数字调制系统的GUI用户界面设计

龙源期刊网用户界面设计作者：刘艳华来源：《科技视界》2018年第02期【摘要】设计了一个数字调制系统的MATLABGUI用户界面。用户只需选择自己想要的调制方式，选择想要观察的各个阶段的波形，即可直观地了解数字调制系统的调制解调过程，有助于非专业人员了解调制过程，也可用于通信原理教学演示。【关键词】GUI；调制；MATLAB中图分类号：TN911.3文献标识码：A文章编号：2095-2457（2018）02-0150-002【Abstract】DesignedadigitalmodulationsystemMATLABGUIuserinterface.Modulationmode，usersonlyneedtochoosetheirownwanttochoosetoobservethephasesofthewaveform，canbeintuitiveunderstandingofthedigitalmodulationdemodulationprocessofthesystem，andhelptonon-professionalpersonnelunderstandthemodulationprocess，alsocanbeusedforcommunicationprincipleteachingdemonstration.【Keywords】GUI；Modulation；MATLAB利用MATLAB软件对幅度键控，频率键控和相移键控这三种数字调制系统进行编程。设计一个GUI用户界面，用户可以通过选择调制方式，观察到所需的各调制阶段波形，这个系统能使人们加深对数字调制系统的性能的了解。1数字调制的基本原理载波被数字基带信号控制，且将数字基带信号转变为数字带通（已调）信号的过程，称为数字调制。在接收端，把带通信号通过解调器恢复成数字基带信号的过程，被称为数字解调过程。数字信息分为二进制和多进制，所以数字调制分为二进制调制以及多进制调制。最多见的二进制数字调制有三种方法，二进制频率键控（2FSK）、二进制相位键控（2PSK）、二进制幅度键控（2ASK）。1.12ASK数字幅度调制又被称为振幅键控（AmplitudeShiftKeying），2ASK是二进制振幅键控的简单表示。幅度键控控制一个连续的载波，通过控制代表数字信息“0”和“1”的基带脉冲，使载波以断-续的形式地输出。当无载波输出时，会发送信息“0”，有载波输出时，会发送信息“1”。由幅度调制的原理可得，2ASK信号表达式为其中，Wc指的是载波角频率，s（t）矩形脉冲序列。龙源期刊网频移键控的原理是：采用两个频率各别的振荡源f1、f2，来替信号1和0。在二进制频率键控中，载波的频率紧接着二进制基带信号，在f1、f2这两个频率值之间变换。故二进制频率键控的公式可以表示为：1.32PSK相移键控是运用载波的相位的改变，来传递二进制信号，幅度和频率不发生任何变动。在2PSK中，二进制信号代表的“1”和“0”用初始相位为0和π正弦波表示。若信号“1”初试相位为0，则信号“0”初试相位为π，反之，若信号“0”初试相位为0，则信号“1”初试相位为π。载波相位一一对应着信号，从而能够达到调制的目标。2GUI界面设计GUI界面可以通过MATLAB的GUIDE图形用户界面的开发环境来建立。在MATLAB的命令窗口中输入guide点击键盘上的ENTER键或者单击File-New-GUI，便出现guide界面，选择BlankGUI，选择保存地址，点击OK，GUI的设计界面即刻生成。根据需要选择相应的控件，并设置好参数，设计的GUI界面如图1所示。图1GUI界面编好关于二进制振幅调制、频移调制、移相调制这三种数字通信系统的代码以zq.m为名保存。当点击guide中“保存”图标时，界面保存为zq.fig。同时之前以zq.m命名的文件会弹出。当幅度调制、相位调制、频率调制这三种数字通信系统调制解调代码编写完成，GUI图形用户界面已经生成，就需要对两者进行连接，可以在这里对每一个按钮采用Callback函数。然后，点击guide工具栏中的运行按钮即可运行代码。3数字调制系统的GUI用户界面展示图2GUI用户界面演示用户先从振幅调制、频移调制、移相调制这三种调制方式中选择自己想要的调制方式，再在源信号波形、已调信号波形、乘本地载波后波形、经低通滤波后波形、解调后波形这些调制阶段里选择调制方式输出的阶段波形，之后单击“仿真”按钮，就会在坐标轴里出现用户想看见的波形。由于信号太多，下面只给出一种已调信号2ASK波形与基带信号波形示例如图2所示。4结束语龙源期刊网用户界面使用简单，可以供非专业人士了解信号调制与解调的处理过程，另外通过增加或更换控件，修改程序代码，可以展示更多的信号。该系统还可以用在通信原理教学中，可以让学生更直观的了解信号的调制解调过程。【参考文献】[1]李白萍，吴冬梅.通信原理与技术[M].北京：人民邮电出版社，2003（8）：99-136.[2]樊昌信，曹丽娜.通信原理[M].北京：国防工业出版社，2001（5）：132-212.[3]李明明，李白萍.电子信息类专业MATLAB实验教程[M].北京：北京大学出版社，2011（1）：102-208.[4]刘学勇.详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真[M].北京：电子工业出版社，2011（1）：160-173.[5]樊昌信，曹丽娜.通信原理[M].北京：国防工业出版社，2006（6）：180-233.