图2.2 数字调制系统仿真框图
噪声源 基带信号调制器信道调制器基带信号 Simulink通信工具箱中的Comm Sources/Data Sources提供了数字信号源Bernoulli Binary Generator，这是一个按Bernoulli分布提供随机二进制数字信号的通用信号发生器。在现实中，对受信者而言，发送端的信号是不可预测的随机信号。因此，我们在仿真中可以用Bernoulli Binary Generator来模拟基带信号发生器。其中主要参数的含义为：
Probability of a zero ：产生的信号中0 符号的概率，在仿真的时候一般设成0.5，这样便于频谱的计算；
Initial seed ：控制随机数产生的参数，要求不小于30，而且与后面信道中的Initial seed 设置不同的值；
Sample time：抽样时间，这里指一个二进制符号所占的时间，用来控制号发生的速率，这个参数必须与后面调制和解调模块的Symbol period 保持一致。
Simulink 通信工具箱中提供了数字信号各种调制方式的模块，如AM、CPM、FM 及PM 等。虽然不同的调制模块，参数设置有所不同，但很多参数在各种调制中是一致的，下面我们以DPSK 调制模块为例介绍一下调制模块的参数及其设置，其余模块将在下面仿真模型的建立过程中详细介绍。
M-DPSK Modulator Baseband和M-DPSK Demodulator Baseband 分别是数字信号DPSK调制和解调的专用模块，其中主要参数有：
M-ary number：输入信号的阶次数，比如2-DPSK就是2阶的；
Symbol period：符号周期，即，一个符号所占的时间，这必须与信号源的Sample
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2.2 信号源仿真及参数设置
2.3 调制与解调模块
time保持一致；
Carrier frequency：载波频率； Carrier initial phase：载波的初始相位； Input sample time： 输入信号的抽样时间； Output sample time：输出信号的抽样时间。 其中，各参数要满足以下关系： Symbol period > 1/(Carrier frequency)
Input sample time < 1/[2*Carrier frequency + 2/(Symbol period)] Output sample time <1/[2*Carrier frequency + 2/(Symbol period)]
2.4 信道
在分析通信系统时通常选择高斯噪声作为系统的噪声来考查，因为这种噪声在现实中比较常见而且容易分析。Simulink 中提供了带有加性高斯白噪声的信道：AWGN Channe。仿真时可以用该模块模拟现实中的信道，该模块的主要参数有：
Initial seed：控制随机数产生的参数，要求不小于30，且与前面信号源中的Initial seed 设置不同的值；
Es/No (dB)：信号每个符号的能量与噪声的功率谱密度的比值； SNR (dB)： 信号功率与噪声功率的比值；
注：Es/No (dB) 和SNR (dB)是表征信号与噪声关系的两种方法，在一次仿真中 只能选择其中一个。
2.5 误码计算仪
信号经过信道后，由于噪声的干扰，在接收端可能出现误码，Simulink中提供了Error Rate Calculation 模块来计算误码率，其主要参数的设置为：
Receive delay：接收延迟，表明在计算误码率时接收到的信号比源信号延迟的码元数，便于准确计算
Output data：数据输出，将误码率、误码数及码元总数输出，有两个选项可选择：Work space 和 Port。将数据输出到Work space就是将误码率等数据存在内存中，以便下一步使用，而输出到Port中，则是在误码计算仪后面再接一个模块（比如结果显示模块），将数据传到该模块中（显示出来）；
Variable name：变量名称，该参数只有在前面选择了Work space后才有用，它决定数据输出到Wok space后的名称，默认值为ErrorVec。
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2.6 示波器
在仿真过程中，可以观察各个环节的时域和频域波形，因此，在各个环节加上示波器以观察波形。另外，还可将示波器的数据输出到Work space 中存储，以便对仿真结果做进一步处理，比如将各个环节的波形对比显示和做频域变换等。
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3 数字调制系统仿真及结果分析
3.1 仿真模型的设计及结果分析
了解了仿真所需的主要模块后，下一步就是设计和仿真各种数字调制模型，并对仿真结果在时域和频域进行分析。运用Matlab/Simulink软件进行各种数字通信系统的仿真，并对结果进行分析比较。Matlab/Simulink中有各种调制解调方式的现成模块可以直接应用，但是必须得设定正确的参数才能取得理想的仿真结果。通过仿真比较各种系统的占用带宽和误码率等性能指标。为了正确比较误码率，必须保证误码率比较器中比较的为发送码元和对应的接收码元，因此根据系统不同需要进行不同的延时；为了便于比较，建立了三个条件基本一致的仿真系统，即相同的信号源（伯努利随机二进制发生器），相同的传输环境（加性高斯白噪声环境信噪比为-5dB），都是基带调制、解调模块，最后显示出误码率、传输错误个数、传输总数。
3.2 二进制频移键控（2FSK）
利用伯努利二进制信号发生器（Bernoulli Binary Generator）成生数字信号，利用Simulink 通信工具箱中提供了专门的FSK 调制和解调模块应用FSK 调制模块能可方便地产生2FSK 信号，根据图3.1所示仿真框图。
模型中运用了Simulink 工具箱中的现成调制解调模块和信道模块，然后用示波器观察各环节波形，最后由误码计算仪计算误码。
重要模块参数设置如下： 信源：probability of a zero : 0.5 Initial seed : 12345 Sample time : 0.001
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图3.1 2FSK仿真模型
调制解调器：m-ary number：2
Frequency separation(hz) : 1000;2000;4000 Sample per symbol : 16 信道：initial seed : 12345
Mode : SNR SNR : -5 Input signal power : 1 误码器：receive delay : 0 Computation delay : 0 Mode : entire frame Output data : port 延时器：initial condition : 0 Sample time : -1
频谱：buffer input buffer size : 1024 buffer overlap : 512 window type : boxcar
Fft length : 1024 number of spectral average : 64 Frequency units : herts frequency range : [-fs/2…fs/2]
Amplitude acaling : db minimum y-limit : -30 maximum y-limit : 30
y-axis title : madnitude-squared,db
根据上述参数设置各模块，运行后，得出如下结果，分别设置FSK调制解调器的频率设为1kHz、2kHz、4kHz。系统的功率谱密度曲线如图3.2至图3.4所示。
图3.2 ?f?1kHz时2FSK功率谱密度曲线
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