基于光反饋混沌儲備池計算的分組頭識別研究.pdf

1、混沌光子儲備池計算是一種由光電器件搭建的光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用激光器或光調(diào)制器的非線性，將輸入信號進行非線性映射，再經(jīng)訓(xùn)練過程就可以實現(xiàn)模式識別或序列預(yù)測等多種任務(wù)?；煦绻庾觾涑赜嬎阕鳛橐环N新型的光信號處理單元，具有實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單、訓(xùn)練復(fù)雜度低、能并行處理、潛在信息處理能力強等優(yōu)點，具有好的應(yīng)用前景。本論文深入研究了光反饋混沌儲備池計算系統(tǒng)和并行儲備池計算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、基于動力學(xué)特性的系統(tǒng)建模和參數(shù)優(yōu)化、及不同長度(3bits~32bit

2、s)的光分組頭識別任務(wù)，具體完成了如下工作。
　　(1)對光反饋混沌儲備池計算系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)建模，優(yōu)化了系統(tǒng)的反饋強度因子 k、反饋延時?等內(nèi)部參數(shù)和采樣率S、虛擬節(jié)點數(shù)N、分組頭信噪比SNR等外部參數(shù)，利用該系統(tǒng)實現(xiàn)了不同長度(3bits~32bits)光分組頭的識別任務(wù)。3 bits分組頭識別的NRMSE為0.1083，WER為0；32bits分組頭的NRMSE為0.2044，WER為0.75%。
　　(2)基于光反饋混沌

3、儲備池動力學(xué)系統(tǒng)模型，仿真分析了系統(tǒng)在兩個偏振方向反饋強度不同的條件下3bits~32bits光分組頭的識別效果，結(jié)果表明，偏振保持光反饋狀態(tài)下系統(tǒng)的識別效果最佳。
　　(3)提出了基于半導(dǎo)體環(huán)形激光器光反饋、基于直調(diào)激光器光反饋和基于互耦合光電反饋的三種并行儲備池計算系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分別進行數(shù)學(xué)建模和系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化，以兩路光分組頭同時并行識別為例，實現(xiàn)了不同長度(3bits~32bits)光分組頭的識別任務(wù)，驗證了系統(tǒng)的可行性和有效性。