[發(fā)明專利]一種用于IMDD短距離光通信系統(tǒng)改進(jìn)的Lightgbm均衡系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010129234.1
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111313971B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 畢美華;王晨宇;楊國偉;周雪芳;池灝;胡淼;李齊良
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04B10/54
• 分類號: H04B10/54;H04L25/03
• 代理公司: 浙江千克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.一種用于IMDD短距離光通信系統(tǒng)改進(jìn)的Lightgbm均衡系統(tǒng)，其特征在于，包括：光發(fā)射模塊、光接收模塊、梯度下降樹均衡模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊；

所述光發(fā)射模塊將包含數(shù)據(jù)集的高速光信號發(fā)送至光接收模塊；所述光接收模塊將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為與所述光信號相對應(yīng)的電信號，所述光接收模塊對所述電信號進(jìn)行采樣得到訓(xùn)練序列和有效數(shù)據(jù)的特征向量，并將所述得到的訓(xùn)練序列和有效數(shù)據(jù)的特征向量輸入所述梯度下降樹均衡模塊；所述梯度下降樹均衡模塊將接收到的訓(xùn)練序列和有效數(shù)據(jù)的特征向量的數(shù)據(jù)樣本通過學(xué)習(xí)器得到所述數(shù)據(jù)樣本的預(yù)測值，得到均衡后的信息數(shù)據(jù)；將所述均衡后的信息數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)輸出模塊輸出，實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的接收；

所述梯度下降樹均衡模塊包括基于Lightgbm框架的GBDT均衡模塊、解調(diào)制模塊；

所述基于Lightgbm框架的GBDT均衡模塊，用于接收訓(xùn)練序列和有效數(shù)據(jù)的特征向量，并將所述接收到的訓(xùn)練序列和有效數(shù)據(jù)的特征向量的數(shù)據(jù)樣本通過學(xué)習(xí)器得到所述數(shù)據(jù)樣本的預(yù)測值，得到均衡后的信息數(shù)據(jù)；

所述解調(diào)制模塊，與基于Lightgbm框架的GBDT均衡模塊連接，用于將所述均衡后的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)處理；

所述基于Lightgbm框架的GBDT均衡模塊包括：

選取模塊，用于選取學(xué)習(xí)器的框架；

調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述選取的框架調(diào)整訓(xùn)練集的參數(shù)，得到有效數(shù)據(jù)；

輸入模塊，用于將所述有效數(shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)建向量并進(jìn)行特征處理，得到有效數(shù)據(jù)的特征向量；將所述訓(xùn)練集和有效數(shù)據(jù)的特征向量作為GBDT分類器的輸入；

輸出模塊，用于在特征空間中，每個有效數(shù)據(jù)輸入所得的最終學(xué)習(xí)器，得到相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，將所述GBDT分類的結(jié)果作為均衡輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于IMDD短距離光通信系統(tǒng)改進(jìn)的Lightgbm均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述光發(fā)射模塊包括數(shù)字信號模塊、訓(xùn)練序列插入模塊、高速率調(diào)制模塊、低帶寬調(diào)制模塊；

所述數(shù)字信號模塊，用于獲取由訓(xùn)練序列發(fā)生器產(chǎn)生的訓(xùn)練序列；

所述訓(xùn)練序列插入模塊，與數(shù)字信號模塊連接，用于插入所述產(chǎn)生的訓(xùn)練序列，并將所述訓(xùn)練序列輸出到高速率調(diào)制模塊中；

所述高速率調(diào)制模塊，與訓(xùn)練序列插入模塊連接，用于根據(jù)所述訓(xùn)練序列產(chǎn)生需要傳輸?shù)母咚俾孰娦盘枺?/p>

所述低帶寬調(diào)制模塊，與高速率調(diào)制模塊連接，用于將所述電信號轉(zhuǎn)換為光信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于IMDD短距離光通信系統(tǒng)改進(jìn)的Lightgbm均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述光接收模塊包括低帶寬光電探測模塊、實(shí)時示波模塊；

所述低帶寬光電探測模塊，用于接收光信號，并將所述光信號傳輸至實(shí)時示波模塊；

所述實(shí)時示波模塊，與低帶寬光電探測模塊連接，用于對接收到的光信號進(jìn)行采樣，并發(fā)送至實(shí)時示波模塊的輸出端，得到訓(xùn)練序列和有效數(shù)據(jù)的特征向量。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于IMDD短距離光通信系統(tǒng)改進(jìn)的Lightgbm均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述訓(xùn)練序列插入模塊包括：

預(yù)處理模塊，用于將包含訓(xùn)練序列的每個數(shù)據(jù)通過預(yù)處理，構(gòu)建向量并進(jìn)行特征處理，得到訓(xùn)練序列的特征向量；

構(gòu)建模塊，用于將訓(xùn)練序列發(fā)生器重新產(chǎn)生的訓(xùn)練序列作為與所述訓(xùn)練序列特征向量相對應(yīng)的標(biāo)簽，并將所述訓(xùn)練序列的特征向量及所述標(biāo)簽構(gòu)成訓(xùn)練集。