在偏振复用(PDM)高速光通信系统的相干检测中，需要实现信号偏振态和载波相位的快速跟踪。将扩展卡尔曼滤波器用在偏振复用16进制正交振幅调制(PDM-16QAM)光调制信号相干接收机中，成功实现了偏振态和载波相位的快速精确跟踪。在单信道112 Gb/s PDM-16QAM传输系统中，数值仿真发现，扩展卡尔曼滤波器所能跟踪的最大偏振态旋转速率可达级联多模算法的100倍，而且具有很好的收敛精度，其收敛速度和精度可以通过调优参量控制。使用扩展卡尔曼滤波器跟踪100 kHz线宽18 Mrad/s偏振态旋转