检索结果-内蒙古大学图书馆

中国激光 2025年第1期52卷 139-149页

作者：白嘉诚卢冰张佳昕白一凡郭鹏星重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065

基于光纤布拉格光栅(FBG)提出了一种光子学辅助的宽带可调谐双啁啾微波信号生成方案,并通过实验对该方案进行了验证。在所提方案中,光源产生的连续光载波经过马赫-曾德尔调制器(MZM)时被射频信号调制。当MZM工作在最大偏置点时,通过合... 详细信息

基于光纤布拉格光栅(FBG)提出了一种光子学辅助的宽带可调谐双啁啾微波信号生成方案,并通过实验对该方案进行了验证。在所提方案中,光源产生的连续光载波经过马赫-曾德尔调制器(MZM)时被射频信号调制。当MZM工作在最大偏置点时,通过合理设置射频信号的调制指数,可以产生0阶和±2阶光边带。随后,该光信号进入3 dB带宽为17.5 GHz的FBG中实现±2阶光边带和光载波的分离,其中,透射的±2阶光边带进入另一个MZM中被基带啁啾微波信号调制,调制输出的光信号与FBG反射的光载波耦合并进入光电探测器中,生成载频二倍频、带宽二倍频的双啁啾微波信号。实验中产生了中心频率调谐范围为16~28 GHz、带宽为1 GHz、时间带宽积为1000的双啁啾微波信号。所提方案具有系统结构简单、频率调谐范围大的优势,并且产生的啁啾微波信号具有良好的旁瓣抑制能力和脉冲压缩性能。

关键词：微波光子雷达系统光纤布拉格光栅双啁啾微波信号大时间带宽积

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智能超表面与惯性测量单元联合辅助的室内定位方法设计

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通信学报 2025年第4期46卷 213-223页

作者：孙巍杜鑫宋清洋郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065 重庆邮电大学大数据智能计算重点实验室重庆400065

针对智能超表面(RIS)辅助定位技术中导频开销较大的问题,提出了一种RIS与惯性测量单元(IMU)联合辅助的室内定位方法,旨在实现对室内移动用户设备的持续、精确定位。首先,利用IMU提供的测量数据作为用户设备位置的先验信息,指导RIS的相... 详细信息

针对智能超表面(RIS)辅助定位技术中导频开销较大的问题,提出了一种RIS与惯性测量单元(IMU)联合辅助的室内定位方法,旨在实现对室内移动用户设备的持续、精确定位。首先,利用IMU提供的测量数据作为用户设备位置的先验信息,指导RIS的相移细粒度调控,降低信道参数估计所需的开销。其次,通过因子图优化方法,将IMU的测量数据与RIS的相位信息进行融合,构建位置估计的优化问题。最后,采用莱文贝格-马夸特算法求解该优化问题,得到用户设备的位置估计,并根据融合定位结果对IMU数据进行校准和误差补偿。仿真结果表明,相较于现有方法,所提方法具有更高的定位精度,并且所需的导频开销更少。

关键词：室内定位智能超表面惯性测量单元因子图优化

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基于窄带FBG的宽带可调谐双啁啾微波信号生成

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中国激光 2025年第1期 147-157页

作者：白嘉诚卢冰张佳昕白一凡郭鹏星重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院

基于光纤布拉格光栅（FBG）提出了一种光子学辅助的宽带可调谐双啁啾微波信号生成方案，并通过实验对该方案进行了验证。在所提方案中，光源产生的连续光载波经过马赫-曾德尔调制器（MZM）时被射频信号调制。当MZM工作在最大偏置点时，... 详细信息

基于光纤布拉格光栅（FBG）提出了一种光子学辅助的宽带可调谐双啁啾微波信号生成方案，并通过实验对该方案进行了验证。在所提方案中，光源产生的连续光载波经过马赫-曾德尔调制器（MZM）时被射频信号调制。当MZM工作在最大偏置点时，通过合理设置射频信号的调制指数，可以产生0阶和±2阶光边带。随后，该光信号进入3 dB带宽为17.5 GHz的FBG中实现±2阶光边带和光载波的分离，其中，透射的±2阶光边带进入另一个MZM中被基带啁啾微波信号调制，调制输出的光信号与FBG反射的光载波耦合并进入光电探测器中，生成载频二倍频、带宽二倍频的双啁啾微波信号。实验中产生了中心频率调谐范围为16～28 GHz、带宽为1 GHz、时间带宽积为1000的双啁啾微波信号。所提方案具有系统结构简单、频率调谐范围大的优势，并且产生的啁啾微波信号具有良好的旁瓣抑制能力和脉冲压缩性能。

关键词：微波光子雷达系统光纤布拉格光栅双啁啾微波信号大时间带宽积

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对抗光学神经网络识别误差的渐进式训练方法

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光学学报 2024年第7期44卷 131-138页

作者：郭鹏星游正容侯维刚郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065

提出了一种渐进式训练方案来重新配置马赫-曾德尔干涉仪(MZI)前馈光学神经网络(ONN)的相移,从而对抗MZI的相位误差和分束器误差,提高识别准确率。为了验证所提方案,利用Neuroptica Python仿真平台搭建了3层MZIONN结构,并在考虑到MZI相... 详细信息

