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 2025-07-09 07:55

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。 fs=W(~"  
#z*-  
在创建一个项目之前,需要使用OptiSystem定义全局参数。 1gZW~6a}  
abVz/R/o  
图1. DPSK发射器全局参数
-zq_W+)ks  
创建一个项目 i8tH0w/(M  
cS'|c06  
设置全局参数后,我们可以开始添加组件来设计DPSK发射器。 ?1f(@  
7|"gMw/  
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。 tw`{\kWG  
#SzCd&hI  
图2. DPSK Sequence Generator组件参数
0PK*ULwSN  
组件和观察仪应根据图3进行连接。 ,MtN_V-  
该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件: ?G#T6$E8  
“DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd” L)sCc0fv7k  
.mse.$TK.^  
图3. DPSK脉冲发生器
nEZo 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。 zdwr5k  
jtMN)TM  
运行仿真 8mCL3F  
!1:364  
要运行模拟,请执行以下步骤。 -qPYm?$  
{!B^nCSL  
?W%9H\;  
6+MZ39xC  
查看模拟结果 yH<^txNF  
BtyBZ8P;e  
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。 kO]],Vy`  
,~!rn}MI<  
llf|d'5Nl  
kT!Y~c  
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。 6NO_S  
fR=B/`  
8h&Ed=gi  
图4.8位DPSK调制星座图(每码元3比特)
$6ZO V/0  
>taC_f06  
对于DPSK,有5个可能的值: Ol,Tw=?  
| %Dh  
l3sL!D1u  
%n3lm(-0U  
对于I和Q信号(见图5) BPoY32d"_  
K% ) K$/A  
  
图5.同相和正交相位多进制信号
2BU%4IG  
使用DPSK Sequence Decoder vGK'U*gGD  
(f^K\7HM  
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。 3w=OvafT:  
?lh `>v  
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。 ddDl~&}o  
\\F@_nB,b  
图6. 测试DPSK序列编码与解码
< c[+60p"  
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。 N5ityJIgQ  
.c[v /SB]  
图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号
H!y%FaTi  
使用多阈值检测器 R "S,&  
!$&3h-l[  
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: s2*^ PG  
s V70a 3#  
}c>[m,lz  
SBBDlr^P  
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。 L{K:XiPn  
由于我们知道这是一个8 DPSK,输出振幅应该是 Rh7unJ  
IK%fX/tDyc  
:%M[|Fj  
&;~x{q]3  
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 "#T3l^@  
w l.#{@J]<  
#>m#i1Nu  
#x"dWi (  
或等效数值: - 0.85,-0.353,0.353和0.85。 [p%@ pV  
这些值将用于输入信号与阈值之间的比较: ;><9R@0  
Zh?1+Sz&  
表2:基于阈值振幅的输入和输出 FFH9 $>A  
此外,参数参考比特率应与多级信号比特率一致,这是二进制序列的原始比特率除以每个码元的比特数:全局比特率/ 3。图8为两个检测器的参数。 K)|#FRPM u  
D2$"!7O1H  
图8. M-ary Threshold Detector参数
LQ5WS  
#P,mZ}G\  
xm@vx}O:  
图9. DPSK脉冲生成器和检测器
t_@xzt10y  
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。 0*66m:C2  
p)d0ZAs  
增加正交调制 nwlo,[  
hcEU kD  
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。 *@J  
|];s[^$#  
图10. DPSK发射器 rs$sAa*f  
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)。 n>F1G MX  
图11.DPSK发射器输出 Las4ux[_  
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。 #4. S2m4  
zmf`}j[  
加正交解调 wv>uT{g#  
r2A(GUz  
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。 J]8nbl  
>W,1s  
图12. DPSK发送与接收器 -Dw qoWZ  
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。 V\8vJ3.YV  
,bRvj8"M  
. W{\wk n  
j%R}  
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。 &(h~{  
,fQc0gM=[  
m|<j9.iJ  
图13. 同相和正交相位多进制解调信号
Fy N@mX  
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。 #87:Or1  
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。 hETTD%  
Gd$odKtI  
使用调制器库以节省设计时间 eiB5 8b3  
3R%'<MV|  
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。 24_F`" :-=  
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。 {l= !  
V.Pb AN  
图14. DPSK发射器(使用DPSK调制器)和接收器
_K{hq<g  
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。 *V(TNLIh;  
'`^<*;w  
绘制多进制信号眼图 iivuH2/~?[  
I^'kt[P'FZ  
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。 <7TE[M'  
is`Eqcj`dr  
图15. PRBS生成器来生成多进制眼图的参数 (9x8,f0z  
p{7"a  
图16. DPSK系统,包括生成眼图的组件 Wd'wL"6De  
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。 GuMsw*{>  
SesJg~8  
1,fjdd8OM;  
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。 C.dN)?O  
`As.1@  
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