本教程的目的是演示如何使用OptiSystem元件庫設計8 DPSK脈衝發生器。 本教程包含了一些此處演示參考的專案檔案。有關專案檔案名稱，請參閱本教程的末尾。 建議您使用OptiSystem元件庫手冊閱以讀此處介紹的各個元件的技術說明。
在創建一個專案之前，需要使用OptiSystem定義全域參數。
圖1： DPSK發射器全域參數
創建一個項目
設置全域參數後，我們可以開始添加元件來設計DPSK發射器。
下一步是設置參數並連接元件。 在這個設計中，對於DPSK定序器元件，我們將使用圖2中給出的參數。其他元件參數將使用其預設值。
圖2： DPSK Sequence Generator組件參數
元件和觀察儀應根據圖3進行連接。
該佈局相當於DPSK脈衝發生器。 請參閱OptiSystem專案檔案：
“DPSK Step 1 – Pulse Generator.osd”
圖3： DPSK脈衝發生器
為了演示全域和DPSK參數如何影響模擬結果，我們可以運行該模擬並分析觀察儀的結果。
運行模擬
要運行模擬，請執行以下步驟。
查看模擬結果
運行計算後，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給出了模擬結果。對於DPSK調製，這是一個眾所周知的結果，每個符號使用3位元，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位元DPSK調製星座圖（每碼元3比特）
對於DPSK，有5個可能的值：
對於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，然而在使用正交調製器調製這些信號之前，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位序列。這可以使用不同的佈局或重組前一個佈局。
為了比較編碼/解碼之前和之後的二進位信號，我們應該使用諸如電脈衝生成器，如RZ脈衝生成器來調製原始二進位序列和解碼序列。
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，然後解碼的是相同的二進位信號。如圖7所示。
圖7： 經過DPSK編碼/解碼後的電信號
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，然後將序列解碼為原始的二進位信號。 您可以使用圖3中的系統和圖6中的元件。但是，您將需要一個添加一個元件：
主要的挑戰是在閾值檢測器元件中設置閾值和輸出幅度值。
由於我們知道這是一個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。
這些值將用於輸入信號與閾值之間的比較：
表2：基於閾值振幅的輸入和輸出
此外，參數參考位元速率應與多級信號位元速率一致，這是二進位序列的原始位元速率除以每個碼元的比特數：全域位元速率/ 3。圖8為兩個檢測器的參數。
圖8： M-ary Threshold Detector參數
圖9： DPSK脈衝生成器和檢測器
運行模擬後，您將看到二進位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域序列長度值，例如512bits，則圖形將不同。
增加正交調製
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製來調製多進制信號。
圖10： DPSK發射器
這是建立我們的DPSK發射器的最後一步，現在運行模擬並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製頻率為550 MHz，模擬頻寬由全域參數取樣速率（1.944 GHz / 2 = 972 MHz）的半值定義。 這意味著如果要增加模擬頻寬以適應更高的調製頻率（> 900 MHz），則應在全域參數窗口中更改每比特採樣數。
加正交解調
我們已經知道如何編碼，解碼和調製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
對於正交解調器，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通道，信號可能會有附加的失真和雜訊。
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位信號。 如果系統參數正確，則應該具有與圖7中相同的結果。
圖12所示的佈局是一個完整的8 DPSK發射器和接收器項目。 您可以使用該專案作為其他類型調製的起點，如QAM和OQPSK。 有關軟體中可用的不同類型調製的說明，請參閱OptiSystem元件庫文檔。
使用調製器庫以節省設計階段
以前的發射機設計需要多個元件對信號進行編碼，產生多進制脈衝，並最終調製信號。現在您可以使用包括編碼器和脈衝發生器的脈衝發生器庫中的元件，或者使用包括脈衝生成器和正交調製器的調製器庫中的元件。
在先前的佈局（圖12）中，刪除DPSK定序器，M元脈衝發生器和正交調製器以及連接到它們的觀察儀。
圖14： DPSK發射器（使用DPSK調製器）和接收器
正如你所看到的，通過使用DPSK調製器代替多個元件，系統的設計比圖12更快。另一方面，在設計數位調製發射器時，您無法訪問所有的內部信號，這有助於您進行測試並理解設計過程中會遇到的挑戰。
繪製多進制信號眼圖
OptiSystem可以繪製和估計級兩（二進位）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，但您仍然可以繪製眼圖。
圖15： PRBS生成器來生成多進制眼圖的參數
圖16： DPSK系統，包括生成眼圖的元件
在這個例子中，我們添加了眼圖工具來繪製正交調製器輸出上的多進制同相信號。
主要參數是PRBS的位元速率。 它應該是二進位位元速率除以每個碼元的比特數，例如，M位位元速率。 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
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