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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。
W7O%.xP @:oMlIw; 在创建一个项目之前,需要使用OptiSystem定义全局
参数。
%&V<kH"7Q{ 图1. DPSK发射器全局参数
L&Qdb xn u)t1t69T\g 创建一个项目 RIC'JLWQ nx
$?wxIm 设置全局参数后,我们可以开始添加组件来设计DPSK发射器。
F<Z"W}I+6 0;!aO.l]K 下一步是设置参数并连接组件。 在这个设计中,对于DPSK序列发生器组件,我们将使用图2中给出的参数。其他组件参数将使用其默认值。
U:J~Oy_Z 图2. DPSK Sequence Generator组件参数
@>ONp|}@qI Oa$ew' 组件和观察仪应根据图3进行连接。
VS%8f.7ep 该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件:
>Djv8 0 “DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd”
q^n6"&;* 图3. DPSK脉冲发生器
R D=!No? ceH7Rq:4W 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。
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3 oMkB!s 运行仿真 *NFy%ktu z=?ainnKx 要运行
模拟,请执行以下步骤。
qV/"30,K 3-hu'xSU
~.VWrHC 6:330"9 查看模拟结果 6$%]p1"!K ZT"?W $ 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。
[\ @!~F{ RgRyo
1[} =,uaM Kcsje_I-M 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。
v9x $` Mff_j0D 图4.8位DPSK调制星座图(每码元3比特)
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nDMNaMYb fR_)e: 对于DPSK,有5个可能的值:
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lU:z>gC
*yiJw\DRN rv9qF |2r{ 对于I和Q信号(见图5)
[<1i[\^ 图5.同相和正交相位多进制信号
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scjE^ dK|MQ < 使用DPSK Sequence Decoder
Qk Gr{ #U"\v7C{n 我们已经有I和Q多进制信号,然而在使用正交调制器调制这些信号之前,我们可以测试这些信号是否可以被正确解码成原始的二进制
序列。这可以使用不同的布局或重组前一个布局。
^}U{O A /n@_Ihx 为了比较编码/解码之前和之后的二进制信号,我们应该使用诸如电脉冲生成器,如RZ脉冲生成器来调制原始二进制序列和解码序列。
J4 !Z,- 图6. 测试DPSK序列编码与解码
ENA8o}n q>]v~ 我们可以看到,两个示波器的电信号是相同的,因为我们编码,然后解码的是相同的二进制信号。如图7所示。
y{!`4CxF 图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号
wW6?.}2zU N]KqSpPh 使用多阈值检测器 i:qc2#O:J &7E 0H{ 下一步是使用多阈值检测器检测I和Q电信号。 通过使用阈值检测器,我们可以恢复原始的DPSK序列,然后将序列解码为原始的二进制信号。 您可以使用图3中的
系统和图6中的组件。但是,您将需要一个添加一个组件:
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xotq$r "y_$!KY% 主要的挑战是在阈值检测器组件中设置阈值和输出幅度值。
azj<aaH 由于我们知道这是一个8 DPSK,输出振幅应该是
?9mWMf%t x03G Jy5
)Qw|)='- ]L}<Y9)t 检测器将要求阈值来评估输入信号以确定等效输出电平,假设输入值与输出值相同(图8),我们将根据信号输入设置阈值
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#)my)}o\p
4>0xS- 或等效数值: - 0.85,-0.353,0.353和0.85。
w?oIKj 这些值将用于输入信号与阈值之间的比较:
S9U9;>g 表2:基于阈值振幅的输入和输出 |PI.xl:ch
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4H@ 此外,参数参考比特率应与多级信号比特率一致,这是二进制序列的原始比特率除以每个码元的比特数:全局比特率/ 3。图8为两个检测器的参数。
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> 图8. M-ary Threshold Detector参数
pC_2_,6$
fCx~K' UWn IL YS:c58= 图9. DPSK脉冲生成器和检测器
6CY_8/:zL dkG-Yz~ 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。
dH#o11[ _ F@>?\B 增加正交调制 i]8zZRe 3zs~Y3M?i 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。
mEyZ<U9 图10. DPSK发射器 ;2#7"a^
wQPjo!FEX 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 F'pD_d9]e
Vi5RkUY] 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。
N@tzYD|hA u^!-Z)W 加正交解调 dgX 0\lKpf <:RU, 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。
An/)|B4 图12. DPSK发送与接收器 QL_bg:hs
XImb"7| 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。
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={#r/x oE-i`;\8 o#%2N+w 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。
xjR/K&[m Nl;rg*@o 图13. 同相和正交相位多进制解调信号
rIS \#j (Q#A Br8 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。
JGGss5 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。
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