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。 RpwDOG
~X(2F#{<{ 在创建一个项目之前,需要使用OptiSystem定义全局参数。 6>gm!6` :(YFIW`59 图1. DPSK发射器全局参数
5c0$oyl)M 创建一个项目 NXMZTZpB7
S.; ahce 设置全局参数后,我们可以开始添加组件来设计DPSK发射器。 N$.=1Q$F6
i8A-h6E 下一步是设置参数并连接组件。 在这个设计中,对于DPSK序列发生器组件,我们将使用图2中给出的参数。其他组件参数将使用其默认值。 TDX~?>P &S39SV 图2. DPSK Sequence Generator组件参数
/5X_gjOL, 组件和观察仪应根据图3进行连接。 >VppM ` 该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件: VA@ “DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd” Vy6~O|68= sD$K<nyz 图3. DPSK脉冲发生器
@D$ogU,# 为了演示全局和DPSK参数如何影响仿真结果,我们可以运行该仿真并分析观察仪的结果。 (QS 0
i3cMRcS; 运行仿真 :Bi 4z(
1}~ZsrF 要运行模拟,请执行以下步骤。 bPIo9clq
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E.,
40O@a:q* 查看模拟结果 7-
|N&u 6OR) 97 运行计算后,我们可以分析观察仪的结果。 要显示观察仪的结果,请执行以下操作。 ]:}7-;$V
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^O& y;5 OBf$Z"i 您应该看到星座图分别显示了X轴和Y轴上的同相和正交相位。 图4给出了仿真结果。对于DPSK调制,这是一个众所周知的结果,每个符号使用3位,无相移-8 DPSK。但是我们只是模拟64位,这不是所有的8 DPSK的组合。
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0J6* U[ }:S}jo7 图4.8位DPSK调制星座图(每码元3比特)
P?@o? h0C>z2iH 对于DPSK,有5个可能的值: ,/"0tP&_; Mp(;PbVD
+F~B"a
3bT?4 对于I和Q信号(见图5) S{Zf}8?6$ )d>Dcne 图5.同相和正交相位多进制信号
==S^IBG 使用DPSK Sequence Decoder tYG6Gl
!DD4Bqez 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。 w,j;XPp
}@~+%_; 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。 *;l[| UgD)O:xaU 图6. 测试DPSK序列编码与解码
k\RS L 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。 X<H{ BY':R-~( 图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号
eh8lPTKil 使用多阈值检测器 &x$ps
Wiyiq )^ 下一步是使用多阈值检测器检测I和Q电信号。 通过使用阈值检测器,我们可以恢复原始的DPSK序列,然后将序列解码为原始的二进制信号。 您可以使用图3中的系统和图6中的组件。但是,您将需要一个添加一个组件: Z*IW*f&0>1 u4'B
j=c< Lo` >*\yEH9" 主要的挑战是在阈值检测器组件中设置阈值和输出幅度值。 mC3:P5/c 由于我们知道这是一个8 DPSK,输出振幅应该是 D~M*]&
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GiKhdy 检测器将要求阈值来评估输入信号以确定等效输出电平,假设输入值与输出值相同(图8),我们将根据信号输入设置阈值 `~\8fN
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ZZYtaVF: i(*fv(z 或等效数值: - 0.85,-0.353,0.353和0.85。 +??pej]Rp 这些值将用于输入信号与阈值之间的比较: cH5RpeP
-J0OtrZ 表2:基于阈值振幅的输入和输出 b}*q*Bq
此外,参数参考比特率应与多级信号比特率一致,这是二进制序列的原始比特率除以每个码元的比特数:全局比特率/ 3。图8为两个检测器的参数。 %-BwK sXtt$HID= 图8. M-ary Threshold Detector参数
TmK8z
Gyrc~m[$ MHGaf`7ro 图9. DPSK脉冲生成器和检测器
SwaMpNXL 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。 ;,7m Lhrlz,1 增加正交调制 Ocz21gl-?`
nU 0## 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。 Qz"//=hC|H Wys$#pJ 图10. DPSK发射器 N`qGwNT%G
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)。 x![G'I 图11.DPSK发射器输出 U[:=7UABU?
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。 0.c96& L">m2/ HG 加正交解调 zy.v[Y1!
?j)#\s2 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。 K)}Vr8,V 0DN&HMI# 图12. DPSK发送与接收器 R]RLy#j
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。 bJkFCI/ :XTxrYt28
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