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。 `9J9[!+!`
~&7 3f 7 在创建一个项目之前，需要使用OptiSystem定义全局参数。 ls]N&!/hq ~dRstH7u 图1. DPSK发射器全局参数
L#UR>Z#9 创建一个项目 K ?!qNK
&HM-UC| 设置全局参数后，我们可以开始添加组件来设计DPSK发射器。 qMNW w\k
+hmFF QQ} 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。 /^BC
Qaj V ;XKvH 图2. DPSK Sequence Generator组件参数
-o6rY9\_! 组件和观察仪应根据图3进行连接。 'Be'!9K*d 该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件： n_e 'n|T “DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd” l:!L+t*}6 EE!}$qOR 图3. DPSK脉冲发生器
m,E$KHt ( 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。 D%YgS$p[M$
&&X,1/ 运行仿真 !SQcV'
s 3Vb2C* 要运行模拟，请执行以下步骤。 %x$U(I}
S }`sp[6
E MW6'
2 nd n8_l 查看模拟结果 d]l8ei@>h 3`H K^((o 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。 yJm"vN
\beO5]KS<
pSw/QO9 WVbrb s4 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。 L8QWEFB|
I#M3cI!X? >d 2Fa4u3 图4.8位DPSK调制星座图（每码元3比特）
@LKQ-<dZG FM@iIlY " 对于DPSK，有5个可能的值： Ic#xz;elM )|F|\6:ne
18>cfDh;N
;Ba%aaHl 对于I和Q信号（见图5） n{ ;j W_\zx<m 图5.同相和正交相位多进制信号
$1an#~ 使用DPSK Sequence Decoder /~[Lr
TC\+>LXiZ 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。 Z4j6z>q E
t;&XIG~ 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。 SiratkP9n7 9 E!le=> 图6. 测试DPSK序列编码与解码
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:*_J 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。 >gk_klLh }{o ! 图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号
V#t_gS 使用多阈值检测器 /d8o*m'bu!
'ZfgCu)St 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： Bh> L"'.2 5'~_d@M
0lfK}
a kmI0V[Y 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。 }h5i Tc 由于我们知道这是一个8 DPSK，输出振幅应该是 ~C.*Vc?|
`FP?9R6Y 
K }V CFV
> VG 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 ':'g!b`/
( q>
TKM
bLgH3[{ rz?Cn
X.t 或等效数值： - 0.85，-0.353，0.353和0.85。 kI\m0];KnQ 这些值将用于输入信号与阈值之间的比较： J 3K = z
hvd }l8 表2：基于阈值振幅的输入和输出 S&o p|Z)1
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。 l\HdB"nT T(4d5 fY 图8. M-ary Threshold Detector参数
a^|DD#5 
<AHpk5Sn{ 图9. DPSK脉冲生成器和检测器
0 J)s2 &H 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。 Wgq |Q* fV(3RG 增加正交调制 h~MV =7
lE
${+u-Wfau 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。 nR!e ( V|7Y Ra@ 图10. DPSK发射器 :QCL9QZ'
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）。 yC,/R371k 图11.DPSK发射器输出 XZ
rI w
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。 QFyL2Xes/ &K)8 加正交解调 S)rZE*~2
h `fVQN.3 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。 ~xH&"1 f0Q6sV ZHa 图12. DPSK发送与接收器 ^
k^y|\UtZ
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。 "q4tvcK. BG{f)2F\ 
! ,J#
r R#(0C(FI^ 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。 .=_p6_G
]6&NIz`:, 7\u+%i;YZ 图13. 同相和正交相位多进制解调信号
q!c(~UVw 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。 0bNvmZ $ 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。 ^6 6!f 5^W ]' mbHkn68 使用调制器库以节省设计时间 Otn,UoeeB
s>rR\` 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。 LzygupxY! 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。 R{hX--|j L\yVE
J9x 图14. DPSK发射器（使用DPSK调制器）和接收器
xVvUx,t 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。 'Pz%c}hJ -@uFRQ t 绘制多进制信号眼图 ><% 585
93-Y(Xx)bY 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。 B(
[x8A] yI w}n67 图15. PRBS生成器来生成多进制眼图的参数 2`yhxO
BT_]=\zi 图16. DPSK系统，包括生成眼图的组件 - F[8 ZiZ
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。 N&8TG
E(qYCafC y)f.ON36I 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。 [)H 6`w Z1Qz
LvWs 图17. 8DPSK系统在接收器上的眼图
