[发明专利]一种基于卡尔曼滤波的偏振态快速跟踪监测方法有效
申请号: | 201410607977.X | 申请日: | 2014-10-31 |
公开(公告)号: | CN104393917A | 公开(公告)日: | 2015-03-04 |
发明(设计)人: | 杨彦甫;曹国亮;崔澜涛;荣宁;谷健;姚勇 | 申请(专利权)人: | 哈尔滨工业大学深圳研究生院 |
主分类号: | H04B10/077 | 分类号: | H04B10/077;H04B10/61 |
代理公司: | 深圳市科吉华烽知识产权事务所(普通合伙) 44248 | 代理人: | 张英;谭果林 |
地址: | 518000 广东省深*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 卡尔 滤波 偏振 快速 跟踪 监测 方法 | ||
1.一种用于相干光通信系统中进行偏振态快速跟踪监测的方法,所述方法基于卡尔曼滤波,其特征在于:每次迭代包括以下五个步骤:
A.解偏:用状态向量预测值变换成的琼斯矩阵乘以接收信号,进行解偏振,得到解偏信号;
B.判决:通过在理想星座点旋转形成的圆上寻找最靠近解偏信号的点作为期望输出点;
C.求测量余量:计算期望输出点与解偏信号的差得到测量余量;
D.卡尔曼更新:根据测量余量,使用卡尔曼更新方程对状态向量更新修正,计算后验误差协方差矩阵;
E.卡尔曼预测:状态向量更新值等于下一次迭代的状态向量预测值,后验误差协方差矩阵等于下一次迭代的先验误差协方差矩阵。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述方法适用于任意阶相移键控或正交调幅偏振复用信号,包括PDM-QPSK,PDM-8PSK、PDM-16PSK、PDM-16QAM、PDM-64QAM、PDM-128QAM。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤A具体为:把传输琼斯矩阵变为实数向量作为卡尔曼状态向量:传输琼斯矩阵J=[a+jb c+jd;-c+jd a-jb],状态向量S=[a b c d]T,把根据状态向量预测值S-变换成的琼斯矩阵J(k)与输入信号Z(k)的乘积作为卡尔曼滤波的测量预测值U(k),解偏过程就是U(k)=J(k)Z(k)。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤B具体为:把理想星座点旋转形成的圆上,最靠近解偏后信号的点作为期望输出值,也作为卡尔曼实际测量值,即对测量预测值U(k)来说,对应的实际测量值是Uc(k)=γ·U(k),γ是Uc(k)所在圆半径与|Uc(k)|的比值。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤C中国计算测量余量时,要分别计算两个偏振态上实部和虚部的测量余量,代入卡尔曼滤波算法中。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤D.卡尔曼更新具体为:
K(k)=P-(k)HT(k)(H(k)P-(k)HT(k)+R)-1,
S(k)=S-(k)+K(k)ΔU(k),
P(k)=P-(k)-K(k)H(k)P-(k),
其中,P和P-是辅助计算量,分别指后验误差协方差矩阵和先验误差协方差矩阵,Q和R指滤波器调优参量,以上运算均为复数向量运算。
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