偏振态旋转追踪预测：基于互补斯托克斯向量的算法

"基于互补斯托克斯向量实现偏振态旋转的追踪和预测" 本文主要探讨了在偏振复用相干光通信系统中，如何有效地解决高速偏振态旋转导致的信道损伤问题以及由于均衡反馈延迟引起的偏振态追踪性能下降。作者提出了一个创新的算法，该算法利用互补斯托克斯向量来追踪和预测偏振态旋转，从而提高系统的性能。 在光通信领域，尤其是在相干光通信系统中，偏振态的稳定性和控制是至关重要的。当光信号通过光纤传输时，由于各种因素（如光纤弯曲、温度变化等）会引起偏振态的随机旋转，这被称为偏振态旋转。这种旋转会导致信道性能下降，增加误码率，从而影响通信系统的效率和可靠性。 传统的方法是利用琼斯矩阵在琼斯空间中对偏振态进行描述和处理。然而，这种方法在高速系统中遇到挑战，特别是在存在均衡反馈延迟的情况下，追踪性能会受到影响。为了解决这个问题，研究者们转而利用斯托克斯空间，这是一个更为直观且便于处理偏振态旋转的数学框架。 提出的算法首先将测量到的琼斯空间中的偏振旋转矩阵及其逆矩阵转换到斯托克斯空间。在斯托克斯空间中，可以计算出一对互补向量，这两个向量分别代表了偏振态的不同方面。然后，通过对这两个互补向量的运动轨迹进行追踪和预测，可以更准确地补偿链路中的偏振态旋转。 通过仿真，研究显示在均衡反馈延迟为5帧时，使用此方法可以将预测的琼斯矩阵的平方误差降低10%，这意味着系统的追踪性能显著提高。此外，通过采用这种新算法，系统的偏振旋转速度容限从1.3 MHz提升至1.5 MHz，这意味着系统能够更好地适应更快的偏振态旋转速度，增强了系统的鲁棒性。 总结来说，这项工作提出了一种基于互补斯托克斯向量的偏振态旋转追踪和预测算法，解决了高速偏振态旋转和均衡反馈延迟带来的挑战。这种方法不仅提高了光通信系统的性能，而且为未来设计更高效、更稳定的偏振复用相干光通信系统提供了新的思路。