[发明专利]PDM相干光通信系统中高速RSOP追踪及损伤定位方法

权利要求书

1.一种PDM相干光通信系统中高速RSOP追踪及损伤定位方法，其特征是一种基于NPCA技术的PDM相干光通信系统中高速RSOP追踪及损伤定位方法，包括：基于NPCA技术的偏振解复用算法，对偏振耦合信号进行偏振解复用处理，实现高速RSOP追踪，同时基于周期性发射训练序列的方式，进行高速RSOP损伤定位；

采用以下方法进行高速RSOP损伤定位，包括：

S1.在发射端的传输信号帧中每间隔时间插入一小段已知的训练序列，其中L为光纤链路长度，c为真空中光速，n为光纤介质折射率；

S2.在接收端不断记录更新最近到达接收端的已知训练序列的时刻t₁，同时检测偏振解复用系数开始剧烈变化的信号帧时刻位置t₂，计算出两者时间差Δt＝t₂-t₁；

S3.根据时间差Δt，计算发生高速RSOP损伤的光纤链路位置到接收端的距离l＝Δt·c/n，从而进行RSOP损伤定位。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用以下方法对偏振耦合信号进行偏振解复用处理，包括：先设定PDM相干光通信系统接收信号，再对偏振解复用过程进行建模，然后采用NPCA技术对偏振耦合信号进行分离，最后得到发射的两个偏振态信号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，典型的PDM相干光通信系统接收信号表示为：

R(t)＝J(t)·S(t)+N(t)，

式中，t表示当前某一数据进行处理的时刻，S(t)和R(t)分别是发射和接收的两个偏振态信号组成的二维向量，N(t)表示二维的加性高斯白噪声信号，J(t)为二维的琼斯矩阵。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在偏振解复用的过程中，采用了以下的偏振解复用模型，表示为：

式中，t表示当某一数据进行处理的时刻，Z(t)为偏振解复用后二维信号向量，J^-1(t)为二维的琼斯矩阵J(t)的逆矩阵，R(t)为接收的偏振态信号组成的二维向量，W(t)为偏振解复用算法需要求解的解复用矩阵，其中w_xx，w_xy，w_yx，w_yy为矩阵W(t)中的四个系数。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，采用NPCA技术对接收的偏振耦合信号进行分离，其代价函数为：

J(W(t))＝E{|e(t)|²}＝E{R(t)-W(t)^H·g(Z(t))}

式中：t表示当前某一数据进行处理的时刻，e(t)代表误差函数，E{|e(t)|²}指的是误差函数平方的统计期望，R(t)为接收的两个偏振态信号组成的二维向量，W(t)指的是解复用矩阵，Z(t)为偏振解复用后二维信号向量，g(Z(t))表示对Z(t)进行非线性函数处理，上标H所示的复共轭转置运算；

非线性函数g(·)表示为如下形式：

式中，y表示待处理的数据。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，采用随机梯度下降法进行NPCA代价函数最优化的算法，其解复用矩阵W(t)更新过程表示为：

W(t)＝W(t-1)+μ·[e^*(t)·g^T(Z(t-1))]^T

式中：t表示当前某一数据进行处理的时刻，μ为收敛步长，W(t)指的是解复用矩阵，e(t)代表误差函数，上标*表示共轭运算，g(Z(t-1))表示对Z(t-1)进行非线性函数处理，上标T表示转置运算。