[發明專利]一種脈沖幅度調制PAM-N信號光性能監測方法與裝置

有效

• 申請號: 201710905250.3
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107749779B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 余建國;陳遠祥;黃雍濤
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B10/079
• 分類號: H04B10/079;H04B10/524;H04B10/54;H04L12/24
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 項京;馬敬

1.一種脈沖幅度調制PAM-N信號光性能監測方法，其特征在于，所述方法包括：

根據獲取的PAM-N信號的眼圖，從所述眼圖中提取PAM-N信號的目標特征，其中，所述目標特征包括最大電壓值、最小電壓值、Q值、N個標準電平、眼高、交叉點振幅和均方根抖動；

將所述目標特征輸入到預設的目標神經網絡模型中，監測輸出的目標性能指標；

其中，所述目標性能指標包括色散、光信噪比和偏振模色散，所述目標神經網絡模型是通過獲取PAM-N信號的第一數量的眼圖數據作為訓練集，利用所述訓練集對神經網絡模型進行訓練，獲得訓練后的模型；

所述獲取PAM-N信號的第一數量的眼圖數據作為訓練集，利用所述訓練集對神經網絡模型進行訓練，獲得訓練后的模型，包括：

根據獲取的第一數量的眼圖數據，提取目標特征；

根據提取的目標特征，對神經網絡模型進行訓練，獲得訓練后的模型；

所述根據獲取的第一數量的眼圖數據，提取目標特征，具體為：

從所述眼圖數據中提取最大電壓值Vmax和最小電壓值Vmin，記為第一特征；

將由Vmax和Vmin構成的區間進行平均劃分成第二數量個區間，其中，所述第二數量為2*(N-1)；

將劃分后的第二數量個區間對應的端點按照預設規則構成第三數量個區間，其中，所述第三數量為N；

統計劃分后的所述第三數量個區間在每個區間中所有數據的眾數，記為第二特征，其中，所述第二特征為所述PAM-N信號的標準電平；

將統計后的所述第三數量個區間對應的眾數按照大小進行排序，計算每兩個緊鄰眾數的均值，獲得第一均值；

將最小電壓值、所述第一均值、所述眾數和最大電壓值按照大小進行排序，將排序后每兩個緊鄰值構成的區間作為目標區間；

分別計算所述目標區間的平均值和標準差，根據所述目標區間的平均值和標準差，分別計算眼高和Q值，分別記為第三特征和第四特征；

將獲取的眼圖按照目標中垂線進行對稱獲得兩部分眼圖，記為第一部分眼圖和第二部分眼圖，將所述兩部分眼圖均劃分成第二數量個區間，其中，所述眼圖是由生成的PAM-N信號經過預設的光纖通信仿真系統生成的，所述目標中垂線為眼圖中橫坐標為時間的中垂線；

分別提取第一部分眼圖和第二部分眼圖對應的第二數量個區間中每個區間的所有電壓值，并分別計算所述第一部分眼圖和所述第二部分眼圖對應的每個區間對應所有電壓值的均值，獲得第二均值和第三均值；

基于所述第一部分眼圖和所述第二部分眼圖分別對應的第二數量個區間，分別計算所述第一部分眼圖中每個區間對應的第二均值和該區間對應所述第二部分眼圖中的第三均值的平均值，記為第五特征；

分別提取第一部分眼圖和第二部分眼圖對應的第二數量個區間中每個區間的所有時間值，并分別計算所述第一部分眼圖和所述第二部分眼圖對應的每個區間對應所有時間值的均值，獲得第四均值和第五均值；

基于所述第一部分眼圖和所述第二部分眼圖分別對應的第二數量個區間，分別計算所述第一部分眼圖中每個區間對應的第四均值和該區間對應所述第二部分眼圖中的第五均值的平均值，記為第六特征。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根據獲取的第一數量的眼圖數據，提取目標特征之前，所述方法還包括：

將生成的PAM-N信號發送到預設的光纖通信仿真系統中，N為2^n，n為大于或等于2的正整數，N為PAM信號的序號，2^n為底數為2、指數為n的函數；

獲取預設的光纖通信仿真系統采集的第一數量的眼圖數據。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述光纖通信仿真系統為：

所述光纖通信仿真系統包括馬赫澤德調制器、色散仿真模塊、偏振模色散仿真模塊、設置光信噪比模塊、光電二極管、濾波器和PAM-N解調器；

生成的PAM-N信號輸入到馬赫澤德調制器后產生光信號，所述光信號依次通過所述色散仿真模塊、所述偏振模色散仿真模塊、所述設置光信噪比模塊控制所傳輸PAM-N信號的色散、光信噪比和偏振模色散后，再輸入到光電二極管，經過帶通濾波器低通濾波后通過PAM-N解調器得到PAM-N解調信號。