切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 424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
    6019
    光币
    24248
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-29
    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。 kfr' P u  
    y<0zAsT  
    在创建一个项目之前,需要使用OptiSystem定义全局参数 "XlNKBgM  
    图1. DPSK发射器全局参数
    n/6#rj^$  
    Q^prHn*@  
    创建一个项目 |tIr?nXSW3  
    jj_z#6{  
    设置全局参数后,我们可以开始添加组件来设计DPSK发射器。 < aJl i   
    x? tC2L  
    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。 _8A  
    图2. DPSK Sequence Generator组件参数
    U$v|c%6  
    (hNTr(z  
    组件和观察仪应根据图3进行连接。 M<^]Ywq*p  
    该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件: r+n0M';0  
    “DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd” pFgpAxl  
    图3. DPSK脉冲发生器
    =!)Ye:\Q  
    k>E^FB=  
    为了演示全局和DPSK参数如何影响仿真结果,我们可以运行该仿真并分析观察仪的结果。 O42`Z9oK  
    i)y8MlC{  
    运行仿真 +Ac.@!X}%  
    ,`PC^`0c}o  
    要运行模拟,请执行以下步骤。 ]<L(r,@,  
    vF@hg)A  
    7f|8SB  
    fn.KZ  
    查看模拟结果 NIgqdEu1  
    8C]K36q  
    运行计算后,我们可以分析观察仪的结果。 要显示观察仪的结果,请执行以下操作。 h ` qlI1]  
    7irpD7P>  
    eyW8?:  
    zU7co.G  
    您应该看到星座图分别显示了X轴和Y轴上的同相和正交相位。 图4给出了仿真结果。对于DPSK调制,这是一个众所周知的结果,每个符号使用3位,无相移-8 DPSK。但是我们只是模拟64位,这不是所有的8 DPSK的组合。 E|{(O  
    Em)U`"j/9  
    图4.8位DPSK调制星座图(每码元3比特)
    \4Uhc3  
    !q\MXS($#u  
    94^)Ar~O  
    对于DPSK,有5个可能的值: V%h,JA  
    =~zsah6N  
    R!i\-C1 S  
    L$L/5/  
    对于I和Q信号(见图5) 4`yE'%6.}  
      
    图5.同相和正交相位多进制信号
    C7*n<+e  
    PAng(tubl  
    使用DPSK Sequence Decoder wcH,!;3z+  
    r1<dZtb  
    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。 |w5m2Z  
    `%QXaKO-  
    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。 Q^\m@7O :  
    图6. 测试DPSK序列编码与解码
    L4O.=*P1  
    '8J!(+  
    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。 RW~!)^  
    图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号
    v[;R(pt?  
    srPczVG*  
    使用多阈值检测器 )<Fq}Q86  
    /RVwhA+c  
    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: cWtuI(.  
    T@wgWE<0y_  
    >|X )  
    vB74r]'F  
    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。 |I[/Fl:  
    由于我们知道这是一个8 DPSK,输出振幅应该是 d| #&j. "  
    vf&_ N  
    Qb%o%z?hee  
    p{ Xde   
    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 (}g4}A@x  
    BP4xXdG  
    kEgpF{"%n  
    rp9?p%  
    或等效数值: - 0.85,-0.353,0.353和0.85。 :V3z`}Rl  
    这些值将用于输入信号与阈值之间的比较: nw4 I<Q  
    表2:基于阈值振幅的输入和输出 l1bkhA b  
    xKR\w!+Z'  
    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。 arIEd VfNa  
    图8. M-ary Threshold Detector参数
    '-U&S  
    "uli~ {IU  
    g,9&@g/  
    图9. DPSK脉冲生成器和检测器
    ">._&8KkE0  
    WNY:HH  
    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。 X=+|(A,BdY  
    80zpRU"  
    增加正交调制 1:JwqbZKJ  
    5U-SIG*  
    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。 _9g-D9  
    图10. DPSK发射器 7fI2b,~  
    0G31Kou  
    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 }* \*<d 3  
    5cGQ`l  
    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。 ?K+q~DzNSD  
    b)@D@K"5  
    加正交解调 e)= " Fq!  
    cYp/? \  
    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。 :YQI1 q[6  
    图12. DPSK发送与接收器 l A%FS]vh  
    lE gjv,  
    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。 k".kbwcaF  
    @@j:z;^|  
    Xp] jF^5  
    B0U(B\~Y  
    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。 ?&'Kw>s@  
    []v$QR&u#v  
    图13. 同相和正交相位多进制解调信号
    hq&|   
    lb$_$+@Vr  
    下一步是比较发射机和接收机的二进制信号。 如果系统参数正确,则应该具有与图7中相同的结果。 RL:B.Lv/W  
    图12所示的布局是一个完整的8 DPSK发射器和接收器项目。 您可以使用该项目作为其他类型调制的起点,如QAM和OQPSK。 有关软件中可用的不同类型调制的说明,请参阅OptiSystem组件库文档。 )X;051Q  
    `Xz!apA  
    使用调制器库以节省设计时间 RC}m]!Uz  
    > 23$_'2  
    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。 *Y?oAVkz  
    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。 n$`+03a  
    图14. DPSK发射器(使用DPSK调制器)和接收器
    8v z h5,U  
    `m#-J;la  
    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。 _1Q6FI5iR  
    =&6sU{j*  
    绘制多进制信号眼图 |.,]0CRg  
    {nXygg J  
    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。 @R}3f6@67  
    图15. PRBS生成器来生成多进制眼图的参数 #|4G,!  
    7O'.KoMw  
    图16. DPSK系统,包括生成眼图的组件 n\)1Bz  
    x!fG%o~h  
    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。 CIz0Gjtx6m  
    V3# ms0  
    I 1n,c d[  
    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。 )=sbrCl,C/  
    图17. 8DPSK系统在接收器上的眼图
     
    分享到