提出了一种渐进式训练方案来重新配置马赫-曾德尔干涉仪(MZI)前馈光学神经网络(ONN)的相移,从而对抗MZI的相位误差和分束器误差,提高识别准确率。为了验证所提方案,利用Neuroptica Python仿真平台搭建了3层MZIONN结构,并在考虑到MZI相位误差和分束器误差的情况下,利用Iris和MNIST数据集验证了所提方案的有效性。仿真结果表明:在Iris数据集下,对于3层4×4 MZI-ONN结构,所提方案的识别准确率能够提升64.15百分点;在MNIST数据集下,对于4×4、6×6、8×8和16×16规模的MZI-ONN,所提方案的识别准确率能够提升2.00~37.00百分点。所提方案极大地提高了MZI-ONN的抗误差性能,有助于未来大规模、高准确率MZI-ONN的实现。

关键词：光计算马赫-曾德尔干涉仪光学神经网络相位误差分束器误差渐进式训练抗误差

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基于波长和模式混合复用的片上光交换网络架构

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光学学报 2023年第13期43卷 160-170页

作者：郭鹏星周佳豪侯维刚郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065

为有效地提高片上光交换网络的交换容量及规模,提出了一种基于波长和模式混合复用的无阻塞片上光交换网络架构。首先设计了基于微环谐振器的波长和模式混合复用的2×2光开关,并采用Benes拓扑互连成大规模无阻塞的交换网络。此外,通... 详细信息

为有效地提高片上光交换网络的交换容量及规模,提出了一种基于波长和模式混合复用的无阻塞片上光交换网络架构。首先设计了基于微环谐振器的波长和模式混合复用的2×2光开关,并采用Benes拓扑互连成大规模无阻塞的交换网络。此外,通过设计波长和模式选择及复用模块,使所有节点间能够并行传输数据,并支持多播通信。为了验证所提观点,利用Ansys Lumerical仿真平台模拟了一个支持2种模式和4种波长混合复用的16×16光交换网络。仿真验证了所提交换网络能够实现所有节点间多维复用信号的并行数据交换,且16×16网络的最大插入损耗小于2.1 dB,模间串扰小于-18.4 dB,网络最大和最小插入损耗差值小于0.5 dB,证明该交换网络具有良好的公平性。最后将所提结构与传统的基于单波长单模式以及多波长单模式的光交换网络进行对比,证明了所提结构可以在不增加波长成本的情况下提升交换网络的容量及节点的规模。

关键词：集成光学片上光交换网络无阻塞微环谐振器波长和模式混合复用多播通信

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相变材料辅助的光子卷积神经网络加速器

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光学学报 2023年第4期43卷 128-137页

作者：郭鹏星刘志远侯维刚郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065

由于卷积神经网络(CNN)识别精度与人类接近,故其在计算机视觉、图像和语音处理等方面取得了巨大的成功,但这种成功离不开硬件加速器的支撑。受到电子器件功率与速率的限制,当前的电加速器难以满足未来大规模卷积运算对硬件算力和能耗的... 详细信息

由于卷积神经网络(CNN)识别精度与人类接近,故其在计算机视觉、图像和语音处理等方面取得了巨大的成功,但这种成功离不开硬件加速器的支撑。受到电子器件功率与速率的限制,当前的电加速器难以满足未来大规模卷积运算对硬件算力和能耗的需求。作为一种替代方案,提出了一种低能耗存算一体光子CNN加速器结构。该结构采用微环谐振器和非易失性相变材料Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)构成无源光学矩阵乘法器来实现存内计算,从而减小了权重数据读取的能耗。利用Ansys Lumerical仿真平台验证了10 Gb/s与20 Gb/s速率下4×4规模的光学矩阵乘法的运算。与传统的基于电光微环谐振器的光子CNN加速器数字电子与模拟光子(DEAP)相比,所提加速器结构在保持原运算速率的情况下减少了48.75%的功耗,并且在矩阵运算处的面积能够减少49.75%。此外,基于MNIST与notMNIST数据集对所提加速器的推理效果进行了仿真验证,识别精度分别为97.80%和92.45%。

关键词：机器视觉光子卷积神经网络加速器微环谐振器相变材料存算一体

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基于相变材料的低损耗可重构无阻塞光交换网络

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光学学报 2024年第11期44卷 50-57页

作者：熊羽庭郭鹏星周佳豪侯维刚郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065

提出一种以相变材料为基础的低损耗可重构无阻塞光交换网络架构。首先,设计基于低吸收损耗相变材料Sb2Se3与马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的2×2全光开关单元,通过光控Sb2Se3相变状态实现开关状态的切换。该单元无需外界持续的偏置电压即... 详细信息

