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。 H'EBe;ccM
:]C\DUBo 在创建一个项目之前，需要使用OptiSystem定义全局参数。 1 d.>?^uE 84Hm
PPt 图1. DPSK发射器全局参数
~;I{d7z,; 创建一个项目 U/(R_U>=
mW_A 3S5 设置全局参数后，我们可以开始添加组件来设计DPSK发射器。 E\}Q9, Z$
DUm/0q & 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。 XnvaT(k7Y \v9<L'N P) 图2. DPSK Sequence Generator组件参数
oDA'}[/ 组件和观察仪应根据图3进行连接。 A,ao2) 该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件： x2f_>t u2 “DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd” zgpPu4t HoM8V"8B 图3. DPSK脉冲发生器
8J9o$Se 为了演示全局和DPSK参数如何影响仿真结果，我们可以运行该仿真并分析观察仪的结果。 R91u6r#
uoBPi[nK 运行仿真 s3T 6"%S`
zwHT tE 要运行模拟，请执行以下步骤。 9Bmgz =8
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s*}d`"YvH 查看模拟结果 r?2C%GI` f.r-,%^6{ 运行计算后，我们可以分析观察仪的结果。 要显示观察仪的结果，请执行以下操作。 X ]CaWxM
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5O%}.}n ~yf 5$~Z 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。 }mJ)gK5b 6
AB#hh i# %s)E}cGH 图4.8位DPSK调制星座图（每码元3比特）
`^N;%[c`z CnA*o 8w 对于DPSK，有5个可能的值： 7y`~T+ r*3XM{bZ/@
/ci.IT$Q^
L_Ai/' 对于I和Q信号（见图5） ;j_#,Da9< EGMcU| yL 图5.同相和正交相位多进制信号
@o^s p|k ! 使用DPSK Sequence Decoder If#7SF)n'
MDCf(LhEH 我们已经有I和Q多进制信号，然而在使用正交调制器调制这些信号之前，我们可以测试这些信号是否可以被正确解码成原始的二进制序列。这可以使用不同的布局或重组前一个布局。 -s!PO;qm
wLUmRo56aR 为了比较编码/解码之前和之后的二进制信号，我们应该使用诸如电脉冲生成器，如RZ脉冲生成器来调制原始二进制序列和解码序列。 &
='uAw 6ensNr~e a 图6. 测试DPSK序列编码与解码
(c*Dvpo1 我们可以看到，两个示波器的电信号是相同的，因为我们编码，然后解码的是相同的二进制信号。如图7所示。 bKaV]Uy >)
:d3 8M 图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号
?x/ L"h&Kp 使用多阈值检测器 Q Y fS-
%E!0,y, : 下一步是使用多阈值检测器检测I和Q电信号。 通过使用阈值检测器，我们可以恢复原始的DPSK序列，然后将序列解码为原始的二进制信号。 您可以使用图3中的系统和图6中的组件。但是，您将需要一个添加一个组件： p]g/iLDZ nW%c95E
Wl2>U (lj xX>448= 主要的挑战是在阈值检测器组件中设置阈值和输出幅度值。 wb9zJAsc 由于我们知道这是一个8 DPSK，输出振幅应该是 ! O>mu6:Rf
aH#| LrdJ 
J8D-a !
MU^Z*r 检测器将要求阈值来评估输入信号以确定等效输出电平，假设输入值与输出值相同（图8），我们将根据信号输入设置阈值 6u7HO-aa
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Yb\36| U5PCj ]-Xt 或等效数值： - 0.85，-0.353，0.353和0.85。 fj JIF% 这些值将用于输入信号与阈值之间的比较： }R'oAE}$
Fy@D &j 表2：基于阈值振幅的输入和输出 MLb\:Ihy
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。 vT~ a} P$QfcJq&c* 图8. M-ary Threshold Detector参数
33C#iR1(WJ 
]_ ,~q@r$ 图9. DPSK脉冲生成器和检测器
i\'N1S<D 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。 yiU dUw / Mf6 3 59 增加正交调制 wDG4rN9x
sOW|TN>y\ 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。 ] ge-b\ kgu+ q\? 图10. DPSK发射器 $p@g #3X`
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）。 lo#, zd~ 图11.DPSK发射器输出 zYNJF> ^<
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。 *%e#)s n* ^eRuj)$5A 加正交解调 :[&X*bw[
l]Sui_+ZU 我们已经知道如何编码，解码和调制DPSK信号; 现在我们可以使用正交解调来解调DPSK信号。 hg~fFj3ST gs3}rW 图12. DPSK发送与接收器 90!Ib~7zH
对于正交解调器，频率参数因与发射器载波频率一样。为了正确地形成和缩放输出信号，阈值频率因此需要再次进行调整。 7$;$4.' H6eGLg={ 
H#y"3E<s #wyS ?FP- 正交解调器的输出信号如图13所示，信号与图5中的信号基本相同，但是它们由正交解调器低通滤波器时会出现失真。 如果在发射器和接收机之间添加一个信道，信号可能会有附加的失真和噪声。 @:@rks&
'9gI=/29D ao!r6:&v$e 图13. 同相和正交相位多进制解调信号
@!da1jN 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。 SJ-Sac58r 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。 @n (In$ *Y ZLQT 使用调制器库以节省设计时间 %r" GL
'3Ie0QO]"% 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。 v #FUD-Z 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。 /WfxI >v _; {-w%Vf 图14. DPSK发射器（使用DPSK调制器）和接收器
K;l'IN"N 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。 "q .uiz+1: !)=o,sVA 绘制多进制信号眼图 nz\fN?q
ap~Iz 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。 EiUV?Gvz F?kVW[h?q 图15. PRBS生成器来生成多进制眼图的参数 2LU'C,o?
%"zJsYQ! 图16. DPSK系统，包括生成眼图的组件 `,Gk1~Wv
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。 Ah6x 2 (:
}TW=eu~ o{p_s0IX;S 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。 B(LV22# |Y11 sDa9h 图17. 8DPSK系统在接收器上的眼图
