Estudo do método de correção de aberrações da comunicação óptica coerente baseado no algoritmo CNN-SPGD

LIU Wei ,  

XU Junnan ,  

JIN Dairan ,  

SHI Wenxiao ,  

CAO Jingtai ,  

JING Haizhao ,  

摘要

Para reduzir o impacto da turbulência atmosférica no desempenho de transmissão dos sistemas de comunicação óptica em espaço livre, foi estabelecido um sistema adaptativo de correção óptica para corrigir aberrações de alta ordem. Foram estudados parâmetros como eficiência de mistura, taxa de erro de bits e número de iterações deste sistema. Primeiramente, os coeficientes de Zernike da imagem foram divididos em 8 categorias principais e 256 subcategorias, com um modelo CNN prevendo a categoria principal do ponto luminoso de entrada. Para cada subcategoria de aberração, o ponto médio do intervalo de coeficientes de cada ordem foi tomado como ponto padrão para formar um vetor padrão de coeficientes de Zernike, usando a tensão padrão correspondente como tensão inicial de correção. Os resultados experimentais mostram que o algoritmo de descida do gradiente paralelo estocástico necessita de 110, 161 e 280 iterações para atingir eficiência de mistura de 0,80, 0,85 e 0,9 respectivamente; sob a mesma eficiência, o algoritmo CNN-SPGD (Redes Neurais Convolucionais – Descida do Gradiente Paralelo Estocástico) requer 4, 37 e 141 iterações. Com o mesmo número de iterações, o algoritmo CNN-SPGD apresenta maior eficiência de mistura e menor taxa de erro. Em comparação com o algoritmo SPGD, o algoritmo CNN-SPGD corrige aberrações mais rapidamente. O algoritmo CNN-SPGD pode reduzir significativamente o número de iterações de sistemas ópticos adaptativos tradicionais, atendendo a diversas necessidades da comunicação a laser.

关键词

Comunicação óptica em espaço livre;Sensoriamento sem frente de onda;Eficiência de mistura;Taxa de erro de bits

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