[发明专利]一种基于凸优化的光功率实时监测系统

权利要求书

1.一种基于凸优化的光功率实时监测系统，包括输入单元、数字信号处理单元和输出单元；

输入单元：被监测的光信号输入到可调光滤波器中进行滤波，经过光功率测量后得到输出光功率信号；

数字信号处理单元：根据上述输出光功率信号来恢复被监测的光信号的功率谱；

输出单元：将恢复出来的光信号的功率谱在显示设备上显示；

其特征在于所述数字信号处理单元采用下列步骤完成数字信号处理：

(1)建立模型：根据光信号通过可调光滤波器的响应特性建立该滤波器的模型；

(2)根据步骤(1)中的模型建立凸优化表达式；

(3)求解：对步骤(2)中的凸优化表达式进行求解后得到被监测信号的功率谱。

2.根据权利要求1所述的一种基于凸优化的光功率实时监测系统，其特征在于步骤(2)建立凸优化表达式包括两个步骤：

A将步骤(1)中所建的模型进行数字化转换；

B基于转换后的数字模型建立凸优化表达式。

3.根据权利要求1所述的一种基于凸优化的光功率实时监测系统，其特征在于所述步骤(3)中采用SSF算法进行求解。

4.根据权利要求2所述的一种基于凸优化的光功率实时监测系统，其特征在于步骤A中转换后的模型为：P＝(H+ΔH)S+N，

式中：表示信号S通过滤波器H的输出信号经过光功率测量后得到P，ΔH则是滤波器误差，N是系统噪声。

5.根据权利要求2所述的一种基于凸优化的光功率实时监测系统，其特征在于所述凸优化表达式为：

mins12||HαLis-p0||22+λ||s||1]]>

式中：α是光滑性权重，λ是稀疏性权重，L_i矩阵表示第i阶微分算子。

6.根据权利要求3所述的一种基于凸优化的光功率实时监测系统，其特征在于用数字电路来实现SSF算法，该数字电路包括三个模块：

模块一实现求解SSF算法的中间值v，它由加法器和乘法器组成；

v＝M*x+N*s_i

式中：M、N矩阵是根据预设参数和已知矩阵求解出来的已知量；x向量是测量后得到的输出光功率信号与0向量组合得到的已知量；S_i为上一次迭代的输出值，如果是第一次迭代，则取为0；

模块二实现SSF算法中的S_i+1非线性收缩过程，它由比较电路和加法器构成；

si+1=v+av<-a0-a≤v≤av-av>a]]>

式中：a是已知的预设定的常数；

模块三实现SSF算法中的迭代过程的停止条件的判断，由加法器、乘法器和比较电路构成。