[發明專利]PDM相干光通信系統中高速RSOP追蹤及損傷定位方法

有效

• 申請號: 202110724299.5
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113472434B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 孫志峰;鄧磊;蔣燕;孫通;周智睿;李熙;易品;宋選安;殷天峰
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司信息通信公司;華中科技大學
• 主分類號: H04B10/079
• 分類號: H04B10/079;H04B10/61;H04J14/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

1.一種PDM相干光通信系統中高速RSOP追蹤及損傷定位方法，其特征是一種基于NPCA技術的PDM相干光通信系統中高速RSOP追蹤及損傷定位方法，包括：基于NPCA技術的偏振解復用算法，對偏振耦合信號進行偏振解復用處理，實現高速RSOP追蹤，同時基于周期性發射訓練序列的方式，進行高速RSOP損傷定位；

采用以下方法進行高速RSOP損傷定位，包括：

S1.在發射端的傳輸信號幀中每間隔時間插入一小段已知的訓練序列，其中L為光纖鏈路長度，c為真空中光速，n為光纖介質折射率；

S2.在接收端不斷記錄更新最近到達接收端的已知訓練序列的時刻t₁，同時檢測偏振解復用系數開始劇烈變化的信號幀時刻位置t₂，計算出兩者時間差Δt＝t₂-t₁；

S3.根據時間差Δt，計算發生高速RSOP損傷的光纖鏈路位置到接收端的距離l＝Δt·c/n，從而進行RSOP損傷定位。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，采用以下方法對偏振耦合信號進行偏振解復用處理，包括：先設定PDM相干光通信系統接收信號，再對偏振解復用過程進行建模，然后采用NPCA技術對偏振耦合信號進行分離，最后得到發射的兩個偏振態信號。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，典型的PDM相干光通信系統接收信號表示為：

R(t)＝J(t)·S(t)+N(t)，

式中，t表示當前某一數據進行處理的時刻，S(t)和R(t)分別是發射和接收的兩個偏振態信號組成的二維向量，N(t)表示二維的加性高斯白噪聲信號，J(t)為二維的瓊斯矩陣。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在偏振解復用的過程中，采用了以下的偏振解復用模型，表示為：

式中，t表示當某一數據進行處理的時刻，Z(t)為偏振解復用后二維信號向量，J^-1(t)為二維的瓊斯矩陣J(t)的逆矩陣，R(t)為接收的偏振態信號組成的二維向量，W(t)為偏振解復用算法需要求解的解復用矩陣，其中w_xx，w_xy，w_yx，w_yy為矩陣W(t)中的四個系數。

5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，采用NPCA技術對接收的偏振耦合信號進行分離，其代價函數為：

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

式中：t表示當前某一數據進行處理的時刻，e(t)代表誤差函數，E{|e(t)|²}指的是誤差函數平方的統計期望，R(t)為接收的兩個偏振態信號組成的二維向量，W(t)指的是解復用矩陣，Z(t)為偏振解復用后二維信號向量，g(Z(t))表示對Z(t)進行非線性函數處理，上標H所示的復共軛轉置運算；

非線性函數g(·)表示為如下形式：

式中，y表示待處理的數據。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，采用隨機梯度下降法進行NPCA代價函數最優化的算法，其解復用矩陣W(t)更新過程表示為：

W(t)＝W(t-1)+μ·[e^*(t)·g^T(Z(t-1))]^T

式中：t表示當前某一數據進行處理的時刻，μ為收斂步長，W(t)指的是解復用矩陣，e(t)代表誤差函數，上標*表示共軛運算，g(Z(t-1))表示對Z(t-1)進行非線性函數處理，上標T表示轉置運算。