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。 6FX]b 4
% EYh*g{G 在创建一个项目之前，需要使用OptiSystem定义全局参数。 8PqlbLo1 o4 ^#W;%w 图1. DPSK发射器全局参数
)h]tKYx 创建一个项目 xouBBb=
/eBcPu"[Vb 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 Uq6)
K
_7R6%^ 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。 *&5./WEOH >_# A*B| 图2. DPSK Sequence Generator组件参数
4^*Z[6nt| 组件和观察仪应根据图3进行连接。 &?I3xzvK 该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件： =y^ g*9 }_ “DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd” x&N@R?AG1 P
V9q= 图3. DPSK脉冲发生器
-j^G4J 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。 vo s-[$
a ~k* Gd( 运行仿真 >J,I xRGi
j'XND`3 要运行模拟，请执行以下步骤。 :4>LtfA
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"/x/]Qx2 查看模拟结果 P#/s5D8
{\ VmNnw 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。 9S?b &]
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m~@Lt~LZs 0a+U >S# 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。 [3] h(D
r2&/Ii+ QaOF l` i 图4.8位DPSK调制星座图（每码元3比特）
08$l= rY"EW"y 对于DPSK，有5个可能的值： ZO \bCrk 3ZAzv en
K&&YxX~ 3
P!/:yW d 对于I和Q信号（见图5） PkK#H D 6 02=qb 图5.同相和正交相位多进制信号
=/ N0^ 使用DPSK Sequence Decoder 7': <I- Fm
F '55BY*! 我们已经有I和Q多进制信号，然而在使用正交调制器调制这些信号之前，我们可以测试这些信号是否可以被正确解码成原始的二进制序列。这可以使用不同的布局或重组前一个布局。 yiczRex%rq
O.?q8T)n82 为了比较编码/解码之前和之后的二进制信号，我们应该使用诸如电脉冲生成器，如RZ脉冲生成器来调制原始二进制序列和解码序列。 =V^8 RlBi ?nozB|*>ut 图6. 测试DPSK序列编码与解码
Bs-MoT! 我们可以看到，两个示波器的电信号是相同的，因为我们编码，然后解码的是相同的二进制信号。如图7所示。 U}W7[f lc zQtx! k= 图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号
)<L?3Jjt5 使用多阈值检测器 L_AQS9a^D
HF%)ip+ 下一步是使用多阈值检测器检测I和Q电信号。 通过使用阈值检测器，我们可以恢复原始的DPSK序列，然后将序列解码为原始的二进制信号。 您可以使用图3中的系统和图6中的组件。但是，您将需要一个添加一个组件： (P nrY~ 9 HTP~5J
M5B?`mTl T) cbpkH4 主要的挑战是在阈值检测器组件中设置阈值和输出幅度值。 -axmfE?g0 由于我们知道这是一个8 DPSK，输出振幅应该是 1<f,>BQ+
;7yt,b5&C 
V[">SiOg
3q1u9` 4; 检测器将要求阈值来评估输入信号以确定等效输出电平，假设输入值与输出值相同（图8），我们将根据信号输入设置阈值 ptpu
u=3"
oz?6$oE(bt
oFS)3. btB> -pT 或等效数值： - 0.85，-0.353，0.353和0.85。 : ;Wh!8+j 这些值将用于输入信号与阈值之间的比较： ;gW?Fnry;
Y.8mgy> 表2：基于阈值振幅的输入和输出 ^ `Y1
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。
TGozoPV Ks^EGy+O:- 图8. M-ary Threshold Detector参数
LwIX&\Ub 
AlT04H 图9. DPSK脉冲生成器和检测器
s& WHKCb 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。 o*|j}hnbv Qtn%h:i
S~ 增加正交调制 V|bN<BYJ
0 Bhf(5 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。 TfqQh! Y 97(*-e= e 图10. DPSK发射器 $F8 6Dwd
这是建立我们的DPSK发射器的最后一步，现在运行仿真并观察信号输出的频谱（图11）。 . xdSUe 图11.DPSK发射器输出 8Dy;'BtT
观察到信号的中心频率为调制频率为550 MHz，模拟带宽由全局参数采样率（1.944 GHz / 2 = 972 MHz）的半值定义。 这意味着如果要增加模拟带宽以适应更高的调制频率（> 900 MHz），则应在全局参数窗口中更改每比特采样数。 ~@bh[o~rF <f`G@ 加正交解调 421o l
| 0/~7l 我们已经知道如何编码，解码和调制DPSK信号; 现在我们可以使用正交解调来解调DPSK信号。 khtSZ"8X fP:g}Z 图12. DPSK发送与接收器 6'qC *r
对于正交解调器，频率参数因与发射器载波频率一样。为了正确地形成和缩放输出信号，阈值频率因此需要再次进行调整。 y2 ,M9 :*/ `"M)' 
V3$Yr"rZ; Q{+&3KXH 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。 -:o4|&g<*
o Kfm=TbY `V[{,!l;X 图13. 同相和正交相位多进制解调信号
V0x;*)\PYm 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。 myeez+@ m 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。 !z]2+ 0 ?
QTi( 使用调制器库以节省设计时间 F"Y .'m y8
.d>TU bR; 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。 u4a(AB>S 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。 Q4,!N(>D /2e&fxxD 图14. DPSK发射器（使用DPSK调制器）和接收器
"?UBW5nM# 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。 o MV<Yn_< >ps= z$4j* 绘制多进制信号眼图 '{?7\+o.x
3B5GsI OptiSystem可以绘制和估计级两（二进制）信号的光学系统的BER。 当使用多进制信号时，您无法直接估计BER值，但您仍然可以绘制眼图。 P[E5e+ A) e$ 3 {URg 图15. PRBS生成器来生成多进制眼图的参数 =
j,Hxq
``Wf%~ 图16. DPSK系统，包括生成眼图的组件 5dE@ePO[/9
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。 Xo:!U=m/#
; L458fYs ]%L?b-e 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。 r{T}pc>^ d/O~"d 图17. 8DPSK系统在接收器上的眼图
