切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1704阅读
    • 0回复

    [技术]OptiSystem应用:数字调制-DPSK [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线infotek
     
    发帖
    6441
    光币
    26350
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-02-01
    b>I -4  
    教程的目的是演示如何使用OptiSystem组件库设计8 DPSK脉冲发生器。 本教程包含了一些此处演示参考的项目文件。有关项目文件名称,请参阅本教程的末尾。 建议您使用OptiSystem组件库手册阅以读此处介绍的各个组件的技术说明。 n# Z6d`  
    '<4OA!,^)  
    在创建一个项目之前,需要使用OptiSystem定义全局参数 D@O '8  
    图1. DPSK发射器全局参数
    +w GE  
    Z-]d_Y~m4  
    创建一个项目 o` ,&yq.  
    So0YvhZ+  
    设置全局参数后,我们可以开始添加组件来设计DPSK发射器。 n'%*vdHK m  
    pEhWgCL  
    下一步是设置参数并连接组件。 在这个设计中,对于DPSK序列发生器组件,我们将使用图2中给出的参数。其他组件参数将使用其默认值。 t2tH%%Rs  
    图2. DPSK Sequence Generator组件参数
    %)\Cwl   
    R1J"QU  
    组件和观察仪应根据图3进行连接。 >.J68 x  
        该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件: fN8A'p[  
    “DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd” `I_%`15>  
    图3. DPSK脉冲发生器
    m!E36ce}  
    J"FKd3~:E  
    为了演示全局和DPSK参数如何影响仿真结果,我们可以运行该仿真并分析观察仪的结果。 IExQ}I  
    &e3z)h  
    运行仿真 '<6Gz7O  
    LFV;Y.-(h  
    要运行模拟,请执行以下步骤。 8=)A ksu  
    ,| xG2G6  
    8m-jU 5u  
    ^x:4%%Q]l  
    查看模拟结果 P,D >gxl  
    6t/})Xv  
    运行计算后,我们可以分析观察仪的结果。 要显示观察仪的结果,请执行以下操作。 |WubIj*\{  
    ] p'+F  
    >\(Ma3S   
    = eTI@pN`  
    您应该看到星座图分别显示了X轴和Y轴上的同相和正交相位。 图4给出了仿真结果。对于DPSK调制,这是一个众所周知的结果,每个符号使用3位,无相移-8 DPSK。但是我们只是模拟64位,这不是所有的8 DPSK的组合。 -+Quw2465^  
    vAwFPqu  
        
    图4.8位DPSK调制星座图(每码元3比特)
    uTB; Bva  
    /i DS#l\0  
    >i@gR  
    对于DPSK,有5个可能的值: `d3S0N6@  
    v`x~O+  
    ][wS}~):  
    gjyg`%  
    对于I和Q信号(见图5) .B#Lt,m  
      
    图5.同相和正交相位多进制信号
    !Me%W3  
    ?vf\_R'M  
    使用DPSK Sequence Decoder ?R"5 .3  
         br$!}7#=L  
    我们已经有I和Q多进制信号,然而在使用正交调制器调制这些信号之前,我们可以测试这些信号是否可以被正确解码成原始的二进制序列。这可以使用不同的布局或重组前一个布局。 PX2Ejrwj  
    f_.1)O'83  
    为了比较编码/解码之前和之后的二进制信号,我们应该使用诸如电脉冲生成器,如RZ脉冲生成器来调制原始二进制序列和解码序列。 |byB7 f  
    图6. 测试DPSK序列编码与解码
    |W*f 6F3  
    xH3SVn(I  
    我们可以看到,两个示波器的电信号是相同的,因为我们编码,然后解码的是相同的二进制信号。如图7所示。 Er{[83  
    图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号
    $V`O%Sz  
    S)JZ b_  
    使用多阈值检测器 3^1)W!n/  
    /1n}IRuw  
    下一步是使用多阈值检测器检测I和Q电信号。 通过使用阈值检测器,我们可以恢复原始的DPSK序列,然后将序列解码为原始的二进制信号。 您可以使用图3中的系统和图6中的组件。但是,您将需要一个添加一个组件: <uv{/L b  
    6@bGh|   
    Y5ebpw+B-  
     _%i|*  
    主要的挑战是在阈值检测器组件中设置阈值和输出幅度值。 }})4S;j  
        由于我们知道这是一个8 DPSK,输出振幅应该是 rhNdXYY>  
    `Rj i=k>  
    Zd~s5  
         JB b}{fo~  
    检测器将要求阈值来评估输入信号以确定等效输出电平,假设输入值与输出值相同(图8),我们将根据信号输入设置阈值 vbwEX6  
    =bv8W < #  
    r \=p.cw<  
    %q ja:'k  
    或等效数值: - 0.85,-0.353,0.353和0.85。 o#0NIn"GS/  
        这些值将用于输入信号与阈值之间的比较: o~es> ;  
    表2:基于阈值振幅的输入和输出 ~Ycz(h'(  
    fjp>FVv3  
    此外,参数参考比特率应与多级信号比特率一致,这是二进制序列的原始比特率除以每个码元的比特数:全局比特率/ 3。图8为两个检测器的参数。 {6/%w,{,  
    图8. M-ary Threshold Detector参数
    ax7 M  
    IFpmf0;^  
        
