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简介

正交相移键控（QPSK）是相干光纤通信系统中常用的一种调制方案。QPSK 将载波信号的相位调制为四种可能值（0、π/2、π、3π/2 弧度）之一，从而对每个符号编码两个比特。

pSim Plus 仿真工具

pSim Plus 光电系统仿真工具支持 QPSK 相干链路端到端建模和模拟。本文介绍如何设置和运行基本的 QPSK 链路仿真。

关键组件包括：

• 发射机 QPSK 预编码器和 I/Q 调制器
• 激光源
• 具有非线性和偏振模色散的光纤
• 带混合 90° 和光电二极管的相干接收器 
• 时钟恢复和载波恢复等 DSP 算法 
• 误码率计算

上图所示的相干链路模型示例包括处理 QPSK 预编码的 Tx_DQPSK_Array 组件、激光源 LaserCW、光纤传输链路组件（如 FiberNLS 和 FiberNLS_PMD）、相干接收器组件（如 Hybrid90deg 和光电二极管）以及 DSP 阶段（如 ClockRecovery4D 和误差分析器 BER_4D）。

使用 pSim Plus 的图形界面对组件进行实例化和连接，仿真设置非常简单。可调整的关键参数包括：

• 激光线宽和功率
• 调制速率和符号数
• 光纤类型、长度、非线性度、PMD 系数
• 本地振荡器线宽
• DSP 算法和环路带宽

设置完成后，仿真可以在频域或时域模式下运行。在分析稳态行为时，频域更快，而时域则能捕捉瞬态效应。结果可通过星座图和眼图等可视化工具显示，也可计算误码率和 EVM 等参数。

这是传输后的星座图，显示了一些相位噪声和非线性失真：

结论

pSim Plus 可以轻松改变光纤长度、调制速率、DSP 设置等参数，从而优化链路性能。它将光电子器件建模与先进的 DSP 算法相结合，在一个功能强大的工具中实现了对 QPSK 等现代相干通信系统的全面仿真。