法