首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> 讯技光电&黉论教育 -> OptiSystem应用:数字调制-DPSK [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

infotek 2024-08-29 07:52

OptiSystem应用:数字调制-DPSK

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。 1df }gG  
^;0.P)yGA  
在创建一个项目之前,需要使用OptiSystem定义全局参数。 ~GJJ{Bm_  
图1. DPSK发射器全局参数
y#HDJ=2  
V3O<l}ak  
创建一个项目 ,>X +tEgR  
Q70LQCms  
设置全局参数后,我们可以开始添加组件来设计DPSK发射器。 0\f3La  
qSh^|;2?R  
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。 V3&_ST  
图2. DPSK Sequence Generator组件参数
E"7 iU  
j,")c'r&dD  
组件和观察仪应根据图3进行连接。 HE0UcP1U  
该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件: NLHF3h=?1p  
“DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd” @l~zn%!X  
图3. DPSK脉冲发生器
n!5 :I#B  
F+r3~T%  
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。 )8Defuxk  
`!<RP'  
运行仿真 '&{`^l/ MH  
IHCEuK  
要运行模拟,请执行以下步骤。 5}FPqyK"  
1Wzm51RU  
AW;"` ].  
1Ao YG_  
查看模拟结果 p`ai2`qC`  
IM:*uv  
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。 AZ~= ]1  
g+Z~"O]$M  
d6ZJh xJ  
:e1BQj`R  
您应该看到星座图分别显示了X轴和Y轴上的同相和正交相位。 图4给出了仿真结果。对于DPSK调制,这是一个众所周知的结果,每个符号使用3位,无相移-8 DPSK。但是我们只是模拟64位,这不是所有的8 DPSK的组合。 <4Z;a2l}U  
Y@'ug N|[C  
图4.8位DPSK调制星座图(每码元3比特)
KTX;x2r  
>(Mu9ie*`  
)*_4=-8H  
对于DPSK,有5个可能的值: ;2X/)sxWz  
_:4n&1{.E  
yM(zc/?  
:|i jCg+  
对于I和Q信号(见图5) 6A$ \I44  
  
图5.同相和正交相位多进制信号
__jFSa`at  
6@_Vg~=S  
使用DPSK Sequence Decoder VHhW_ya1g{  
zRDBl02v$T  
我们已经有I和Q多进制信号,然而在使用正交调制器调制这些信号之前,我们可以测试这些信号是否可以被正确解码成原始的二进制序列。这可以使用不同的布局或重组前一个布局。 _bp9UJ  
zx  
为了比较编码/解码之前和之后的二进制信号,我们应该使用诸如电脉冲生成器,如RZ脉冲生成器来调制原始二进制序列和解码序列。 03aa>IO  
图6. 测试DPSK序列编码与解码
ao>`[-  
K1c@]]y)  
我们可以看到,两个示波器的电信号是相同的,因为我们编码,然后解码的是相同的二进制信号。如图7所示。 r9@4-U7v&  
图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号
ye Q6\yi  
8':^tMd  
使用多阈值检测器 ,1+AfI  
/lBx}o'  
下一步是使用多阈值检测器检测I和Q电信号。 通过使用阈值检测器,我们可以恢复原始的DPSK序列,然后将序列解码为原始的二进制信号。 您可以使用图3中的系统和图6中的组件。但是,您将需要一个添加一个组件: ooa>~!91P  
Q)oO*CnM!-  
PfKIaW<  
{1 fva^O  
主要的挑战是在阈值检测器组件中设置阈值和输出幅度值。 >*v!2=  
由于我们知道这是一个8 DPSK,输出振幅应该是 Z~O1$,Z  
r@;n \  
L' w }  
c=]z%+,b]  
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 6BT o%  
bL>J0LWQ  
6`$HBX%.K  
8t3,}}TJ  
或等效数值: - 0.85,-0.353,0.353和0.85。 0. _)X  
这些值将用于输入信号与阈值之间的比较: sYlA{Z"  
表2:基于阈值振幅的输入和输出 OmO/x  
*^]Hqf(`  
此外,参数参考比特率应与多级信号比特率一致,这是二进制序列的原始比特率除以每个码元的比特数:全局比特率/ 3。图8为两个检测器的参数。 #kD8U#  
图8. M-ary Threshold Detector参数
hVPSW# .d  
XD>(M{~  
8RS=Xemds  
图9. DPSK脉冲生成器和检测器
g~EJja;  
7Ddo ^Gtx  
运行仿真后,您将看到二进制源和解码器输出上的示波器的结果相同(与图7结果相似)。 如果您没有合适的全局序列长度值,例如512bits,则图形将不同。 8. 9TWsZ  
@SA:64 9  
增加正交调制 }F'B!8n  
5c*kgj:x  
我们已经知道如何对DPSK信号进行编码和解码; 现在我们可以使用正交调制来调制多进制信号。 'urn5[i  
图10. DPSK发射器 Y_qRW. k  
G:TM k4  
这是建立我们的DPSK发射器的最后一步,现在运行仿真并观察信号输出的频谱(图11)。
图11.DPSK发射器输出 'xO5Le(=M  
X.)caF^j  
观察到信号的中心频率为调制频率为550 MHz,模拟带宽由全局参数采样率(1.944 GHz / 2 = 972 MHz)的半值定义。 这意味着如果要增加模拟带宽以适应更高的调制频率(> 900 MHz),则应在全局参数窗口中更改每比特采样数。 Qo7]fnnaV  
Qs(WyP#  
加正交解调 y8/ 7@qw  
 "5\<.  
我们已经知道如何编码,解码和调制DPSK信号; 现在我们可以使用正交解调来解调DPSK信号。 {<XPE:1>Y  
图12. DPSK发送与接收器 &m@~R|  
+r0ItqkM  
对于正交解调器,频率参数因与发射器载波频率一样。为了正确地形成和缩放输出信号,阈值频率因此需要再次进行调整。 3\J-=U  
x[]}Jf{t  
c#l W ?  
+k=BD s  
正交解调器的输出信号如图13所示,信号与图5中的信号基本相同,但是它们由正交解调器低通滤波器时会出现失真。 如果在发射器和接收机之间添加一个信道,信号可能会有附加的失真和噪声。 i}C9  
@I{v  
图13. 同相和正交相位多进制解调信号
5$C4Ui{<E'  
CF|c4oY82  
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。 QH:PClW![  
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。 -*;-T9  
rdK=f<I]  
使用调制器库以节省设计时间 Gt9(@USK  
~y@,d  
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。  WW5AD$P*  
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。 bDh,r!I  
图14. DPSK发射器(使用DPSK调制器)和接收器
".Lwq_  
~&bn} M>W  
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。 {pEay|L_  
7GN>o@t  
绘制多进制信号眼图 :G+8%pUX]  
y#%*aV}|B  
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。 :_ _z?<?(  
图15. PRBS生成器来生成多进制眼图的参数 xO2e>[W  
F' eV%g  
图16. DPSK系统,包括生成眼图的组件 1=fP68n  
=pQ'wx|>|  
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。 !L..I2'  
+6cOL48"  
k%UE^  
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。 }u"iA^'Ot  
图17. 8DPSK系统在接收器上的眼图
查看本帖完整版本: [-- OptiSystem应用:数字调制-DPSK --] [-- top --]

Copyright © 2005-2026 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计