[发明专利]光纤相位解调中偏振诱导衰落导致相位跳变修正方法

权利要求书

1.一种光纤相位解调中偏振诱导衰落导致相位跳变修正方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：通过对马赫增德干涉仪中光纤耦合器三端输出光信号分析选取偏振不相消时的解调相位作为历史样本数据；

步骤2：利用步骤1选择的历史样本序列，采用时间序列分析方法构建解调相位自回归滑动平均模型，利用赤池信息准则或贝叶斯信息准则确定解调相位自回归滑动平均模型阶数，并利用最小二乘估计法确定解调相位自回归滑动平均模型的自回归系数和滑动平均系数；

利用历史样本数据构建解调相位自回归滑动平均模型，所述解调相位自回归滑动平均模型当前时刻的解调相位与历史时刻的解调相位满足下列关系式：

                    (1)

其中，分别为时刻的解调相位值；为白噪声残差序列，代表当前时刻与历史时刻的残差，为自回归系数，为回归阶数，为滑动平均系数，为滑动平均阶数；

采用赤池信息准则或贝叶斯信息准则确定解调相位自回归滑动平均模型阶数，，并利用选取的历史解调相位样本序列结合最小二乘估计法，确定解调相位自回归滑动平均模型的自回归系数和滑动平均系数，从而确定解调相位自回归滑动平均模型的具体形式；

所述步骤2中，利用赤池信息准则或贝叶斯信息准则确定解调相位自回归滑动平均模型阶数的具体方法为：

赤池信息准则对解调相位自回归滑动平均模型定阶为ARMA(p,q),其中p, q满足以下关系式；

；

贝叶斯信息准则对解调相位自回归滑动平均模型定阶为ARMA(p,q)，其中p, q满足以下关系式；

；

为赤池信息准则对应的最合适的解调相位自回归滑动平均模型阶数，为贝叶斯信息准则对应的最合适的解调相位自回归滑动平均模型阶数，式中n为选取作为样本的解调相位的数量，为模型白噪声方差的估计；

利用图检验法对进行平稳性检测，若序列满足平稳性的条件，则直接利用样本序列建立ARMA模型，若不满足平稳性条件，则对样本序列进行差分运算，直到满足平稳性条件，再将差分后的平稳序列建立ARMA模型；

步骤3：以解调相位表示卡尔曼状态向量，并利用步骤2中获得的解调相位自回归滑动平均模型初始化卡尔曼状态转移矩阵、系统噪声向量、预测输出矩阵等参数，建立卡尔曼解调相位预测模型，推导卡尔曼解调相位预测模型递推方程组；

步骤4：用创建的卡尔曼解调相位预测模型，对解调相位进行实时预测，并与利用反正切算法和相位解卷积算法解调的实际相位做差运算，判断实际解调相位是否存在跳变点，如果存在跳变点需要对光的偏振态进行判断，当光的偏振态处于偏振相消时需要对跳变点进行修正，修正方式为以预测相位值代替实际解调相位值。

2.根据权利要求1所述的光纤相位解调中偏振诱导衰落导致相位跳变修正方法，其特征在于：所述步骤1中，在偏振不相消的情况下，光纤耦合器三端输出光信号存在120°的相位差，光电探测器探测光纤耦合器三端输出光信号不会趋于相等，通过对光纤耦合器三端输出光信号的大小判断，选取非偏振相消时的解调相位作为历史样本数据。