[發明專利]一種波茨模型的高維復用計算方法及裝置

有效

• 申請號: 202110477851.5
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113190998B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 劉潔;李振華;余思遠
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種波茨模型的高維復用計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、獲取待求解的模型及其模型參數，根據待求解的模型類型選擇計算模式；

S2、將激光光源發出的連續激光分為兩路，一路作為承載節點狀態的載波，另一路作為本振參考光以供四路獨立的復用光場節點狀態的相干檢測；

S3、將步驟S2作為承載節點狀態的載波的激光分成XI、XQ、YI、YQ四個獨立光場分量，并把四個獨立光場分量對應的通道的節點狀態信息中的模擬電域信息f_i^k分別加載到上述四個獨立光場分量的強度上；

S4、通過光路復用系統傳播XI、XQ、YI、YQ四個獨立光場分量；

S5、接收經過傳播的XI、XQ、YI、YQ四個獨立光場分量，并將四個獨立光場分量與步驟S2作為本振參考光的激光進行對比、干涉，分離成四路獨立的光場信號，并轉換成包含節點狀態信息的四路模擬電信號；

S6、將步驟S5得到的包含節點狀態信息的四路模擬電信號轉換為數字電域信息，根據步驟S1獲得的模型參數和選定的計算模式進行計算并更新節點狀態信息，將更新后的節點狀態信息轉換為模擬電信號反饋到步驟S3中用于加載到四個獨立光場分量上，循環執行步驟S3、S4、S5和S6。

2.根據權利要求1所述的波茨模型的高維復用計算方法，其特征在于，在步驟S1中，選擇計算模式包括選擇求解器模式和循環迭代次數，其中，求解器模式包括：

(1)伊辛機模式：該模式下，節點的狀態空間是一維的；

(2)波茨機模式：該模式下，節點的狀態空間是二維的，可由兩路通道的信號重整為復數；

(3)三維節點狀態空間模式：該模式下，節點的狀態空間是三維的，可由三路通道的信號重整化為一個三元數；

(4)四維節點狀態空間模式：該模式下，節點的狀態空間是四維的，可由四路通道的信號重整化為一個四元數。

3.根據權利要求1所述的波茨模型的高維復用計算方法，其特征在于，在步驟S3中，四個獨立光場分量通過雙偏振IQ電光調制器加載，對于雙偏振IQ電光調制器的每一個獨立調制通道，其直流偏置點都應在-π/4(線性區)工作點，使得對第k個循環中的第i節點在反饋信號f_i^k的調制后為：

其中，外加的常數項使節點狀態取值為[-0.5，0.5]，包含正值或者負值，再取符號以實現節點的二值化。

4.根據權利要求2所述的波茨模型的高維復用計算方法，其特征在于，步驟S1獲得的模型參數包括增益系數α、耦合強度系數β和耦合常數J_ij，在步驟S6中，根據接收到的節點狀態信息、獲得的模型參數和選定的計算模式進行計算，包括：

S6.1、節點狀態信息的采集與重整：采集每個節點的狀態信息，然后根據選擇的計算模式重整節點的形式；

S6.2、節點增益計算：根據模型參數α，計算增益項αx_i，其中，α為模型的增益系數，x_i為第i節點的狀態值；

S6.3、節點耦合計算，根據模型參數β、J_ij，計算耦合項β∑_j≠iJ_ijx_j，其中，β為模型的耦合強度系數，J_ij為模型耦合常數，x_j為第j節點的狀態值；

S6.4、節點狀態信息反饋信號生成：根據

f_0i＝αx_i+β∑_j≠iJ_ijx_j，

求得f_0i，f_0i為節點狀態信息反饋信號，再根據各計算模式下取值空間的要求，將f_0i投影到其最接近的矢量方向上，更新節點狀態信息反饋信號，生成更新的節點狀態信息反饋信號f_i^k+1。