切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 476阅读
    • 0回复

    [技术]OptiSystem应用:数字调制-DPSK [复制链接]

    上一主题 下一主题
    在线infotek
     
    发帖
    4681
    光币
    17781
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-02-01
    ljFq;!I5  
    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。 5c- P lm%  
    .n:Q~GEL  
    在创建一个项目之前,需要使用OptiSystem定义全局参数 G`!x+FB  
    图1. DPSK发射器全局参数
    \Qml~?$@lH  
    9r%fBiSk  
    创建一个项目 OG$n C  
    , Ckcc  
    设置全局参数后,我们可以开始添加组件来设计DPSK发射器。 PMjNc_))  
    w>W#cTt  
    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。 n%E,[JT  
    图2. DPSK Sequence Generator组件参数
    2A_1E \  
    JFv70rBe  
    组件和观察仪应根据图3进行连接。 ~J\qkQ  
        该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件: ? AfThJc  
    “DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd” RELNWr  
    图3. DPSK脉冲发生器
    "FHJ_$!  
    h'y"`k -  
    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。 FJ_JaIby  
    0C zQel)L:  
    运行仿真 =O}I{dNKZV  
    @CNJpQ ujn  
    要运行模拟,请执行以下步骤。 (%_X{R'  
    |5u~L#P  
    sL@\,]Y  
    Q/o,2R  
    查看模拟结果 gIo\^ktW  
    ni;)6,i  
    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。 ^ITF*  
    +4yre^gC  
    1PY]Q{r  
    bi8_5I[  
    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。 8AR8u!;8  
    [,Ehu<mEK  
        
    图4.8位DPSK调制星座图(每码元3比特)
    { ^o.f  
    ]>M\|,wh  
    |WB-Ng  
    对于DPSK,有5个可能的值: &S4*x|-C&  
    T"xJY#)}  
    >pu4G+M  
    } =OE.cf@  
    对于I和Q信号(见图5) Y` }X5(A@  
      
    图5.同相和正交相位多进制信号
    {aAd (~YZ  
    ]:e_Y,@  
    使用DPSK Sequence Decoder HOx4FXPs  
         kZe<<iv  
    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。 fkI 5~Y|  
    _X#Rv2a  
    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。 36.,:!%p  
    图6. 测试DPSK序列编码与解码
    k;\gYb%L  
    ^E^`"  
    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。 ///Lg{ ie  
    图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号
    `cp\UH@  
    [9sEc  
    使用多阈值检测器 L{1sYR%s\  
    $udhTI#,  
    下一步是使用多阈值检测器检测I和Q电信号。 通过使用阈值检测器,我们可以恢复原始的DPSK序列,然后将序列解码为原始的二进制信号。 您可以使用图3中的系统和图6中的组件。但是,您将需要一个添加一个组件: ||hQ*X<m>  
    "$(+M t^  
    1.14tS-}[4  
    PC9,;T&7_  
    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。 xM%4/QE+  
        由于我们知道这是一个8 DPSK,输出振幅应该是 Y w0,K&  
    M\{n+r -m  
    ZiUb+;JA  
         [wQ48\^  
    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 uZ6krI  
    lpG%rN!  
    Z3]I^i FI  
    "{~5QO   
    或等效数值: - 0.85,-0.353,0.353和0.85。 `X<B+:>v-  
        这些值将用于输入信号与阈值之间的比较: '3S~QN  
    表2:基于阈值振幅的输入和输出 ^fsMfB  
    d?7?tL2  
    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。 UDEGQ^)Xz|  
    图8. M-ary Threshold Detector参数
    ^;EhKG  
    Ef]Hpjvp  
        
    X,Na4~JO(  
        
    图9. DPSK脉冲生成器和检测器
    e!5} #6Kd  
    ^}+\52w  
    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。 nJe}U#  
    _:Qh1 &h  
    增加正交调制 #,tT`{u1q  
    6:5K?Yo  
    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。 nL 5tHz:e  
    图10. DPSK发射器 c`<2&ke  
    Na91K4r#  
    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 `n$Ak5f  
    z>N[veX%  
    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。 (fpz",[  
    0j@mzd2  
    加正交解调 [NSslVr  
    [[|#}D:L  
    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。 I/7!5Z*  
    图12. DPSK发送与接收器 F CYGXtc  
    [Vs\r&qL  
    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。 jz8u'y[n7  
    {VAih-y  
    ?W'z5'|  
     Qxz[  
        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。 M|blg!j;  
    J];Sj  
        
    图13. 同相和正交相位多进制解调信号
    :9QU\{2  
    .HZd.*  
    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。 Xc-["y64  
        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。 es7;eH*O9  
    egu{}5  
    使用调制器库以节省设计时间 aMI;; iL^  
    XO]^+'U}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。 R&cT Md  
        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。 )M0`dy{1  
    图14. DPSK发射器(使用DPSK调制器)和接收器
    jt}Re,  
    4|PWR_x  
    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。 wlNL;W@w  
    t/[lA=0 )2  
    绘制多进制信号眼图 5&8E{YXr  
    %DSr@IX  
    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。 (1z"=NCp  
    图15. PRBS生成器来生成多进制眼图的参数 |jIHgm  
    &m3-][ !n  
        
    图16. DPSK系统,包括生成眼图的组件 +;W%v7 %<  
    |5vcT, A  
    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。 QYbB\Y  
    (m3hD)!+y  
         F?6kkLS/  
    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。 cH&)Iz`f  
    图17. 8DPSK系统在接收器上的眼图
     
    分享到