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。
YVaQ3o|! woT" 9_tN 在创建一个项目之前,需要使用OptiSystem定义全局
参数。
RXof$2CZS 图1. DPSK发射器全局参数
@t2 Q5c k}O|4*.BT 创建一个项目 hKT:@l* 2$Ji4`p}S 设置全局参数后,我们可以开始添加组件来设计DPSK发射器。
+Va?wAnr feopO
j6~+ 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。
E:o:)h?$ 图2. DPSK Sequence Generator组件参数
e7?W VV, jK=*~I 组件和观察仪应根据图3进行连接。
I/>IB 该布局相当于DPSK脉冲发生器。 请参阅OptiSystem项目文件:
<s2l*mc “DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd”
2lSM`cw 图3. DPSK脉冲发生器
sogbD9Jc #wd \& 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。
395o[YZx* ~^euaOFU 6 运行仿真 4l1=l#\S Gzfb|9,q 要运行
模拟,请执行以下步骤。
v\k,,sI q7]WR(e
5HIpoj;\( WV @Tm$r 查看模拟结果 1h#k&r#*3 '; dW'Uwc 运行计算后,我们可以分析观察仪的结果。 要显示观察仪的结果,请执行以下操作。
dbuOiZ ~76.S
bsP; ZYt
__N 您应该看到星座图分别显示了X轴和Y轴上的同相和正交相位。 图4给出了仿真结果。对于DPSK调制,这是一个众所周知的结果,每个符号使用3位,无相移-8 DPSK。但是我们只是模拟64位,这不是所有的8 DPSK的组合。
~fF} z-gwNE{ 图4.8位DPSK调制星座图(每码元3比特)
G}-.xj]
qQcC[50 Wi5|9 对于DPSK,有5个可能的值:
L@4zuzmlb Q Bw
ZfX
cGc|n3( lp}WB d+ 对于I和Q信号(见图5)
],YYFU} 图5.同相和正交相位多进制信号
pu:D/2R2;k :|M/+XPu 使用DPSK Sequence Decoder
\zI&n &T Crhi+D 我们已经有I和Q多进制信号,然而在使用正交调制器调制这些信号之前,我们可以测试这些信号是否可以被正确解码成原始的二进制
序列。这可以使用不同的布局或重组前一个布局。
h3lDDyu V0 F30rK 为了比较编码/解码之前和之后的二进制信号,我们应该使用诸如电脉冲生成器,如RZ脉冲生成器来调制原始二进制序列和解码序列。
KYu(H[a 图6. 测试DPSK序列编码与解码
n2{{S(N N
&[,nUd 我们可以看到,两个示波器的电信号是相同的,因为我们编码,然后解码的是相同的二进制信号。如图7所示。
M&ij[%i 图7. 经过DPSK编码/解码后的电信号
Vrj1$NL% euhZ4+ 使用多阈值检测器 `zp2;]W NN 6KLbC( 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:
= b!J)] @,4%8E5
SO<m(o)G2 6lWFxbh 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。
dT)KvqX 由于我们知道这是一个8 DPSK,输出振幅应该是
k<| l\]w uvDoo6'
gc@#O#K~h^ @sHw+to|p) 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
&fSc{/ ij(4)=
06^1#M$' bez'[Y{ 或等效数值: - 0.85,-0.353,0.353和0.85。
a9Fm Y` 这些值将用于输入信号与阈值之间的比较:
p RwGv 表2:基于阈值振幅的输入和输出 zf,%BI[Hr
NceB'YG| 此外,参数参考比特率应与多级信号比特率一致,这是二进制序列的原始比特率除以每个码元的比特数:全局比特率/ 3。图8为两个检测器的参数。
X^D9)kel 图8. M-ary Threshold Detector参数
%i-lx`U
`f+8WPJPZ n<:d%&^n 图9. DPSK脉冲生成器和检测器
=/g$bZ T_x+sv=|X! 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。
zg7l>9Sc !
F <] T 增加正交调制 W/r mm* Yv>BOK 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。
^Y7 /Ow 图10. DPSK发射器 ZJ9Jf2 c
F[CT l3X 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 %md^S
|
G|-\T(&J 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。
1_NG+H]x9 hOB\n! 加正交解调 \$'m^tVU ,xYsH+ybA 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。
R6Zj=l[ 图12. DPSK发送与接收器 3_MS'&M
;}WtJ&y=M 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。
IE)"rTI)b
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Ci8p X&(ERY,h z]c,}Q 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。
/S]:dDY9K hDljY!P>p 图13. 同相和正交相位多进制解调信号
b6nZ55 h "%E-X:Il# 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。
m-ph} 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。
y~ _za(k %i$M/C" ( 使用调制器库以节省设计时间 -R&E