提出一种以相变材料为基础的低损耗可重构无阻塞光交换网络架构。首先,设计基于低吸收损耗相变材料Sb2Se3与马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的2×2全光开关单元,通过光控Sb2Se3相变状态实现开关状态的切换。该单元无需外界持续的偏置电压即可保持开关状态,具有非易失性的特点,此外还能够降低功耗,减少芯片面积。基于此,通过Benes拓扑将2×2光开关与交叉波导级联,构建8×8无阻塞光交换网络。通过调整不同开关单元中Sb2Se3的相变状态,实现8×8光交换网络中任意输入端口至输出端口的可重构光路交换。运用Ansys Lumerical仿真平台对所设计的2×2光开关及交叉波导结构进行仿真与优化,验证所提光交换网络的全连接无阻塞数据交换功能。仿真结果显示,所提2×2光开关的插入损耗和串扰噪声分别低于0.072 dB和-55.66 dB,8×8光交换网络的插入损耗和串扰噪声分别低于0.500 dB和-45.00 dB。因此,所设计的低损耗性能优势的开关结构有助于实现大规模光子集成交换网络。

关键词：集成光学光交换非易失性可重构性马赫-曾德尔干涉仪相变材料

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宽带多载波微波光链路的自适应非迭代线性化技术

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光学学报 2024年第12期44卷 197-205页

作者：卢冰陈康侯维刚白一凡张佳昕郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065

本文针对宽带多载波微波光子链路(MPL)中产生的带内三阶交调失真(IMD3)和带外互调失真(XMD),给出了相应的非线性失真模型,然后基于失真模型中的XMD和IMD3信号与基频信号符号相反的特性来获取具有闭式解的代价函数,从而在快速自适应获取... 详细信息

本文针对宽带多载波微波光子链路(MPL)中产生的带内三阶交调失真(IMD3)和带外互调失真(XMD),给出了相应的非线性失真模型,然后基于失真模型中的XMD和IMD3信号与基频信号符号相反的特性来获取具有闭式解的代价函数,从而在快速自适应获取最优线性化系数的同时完成对XMD和IMD3的补偿。与现有的XMD和IMD3补偿方法相比,该方法无需系统和信号的先验参数,无需复杂的训练和迭代优化过程,实用性更好。仿真结果表明,在基于马赫-曾德尔调制器的MPL中传输多音信号时,链路中产生的XMD和IMD3分别被抑制了35 dB和29 dB以上;此外,当传输多载波正交频分复用信号时,信号的误差矢量幅值从8.1%优化到了2.2%。

关键词：微波光子学数字线性化三阶交调失真互调失真

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节点链路同时映射的多类型服务资源编排算法

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通信学报 2024年第4期45卷 54-64页

作者：冯川张旭马天纯郭磊重庆邮电大学大数据智能计算重点实验室重庆400065 重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065

为了解决虚拟网络请求阻塞率较高和底层物理网络资源利用率较低的问题,提出一种基于节点链路同时映射的多类型服务资源编排的算法。在映射首节点时,考虑物理网络节点属性;在映射节点链路元组时,综合考虑物理网络节点属性和链路属性;在... 详细信息

为了解决虚拟网络请求阻塞率较高和底层物理网络资源利用率较低的问题,提出一种基于节点链路同时映射的多类型服务资源编排的算法。在映射首节点时,考虑物理网络节点属性;在映射节点链路元组时,综合考虑物理网络节点属性和链路属性;在映射链路时,考虑网络链路属性,从而在包含多类型服务资源的底层物理网络中找到虚拟网络请求的映射策略。仿真结果显示,所提算法可以降低虚拟网络请求的阻塞率,提高物理网络多种类型资源的利用效率。

关键词：软件定义网络网络功能虚拟化虚拟网络映射多类型资源编排

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基于机器学习的光网络干扰攻击检测、识别与恢复方法

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通信学报 2023年第7期44卷 159-170页

作者：巩小雪庞嘉豪张琦涵徐长乐秦文帅郭磊重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学智能通信与网络安全研究院重庆400065 东北大学计算机科学与工程学院辽宁沈阳110819

光网络由于其结构的脆弱性,容易受到旨在中断通信服务的信号干扰攻击。基于此,提出了一种基于机器学习的攻击检测、识别与恢复框架。在攻击检测与识别方面,评估了BiLSTM、1DCNN和7种常规机器学习分类器(ANN、DT、KNN、LDA、NB、RF和SVM... 详细信息

光网络由于其结构的脆弱性,容易受到旨在中断通信服务的信号干扰攻击。基于此,提出了一种基于机器学习的攻击检测、识别与恢复框架。在攻击检测与识别方面,评估了BiLSTM、1DCNN和7种常规机器学习分类器(ANN、DT、KNN、LDA、NB、RF和SVM)在检测攻击是否存在,以及识别受到的不同类型的干扰攻击上的性能。在攻击恢复方面,提出了基于BiLSTM-BiGRU的干扰攻击恢复模型,分别用来恢复轻度带内、强度带内、轻度带外和强度带外干扰攻击。数值仿真结果表明,所提模型表现出优异的性能,检测与识别准确率高达99.20%,针对4种攻击的恢复率分别为95.05%、97.03%、94.06%和61.88%。

关键词：机器学习攻击检测与识别攻击恢复光网络安全

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