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。 ClG\Kpi rh
/yHjd s 在创建一个项目之前，需要使用OptiSystem定义全局参数。 C#-HWoSi "}MP {/ 图1. DPSK发射器全局参数
oqAO@<dL! 创建一个项目 O uNPD q%
?Z2`8]-E 设置全局参数后，我们可以开始添加组件来设计DPSK发射器。 ;4l8Qg
7
9#TD1B/ 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。 Q3Pu<j}Y vJxE F& X 图2. DPSK Sequence Generator组件参数
f0vO(@I 组件和观察仪应根据图3进行连接。 793 15A 该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件： A
0v=7
] “DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd” ? a#Gn2 .W^B(y(tA 图3. DPSK脉冲发生器
{CV+1kz 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。 ( +Sv3h
?z`={oN 运行仿真 q>Di|5<y
)X-'Q - 要运行模拟，请执行以下步骤。 b{qN7X~>
WG A1XQ{
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ltf KqY- 查看模拟结果 O 2-n- ]XU4nNi 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。 iLch3[p%
)7 q"l3e"u
>MJ#|vO :`e#I/, 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。 tPl 4'tW_
vo f8bQ{& U|] cB 图4.8位DPSK调制星座图（每码元3比特）
KF
zI27r ele@xl 对于DPSK，有5个可能的值： 4XNheP;b s> m2qSu
XHekz 6_
k V+^1@" 对于I和Q信号（见图5） }%p:Xv@X! H.\`(`6 图5.同相和正交相位多进制信号
g]lEG>y1R 使用DPSK Sequence Decoder n1J u =C
wn.~ Dx 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。 M2Jf-2
ZA+dtEE=f9 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。 .ojEKu+EJ' [EDX@Kdq) 图6. 测试DPSK序列编码与解码
'g!T${ 我们可以看到，两个示波器的电信号是相同的，因为我们编码，然后解码的是相同的二进制信号。如图7所示。 /kY9z~l sSZ)C|Q 图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号
6LBdTnzUd 使用多阈值检测器 4d`YZNvZW/
B~w$j/sWU 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： >=[uLY[aK (iX8YP$ %
Q]YB.n3 =..Bh8P71! 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。 \P* _zd@% 由于我们知道这是一个8 DPSK，输出振幅应该是 1ZI1+TDH
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Z#Mm4(KNh
F p/{L 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 1Z ) Et,
$DoR@2 ~y
hI'WfF!X c,4~zN8Ou 或等效数值： - 0.85，-0.353，0.353和0.85。 <Z]#v r q 这些值将用于输入信号与阈值之间的比较： ^ O18 \a
{4D`VfX _ 表2：基于阈值振幅的输入和输出 '{"Rjv7
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。 $D1ha C L B n7uKa{P 图8. M-ary Threshold Detector参数
}T@=I&g; 
(-gomn 图9. DPSK脉冲生成器和检测器
s*k)h,\ 运行仿真后，您将看到二进制源和解码器输出上的示波器的结果相同（与图7结果相似）。 如果您没有合适的全局序列长度值，例如512bits，则图形将不同。 #7i*Diqf9 8M99cx*K 增加正交调制 L}`/v]E"eU
t(u2%R4<d 我们已经知道如何对DPSK信号进行编码和解码; 现在我们可以使用正交调制来调制多进制信号。 @@AL@.* }|.<EkA 图10. DPSK发射器 ~[HzGm%
这是建立我们的DPSK发射器的最后一步，现在运行仿真并观察信号输出的频谱（图11）。 <y@v v 图11.DPSK发射器输出 i>YS%&O?
观察到信号的中心频率为调制频率为550 MHz，模拟带宽由全局参数采样率（1.944 GHz / 2 = 972 MHz）的半值定义。 这意味着如果要增加模拟带宽以适应更高的调制频率（> 900 MHz），则应在全局参数窗口中更改每比特采样数。 \rS*\g:i \baY+,Dr+ 加正交解调 3YHEH\60^
n93q8U6m/U 我们已经知道如何编码，解码和调制DPSK信号; 现在我们可以使用正交解调来解调DPSK信号。 4!I uTPmr T Rv 图12. DPSK发送与接收器
)0VL$A
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。 "+(|]q "W h p]J> i. 
geme_ GC')50T J 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。 UzxL" `^7
PVI Oe}N UxGu1a 图13. 同相和正交相位多进制解调信号
C[ L 5H 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。 JO J.79CT 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。 &t= :xVn-M `HX:U3/ 使用调制器库以节省设计时间 \O5L#dc#
'Aq^z%| 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。 d4| )= 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。 W_W !v&@E= Tqt-zX|> 图14. DPSK发射器（使用DPSK调制器）和接收器
?2]fE[SqY 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。 '(.5!7?Qc yaR>?[h 绘制多进制信号眼图 y98FEG #S}
.C'\U[A{ 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。 "^#O7.oVi+ CD&a_-'z$K 图15. PRBS生成器来生成多进制眼图的参数 Va8
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b j&!$') 图16. DPSK系统，包括生成眼图的组件 U#z"t&o=L
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。 (Ceru o S
\D@j`o 0Y8gUpe3P6 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。 t\M6 d6 9hzu!}~'I 图17. 8DPSK系统在接收器上的眼图
