[發(fā)明專利]基于自適應(yīng)非迭代聚類的Stokes空間相干光調(diào)制格式識(shí)別方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711428631.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108173600A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉潔;陳德和;蔡澤杰;陳樹(shù)鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/61
• 分類號(hào): H04B10/61
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.基于自適應(yīng)非迭代聚類的Stokes空間相干光調(diào)制格式識(shí)別方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)訓(xùn)練階段：設(shè)置不同調(diào)制格式的樣本信號(hào)，將不同調(diào)制格式的樣本信號(hào)進(jìn)行Stokes空間映射并擬合其最小二乘平面，旋轉(zhuǎn)Stokes空間信號(hào)，使其最小二乘平面與S₂和S₃軸組成的平面重合；對(duì)不同調(diào)制格式的樣本信號(hào)映射后最小二乘平面上的信號(hào)計(jì)算第一識(shí)別特征參量，作為決策樹(shù)分類器的第一個(gè)分類節(jié)點(diǎn)，區(qū)分信號(hào)屬于高階調(diào)制格式{PM-32QAM、PM-64QAM}還是低階調(diào)制格式{PM-QPSK、PM-8QAM、PM-16QAM}；對(duì)于高階調(diào)制格式{PM-32QAM、PM-64QAM}的樣本信號(hào)，根據(jù)其在Stokes空間的最小二乘平面上某一區(qū)域的分布不同，計(jì)算第二識(shí)別特征參量，作為決策樹(shù)分類器的第二個(gè)分類節(jié)點(diǎn)；對(duì)于低階調(diào)制格式{PM-QPSK、PM-8QAM、PM-16QAM}的樣本信號(hào)，應(yīng)用自適應(yīng)非迭代聚類算法計(jì)算其在最小二乘平面上的聚類中心個(gè)數(shù)，并基于聚類中心個(gè)數(shù)計(jì)算第三識(shí)別特征參量、第四識(shí)別特征參量，分別作為決策樹(shù)分類器的第三、四個(gè)分類節(jié)點(diǎn)；然后針對(duì)不同的光信噪比情況，根據(jù)最優(yōu)貝葉斯分類原則構(gòu)造決策樹(shù)結(jié)構(gòu)及判決門限值，完善決策樹(shù)分類器的構(gòu)造；

(2)識(shí)別階段：將當(dāng)前相干光接收機(jī)接收到的X、Y兩路正交的偏振信號(hào)進(jìn)行Stokes空間映射并擬合其最小二乘平面，然后對(duì)映射后Stokes空間最小二乘平面上的信號(hào)計(jì)算第一識(shí)別特征參量，將第一識(shí)別特征參量輸入到步驟(1)建立的決策樹(shù)分類器中，初步判別當(dāng)前信號(hào)的調(diào)制格式為低階{PM-QPSK、PM-8QAM、PM-16QAM}還是高階{PM-32QAM、PM-64QAM}調(diào)制格式；若為高階{PM-32QAM、PM-64QAM}調(diào)制格式，對(duì)Stokes空間最小二乘平面上的信號(hào)計(jì)算第二識(shí)別特征參量，將第二識(shí)別特征參量輸入到步驟(1)建立的決策樹(shù)分類器中，判別出當(dāng)前信號(hào)的具體調(diào)制格式；若為低階{PM-QPSK、PM-8QAM、PM-16QAM}調(diào)制格式，應(yīng)用自適應(yīng)非迭代聚類算法計(jì)算其在最小二乘平面上的聚類中心個(gè)數(shù)，并基于聚類中心個(gè)數(shù)計(jì)算第三識(shí)別特征參量、第四識(shí)別特征參量，將第三識(shí)別特征參量、第四識(shí)別特征參量輸入到步驟(1)建立的決策樹(shù)分類器中，判別出當(dāng)前信號(hào)的具體調(diào)制格式。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自適應(yīng)非迭代聚類的Stokes空間相干光調(diào)制格式識(shí)別方法，其特征在于：所述(2)中X、Y兩路正交的偏振信號(hào)進(jìn)行Stokes空間映射的具體公式如下：

其中，a_x、a_y分別表示X、Y兩路正交偏振信號(hào)的幅值，為X、Y兩路正交偏振信號(hào)之間的相位差，e_x、e_y分別表示X、Y兩路正交偏振信號(hào)，分別表示e_x、e_y的共軛；S₀、S₁、S₂、S₃表示Stokes空間映射后的各參量，其中S₀代表光信號(hào)的總功率；(S₁，S₂，S₃)表示構(gòu)成的三維坐標(biāo)，代表光信號(hào)的不同偏振態(tài)；具體到每個(gè)坐標(biāo)軸，S₁代表水平方向上的線偏振光，S₂代表45度角方向上的線偏振光，S₃代表圓偏振光。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自適應(yīng)非迭代聚類的Stokes空間相干光調(diào)制格式識(shí)別方法，其特征在于：所述(1)利用奇異值分解算法擬合出映射后的信號(hào)在Stokes空間中的最小二乘平面。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自適應(yīng)非迭代聚類的Stokes空間相干光調(diào)制格式識(shí)別方法，其特征在于：所述第一識(shí)別特征參量表示如下：

其中R表示第一識(shí)別特征參量，Ω定義為最小二乘平面上|S₂|＞1且|S₃|＞1的區(qū)域，LSP表示最小二乘平面。