OptiSystem应用:数字调制-DPSK
$HR(|{piZ 本教程的目的是演示如何使用OptiSystem组件库设计8 DPSK脉冲发生器。 本教程包含了一些此处演示参考的项目文件。有关项目文件名称,请参阅本教程的末尾。 建议您使用OptiSystem组件库手册阅以读此处介绍的各个组件的技术说明。 ADwwiq#E [K|>s(Sf* 在创建一个项目之前,需要使用OptiSystem定义全局参数。 5e~{7{ 图1. DPSK发射器全局参数 ;MdK3c 9O0 创建一个项目 7HR%rO?' RE*S7[ge 设置全局参数后,我们可以开始添加组件来设计DPSK发射器。 #dn%KMo2r (w7cdqe 下一步是设置参数并连接组件。 在这个设计中,对于DPSK序列发生器组件,我们将使用图2中给出的参数。其他组件参数将使用其默认值。 WTy8 N 图2. DPSK Sequence Generator组件参数 m} FCe ]6c2[r?g{ 组件和观察仪应根据图3进行连接。 ]qP}\+: 该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件: iJp!ROI “DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd” URzE+8m^ 图3. DPSK脉冲发生器 P A+e= % #lVl?F+~ 为了演示全局和DPSK参数如何影响仿真结果,我们可以运行该仿真并分析观察仪的结果。 3E2.v5* ]C:If h~ 运行仿真 BKlc{= x`|tT%q@l 要运行模拟,请执行以下步骤。 moM&2rgdrQ a*wJcJTpV"
D@vvy6>~s R8W44I*R: 查看模拟结果 ^DCv-R+p hy`)]>9z~ 运行计算后,我们可以分析观察仪的结果。 要显示观察仪的结果,请执行以下操作。 r#Oz0=0u M{kh=b)V
/>I8nS}T umn~hb5O 您应该看到星座图分别显示了X轴和Y轴上的同相和正交相位。 图4给出了仿真结果。对于DPSK调制,这是一个众所周知的结果,每个符号使用3位,无相移-8 DPSK。但是我们只是模拟64位,这不是所有的8 DPSK的组合。 8}E(UsTa -$|X\#R 图4.8位DPSK调制星座图(每码元3比特) =X'7V}Q}
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对于DPSK,有5个可能的值: cQ ;Ry!$ o[ W3/
%~(i[Ur; 1e| M6* 对于I和Q信号(见图5) exKmK!FT 图5.同相和正交相位多进制信号 VIdoT2 3s$.l} 使用DPSK Sequence Decoder t"vO&+x ^TuEp$Z= 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。 [t)i\ }V g'7hc~= 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。 = }lA|S 图6. 测试DPSK序列编码与解码 M.^A` <&Xq`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。 FQ1oqqr 图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号 U {!{5l: C
P v}A 使用多阈值检测器 bj{f[nZ d `I{Q,HQ7 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: JAlsc]XtO9 [ i#Gqx>'w
MX\-)e# )KQum`pO 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。 mj|9x1U) 由于我们知道这是一个8 DPSK,输出振幅应该是 VbR.tz 1=.kH[R
@'4D9A _3[BS9 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 $c47cJO)W s$6#3%h
f'U]Ik;Jy eO G%6C%a 或等效数值: - 0.85,-0.353,0.353和0.85。 ;d40:q< 这些值将用于输入信号与阈值之间的比较: #9Z-Hd< 表2:基于阈值振幅的输入和输出 /d'u1FnA= =1capix 1r 此外,参数参考比特率应与多级信号比特率一致,这是二进制序列的原始比特率除以每个码元的比特数:全局比特率/ 3。图8为两个检测器的参数。 T7'$A!c 图8. M-ary Threshold Detector参数 !6C d.fpWL ~]W8NaQB( {{,%p#/b 图9. DPSK脉冲生成器和检测器 XQ8Imkc _I!&w!3oM 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。 jFfki.H LAeX e!y 增加正交调制 OLwxGRYX < r~Tj
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。 lOui{QU 图10. DPSK发射器 |z%,W/Ef lTXU 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 |*$_eb 7Go!W(8 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。 Cn< |