    1Rp|*>  
        
    图9. DPSK脉冲生成器和检测器
    V!FzVl=G  
    E8NIH!dI  
    运行仿真后,您将看到二进制源和解码器输出上的示波器的结果相同(与图7结果相似)。 如果您没有合适的全局序列长度值,例如512bits,则图形将不同。 jX+LI  
    7Dm^49H  
    增加正交调制 TU[f"!z^  
    _DJ0 MR~3  
    我们已经知道如何对DPSK信号进行编码和解码; 现在我们可以使用正交调制来调制多进制信号。 Txoc  
    图10. DPSK发射器 X4%*&L  
    G ROl9xp2  
    这是建立我们的DPSK发射器的最后一步,现在运行仿真并观察信号输出的频谱(图11)。
        图11.DPSK发射器输出 lD C74g  
    8|7Tk[X1j  
    观察到信号的中心频率为调制频率为550 MHz,模拟带宽由全局参数采样率(1.944 GHz / 2 = 972 MHz)的半值定义。 这意味着如果要增加模拟带宽以适应更高的调制频率(> 900 MHz),则应在全局参数窗口中更改每比特采样数。 g08=D$P  
    JZP2NB_xt  
    加正交解调 !lu$WJ{M  
    A9tQb:  
    我们已经知道如何编码,解码和调制DPSK信号; 现在我们可以使用正交解调来解调DPSK信号。 bdcuO)3  
    图12. DPSK发送与接收器 vO4 &ZQ>6  
    cMK6   
    对于正交解调器,频率参数因与发射器载波频率一样。为了正确地形成和缩放输出信号,阈值频率因此需要再次进行调整。 ;iS}<TA  
    EidIi"sr  
    G9V zVx#T#  
    ,LzS"lmmo  
        正交解调器的输出信号如图13所示,信号与图5中的信号基本相同,但是它们由正交解调器低通滤波器时会出现失真。 如果在发射器和接收机之间添加一个信道,信号可能会有附加的失真和噪声。 Y`( I};MO  
    A]=?fyPh{'  
        
    图13. 同相和正交相位多进制解调信号
    >u4uV8S   
    GSpS8wWD }  
    下一步是比较发射机和接收机的二进制信号。 如果系统参数正确,则应该具有与图7中相同的结果。 9=JU &/!  
        图12所示的布局是一个完整的8 DPSK发射器和接收器项目。 您可以使用该项目作为其他类型调制的起点,如QAM和OQPSK。 有关软件中可用的不同类型调制的说明,请参阅OptiSystem组件库文档。 |c >  
    D 3Int0n  
    使用调制器库以节省设计时间 !uHI5k,f  
    uVisU%p  
    以前的发射机设计需要多个组件对信号进行编码,产生多进制脉冲,并最终调制信号。现在您可以使用包括编码器和脉冲发生器的脉冲发生器库中的组件,或者使用包括脉冲生成器和正交调制器的调制器库中的组件。 7c;59$2(  
        在先前的布局(图12)中,删除DPSK序列发生器,M元脉冲发生器和正交调制器以及连接到它们的观察仪。 z': >nw  
    图14. DPSK发射器(使用DPSK调制器)和接收器
    EQ=Enw1[  
    {nHy!{+qqG  
    正如你所看到的,通过使用DPSK调制器代替多个组件,系统的设计比图12更快。另一方面,在设计数字调制发射器时,您无法访问所有的内部信号,这有助于您进行测试并理解设计过程中会遇到的挑战。 W:EXL@  
    OpH9sBnA  
    绘制多进制信号眼图 F ^E(AE  
    )k7`!@ID  
    OptiSystem可以绘制和估计级两(二进制)信号的光学系统的BER。 当使用多进制信号时,您无法直接估计BER值,但您仍然可以绘制眼图。 da[l[b;  
    图15. PRBS生成器来生成多进制眼图的参数 rxDule3m  
    Nw|Lrn*h!  
        
    图16. DPSK系统,包括生成眼图的组件 Tmw :w~  
    b#XS.e/uf  
    在这个例子中,我们添加了眼图工具来绘制正交调制器输出上的多进制同相信号。 t-E'foYfr`  
    eY&UFe  
         E+7S:B  
    主要参数是PRBS的比特率。 它应该是二进制比特率除以每个码元的比特数,例如,M位比特率。 这与阈值检测器中使用的值相同。 Jv)]7u  
    图17. 8DPSK系统在接收器上的眼图
     
    分享到