[发明专利]光纤信道建模的方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明公开了光纤信道建模的方法、装置、电子设备及存储介质，包括：获取时间数据、空间数据，根据时间数据、空间数据建立目标区域，在目标区域中采样多个坐标得到待预测坐标集合以及训练坐标集合，获取初始脉冲以及光纤信道参数，将待预测坐标集合输入至训练好的光纤信道模型，得到光纤信道建模结果。其中，训练好的光纤信道模型为利用初始脉冲以及训练坐标集合在预设的光纤信道参数下进行训练后得到。本发明实现了高精度和高鲁棒性的光纤物理效应仿真，并可以拓展从而实现多脉冲、多场景建模，减少了对于数据质量的依赖，能在少量训练数据条件下，训练出自动满足物理约束条件的光纤信道模型，在保证精度的同时具有更好的泛化性能。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及光纤信道建模的方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着光纤通信系统向超高速、大容量、长距离方向不断发展以及光孤子通信系统的实用化，对于光纤中群速度色散、三阶色散以及自相位调制等各种物理效应的研究、分析和建模日益重要。

目前，光纤信道建模方法主要通过逆散射法、分步傅里叶法、有限差分法等数值方法，但这类基于严格的数理分析和专家知识的经典数值模型仍然存在仅对特定情况有效、计算复杂度高、泛化能力不足等局限。近年来，基于数据驱动思想建立的神经网络模型可以在一定程度上克服数值方法的局限，但此类方法严重依赖数据质量。

综上，目前亟需一种光纤信道建模的技术，用于解决上述现有技术存在的问题。

发明内容

由于现有方法存在上述问题，本发明实施例提出光纤信道建模的方法、装置、电子设备及存储介质。

第一方面，本发明实施例提供了一种光纤信道建模的方法，包括：

获取时间数据、空间数据；

根据所述时间数据、所述空间数据建立目标区域；

在所述目标区域中采样多个坐标得到待预测坐标集合以及训练坐标集合；

获取初始脉冲以及光纤信道参数；

将所述待预测坐标集合输入至训练好的光纤信道模型，得到光纤信道建模结果；

其中，所述训练好的光纤信道模型为利用所述初始脉冲以及所述训练坐标集合在所述光纤信道参数下进行训练后得到。

进一步地，所述光纤信道参数包括各阶色散、自相位调制、自变陡、受激拉曼散射。

进一步地，所述初始脉冲包括初始脉冲坐标集合以及所述初始脉冲坐标集合对应的观测光场复包络，在所述将所述待预测坐标集合输入至训练好的光纤信道模型，得到光纤信道建模结果之前，还包括：

根据所述光纤信道参数确定物理模型；

根据所述初始脉冲以及所述训练坐标集合确定所述初始脉冲坐标集合对应的第一预测光场复包络以及所述训练坐标集合对应的第二预测光场复包络；

根据所述观测光场复包络、所述第一预测光场复包络、所述第二预测光场复包络以及所述物理模型对所述光纤信道模型进行训练，得到所述训练好的光纤信道模型。

进一步地，所述根据所述观测光场复包络、所述第一预测光场复包络、所述第二预测光场复包络以及所述物理模型对所述光纤信道模型进行训练，得到所述训练好的光纤信道模型，包括：

根据所述观测光场复包络、所述第一预测光场复包络、所述第二预测光场复包络以及所述物理模型确定损失函数；

训练所述光纤信道模型直至所述损失函数小于第一预设阈值或训练次数大于第二预设阈值，得到所述训练好的光纤信道模型。

进一步地，所述根据所述光纤信道参数确定物理模型，包括：

根据所述光纤信道参数确定非线性薛定谔方程；