本
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。
0l oC^\f J{ 1O\i 在创建一个项目之前，需要使用OptiSystem定义全局
参数。
RoiMvrJQP 图1. DPSK发射器全局参数
Z?@07Y[|K VEpQT
Qp 创建一个项目 EgO4:8$h +tA rH
C] 设置全局参数后，我们可以开始添加组件来设计DPSK发射器。
0FW=8hFp,
m$c M+ 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。
g 0 8
`=g 图2. DPSK Sequence Generator组件参数
C[Fh^ w5|"cD#8A 组件和观察仪应根据图3进行连接。
WFdS#Xf V 该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件：
8~I>t9Q+ “DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd”
A} "*`y 图3. DPSK脉冲发生器
+pV3 .VMH0 : L?zk"0C 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。
-WYJ1B0v +GGj*sD 运行仿真 [Q*kom : ]#q dA(Kl 要运行
模拟，请执行以下步骤。
@s[bRp`gd aL`pvsnF 
<)&yk cB {.2C>p 查看模拟结果 uu/M XID }s|v-gRM{ 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。
)I <.D N& K0v,d~+] 
2sTyuH . {u1t .+
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。
,=ICSS~9l ?+!KucTF
图4.8位DPSK调制星座图（每码元3比特）
+g;G*EP7* 
-cW5 v
WV6vM()#!C 对于DPSK，有5个可能的值：
^ 1g6(k' w9oiu$7), 
emaN mpg vJ{\67tK 对于I和Q信号（见图5）
8R
z=)J 图5.同相和正交相位多进制信号
[DE8s[i- 6xOR,p>E 使用DPSK Sequence Decoder
(>jME m&x0,8 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。
7}#vANm (PNvv/A 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。
m ;K P 图6. 测试DPSK序列编码与解码
`b2 I)xC# s)L7o)56/ 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。
|fA[s7) 图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号
v|"{x&I. 1idEm*3&( 使用多阈值检测器 9-@w(kMu dV5 $L
e#y 下一步是使用多阈值检测器检测I和Q电信号。 通过使用阈值检测器，我们可以恢复原始的DPSK序列，然后将序列解码为原始的二进制信号。 您可以使用图3中的
系统和图6中的组件。但是，您将需要一个添加一个组件：
FHD6@{{Gp" AiyjrEa% 
JE j+ > l|&nGCW 主要的挑战是在阈值检测器组件中设置阈值和输出幅度值。
mkWIJH 由于我们知道这是一个8 DPSK，输出振幅应该是
6 Ym[^U @M,_m X 
Sb`>IlT\# '[HFIJ0K! 检测器将要求阈值来评估输入信号以确定等效输出电平，假设输入值与输出值相同（图8），我们将根据信号输入设置阈值
X=JSqO6V9 m$ o|s1t 
w&H
?; 1 w7
QIKsI0 或等效数值： - 0.85，-0.353，0.353和0.85。
$'&5gFr9 这些值将用于输入信号与阈值之间的比较：
T#( s2 表2：基于阈值振幅的输入和输出 7e40 }n
ctCfLlK 此外，参数参考比特率应与多级信号比特率一致，这是二进制序列的原始比特率除以每个码元的比特数：全局比特率/ 3。图8为两个检测器的参数。
^fx9R 5E$: 图8. M-ary Threshold Detector参数
X23TS ` 
;6]+/e7O 图9. DPSK脉冲生成器和检测器
RFZrcM Y3 -P* 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。
7Ua
Ll
1|gEY;Ru 增加正交调制 f EpY3od T.{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。
A$oYw(m# 图10. DPSK发射器 N\vc<Zpn
sz)3
z 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 W<x2~HW(
Y, 0O&' > 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。
{
~Cqb7 |S4yol 加正交解调 kL&^/([9 $; @s
我们已经知道如何编码，解码和调制DPSK信号; 现在我们可以使用正交解调来解调DPSK信号。
ou(9Qf zN 图12. DPSK发送与接收器 Z^h4%o-l{
/ fD)/x 对于正交解调器，频率参数因与发射器载波频率一样。为了正确地形成和缩放输出信号，阈值频率因此需要再次进行调整。
Lb];P"2e+ 
fkx
9 I m4 q<7Nz] Td !q/?t XM! 正交解调器的输出信号如图13所示，信号与图5中的信号基本相同，但是它们由正交解调器低通滤波器时会出现失真。 如果在发射器和接收机之间添加一个信道，信号可能会有附加的失真和噪声。
Ii"cDH9 d8x$NW-s 图13. 同相和正交相位多进制解调信号
8en85
pp8P =}V`O> 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。
?d_Cy\G 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。
r3KV.##u, N7jAPI@a\i 使用调制器库以节省设计时间 Bg#NB ,+q5e^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。
ufm#H#n)#X 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。
7lh%\ 图14. DPSK发射器（使用DPSK调制器）和接收器
Bz24U wcZ 3)T5}_ 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。
)ei+ewVZ pY:xxnE 绘制多进制信号眼图 EJ86k>] 3w0m:~KS6V 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。
Dm 5UQe 图15. PRBS生成器来生成多进制眼图的参数 #!5GGe{I
gz$=\=%>RL 图16. DPSK系统，包括生成眼图的组件 A5nu`e9&
=XYfzR 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。
Jw86P= 'Oq}BVR& 1r8]EaI 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。
; id 图17. 8DPSK系统在接收器上的眼图
