本教程的目的是演示如何使用OptiSystem組件庫設計8 DPSK脈沖發生器。本教程包含了一些此處演示參考的項目文件。有關項目文件名稱，請參閱本教程的末尾。建議您使用OptiSystem組件庫手冊閱以讀此處介紹的各個組件的技術說明。 

在創建一個項目之前，需要使用OptiSystem定義全局參數。 

圖1. DPSK發射器全局參數

創建一個項目 

設置全局參數后，我們可以開始添加組件來設計DPSK發射器。 

下一步是設置參數并連接組件。在這個設計中，對于DPSK序列發生器組件，我們將使用圖2中給出的參數。其他組件參數將使用其默認值。 

圖2. DPSK Sequence Generator組件參數

組件和觀察儀應根據圖3進行連接。

該布局相當于DPSK脈沖發生器。請參閱OptiSystem項目文件：

“DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd” 

圖3. DPSK脈沖發生器

為了演示全局和DPSK參數如何影響仿真結果，我們可以運行該仿真并分析觀察儀的結果。 

運行仿真 

要運行模擬，請執行以下步驟。

查看模擬結果 

運行計算后，我們可以分析觀察儀的結果。要顯示觀察儀的結果，請執行以下操作。

您應該看到星座圖分別顯示了X軸和Y軸上的同相和正交相位。圖4給出了仿真結果。對于DPSK調制，這是一個眾所周知的結果，每個符號使用3位，無相移-8 DPSK。但是我們只是模擬64位，這不是所有的8 DPSK的組合。 

圖4.8位DPSK調制星座圖（每碼元3比特）

對于DPSK，有5個可能的值：

對于I和Q信號（見圖5） 

圖5.同相和正交相位多進制信號 

使用DPSK Sequence Decoder 

我們已經有I和Q多進制信號，然而在使用正交調制器調制這些信號之前，我們可以測試這些信號是否可以被正確解碼成原始的二進制序列。這可以使用不同的布局或重組前一個布局。 

為了比較編碼/解碼之前和之后的二進制信號，我們應該使用諸如電脈沖生成器，如RZ脈沖生成器來調制原始二進制序列和解碼序列。 

圖6. 測試DPSK序列編碼與解碼

我們可以看到，兩個示波器的電信號是相同的，因為我們編碼，然后解碼的是相同的二進制信號。如圖7所示。 

圖7. 經過DPSK編碼/解碼后的電信號

使用多閾值檢測器 

下一步是使用多閾值檢測器檢測I和Q電信號。通過使用閾值檢測器，我們可以恢復原始的DPSK序列，然后將序列解碼為原始的二進制信號。您可以使用圖3中的系統和圖6中的組件。但是，您將需要一個添加一個組件：

主要的挑戰是在閾值檢測器組件中設置閾值和輸出幅度值。

由于我們知道這是一個8 DPSK，輸出振幅應該是 

檢測器將要求閾值來評估輸入信號以確定等效輸出電平，假設輸入值與輸出值相同（圖8），我們將根據信號輸入設置閾值

或等效數值：- 0.85，-0.353，0.353和0.85。

這些值將用于輸入信號與閾值之間的比較： 

表2：基于閾值振幅的輸入和輸出

此外，參數參考比特率應與多級信號比特率一致，這是二進制序列的原始比特率除以每個碼元的比特數：全局比特率/ 3。圖8為兩個檢測器的參數。 

圖8. M-ary Threshold Detector參數

圖9. DPSK脈沖生成器和檢測器

運行仿真后，您將看到二進制源和解碼器輸出上的示波器的結果相同（與圖7結果相似）。如果您沒有合適的全局序列長度值，例如512bits，則圖形將不同。 

增加正交調制 

我們已經知道如何對DPSK信號進行編碼和解碼; 現在我們可以使用正交調制來調制多進制信號。 

圖10. DPSK發射器

這是建立我們的DPSK發射器的最后一步，現在運行仿真并觀察信號輸出的頻譜（圖11）。

圖11.DPSK發射器輸出

觀察到信號的中心頻率為調制頻率為550 MHz，模擬帶寬由全局參數采樣率（1.944 GHz / 2 = 972 MHz）的半值定義。這意味著如果要增加模擬帶寬以適應更高的調制頻率（> 900 MHz），則應在全局參數窗口中更改每比特采樣數。 

加正交解調 

我們已經知道如何編碼，解碼和調制DPSK信號; 現在我們可以使用正交解調來解調DPSK信號。 

圖12. DPSK發送與接收器

對于正交解調器，頻率參數因與發射器載波頻率一樣。為了正確地形成和縮放輸出信號，閾值頻率因此需要再次進行調整。

正交解調器的輸出信號如圖13所示，信號與圖5中的信號基本相同，但是它們由正交解調器低通濾波器時會出現失真。如果在發射器和接收機之間添加一個信道，信號可能會有附加的失真和噪聲。 

圖13. 同相和正交相位多進制解調信號 

下一步是比較發射機和接收機的二進制信號。如果系統參數正確，則應該具有與圖7中相同的結果。

圖12所示的布局是一個完整的8 DPSK發射器和接收器項目。您可以使用該項目作為其他類型調制的起點，如QAM和OQPSK。有關軟件中可用的不同類型調制的說明，請參閱OptiSystem組件庫文檔。 

使用調制器庫以節省設計時間 

以前的發射機設計需要多個組件對信號進行編碼，產生多進制脈沖，并最終調制信號?，F在您可以使用包括編碼器和脈沖發生器的脈沖發生器庫中的組件，或者使用包括脈沖生成器和正交調制器的調制器庫中的組件。

在先前的布局（圖12）中，刪除DPSK序列發生器，M元脈沖發生器和正交調制器以及連接到它們的觀察儀。 

圖14. DPSK發射器（使用DPSK調制器）和接收器

正如你所看到的，通過使用DPSK調制器代替多個組件，系統的設計比圖12更快。另一方面，在設計數字調制發射器時，您無法訪問所有的內部信號，這有助于您進行測試并理解設計過程中會遇到的挑戰。 

繪制多進制信號眼圖 

OptiSystem可以繪制和估計級兩（二進制）信號的光學系統的BER。當使用多進制信號時，您無法直接估計BER值，但您仍然可以繪制眼圖。 

圖15. PRBS生成器來生成多進制眼圖的參數

圖16. DPSK系統，包括生成眼圖的組件

在這個例子中，我們添加了眼圖工具來繪制正交調制器輸出上的多進制同相信號。 

主要參數是PRBS的比特率。它應該是二進制比特率除以每個碼元的比特數，例如，M位比特率。這與閾值檢測器中使用的值相同。

圖17. 8DPSK系統在接收器上的眼圖