基于不同调制方式的Matlab GUI仿真实验设计与实现
MATLAB图形界面用户（GUI）能够简便和清晰地展示一个通信系统，很好地被学生理解并且接受。本文设计一个简易的通信系统，从比特流开始，经过信道编码，调制，加噪声，解调，信道译码的全过程，构建了基于ASK、 FSK、PSK和QAM调制的GUI仿真实验平台。通过这样的平台，加深学生对通信系统的理解，培养学生编程和动手能力。
标签：GUI ASK FSK PSK QAM
通信技术在现代社会发展中的地位是不可撼动的，无论是从固定电话、移动电话、还是无线电方面都带给了人类极大的便利。一个完整的通信系统包括最基本的发送端、接收端以及传输媒介，涉及到信源的产生，基带信号的产生，信道的编码，不同的调制方式，通过传输的信道时和各种类型的噪声进行不同程度的混杂，还有解调，滤波，解码等很多复杂的过程。因而专业理论性比较强，涉及到的知识面很广，要求自然也比较高。对于通信工程专业的学生来说，学习通信系统的知识是最基本、最必要的，只有掌握了通信各方面的基础知识以后，才能够学好更深层次的通信前沿技术，才能够赶得上社会高速发展的“通信列车”。
一、教学存在的问题
matlab难还是c语言难对于通信工程专业学生而言，真正掌握好通信系统这一部分知识还是比较有难度的，因为学生们既要学习通信方面的理论知识，还要掌握它的实践操作，单单从理论这一块儿来说就已经比较复雜和公式化了，实践操作又涉及到在MATLAB当中对于C语言的使用和各式各样算法的掌握，因此难度还是比较大的。目前国内大学生在学习这一部分内容时都表现出比较吃力的状况，课堂上的大量时间都用于数学推导和计算，由于这个原因，导致现在很少有学生能够真正理解并且灵活掌握通信系统的基本原理。由于理论原理的欠缺，在实验方面学生们就更加不懂得如何根据算法编写程序进行系统的实现和展示，这让很多学生都倍感压力和无奈。
基于以上的现状，现在将通信系统通过MATLAB中GUI的方式来演示，可以直观方便地理解一个通信系统的原理，包括其编码方式，调制方式等，不需要再通过复杂的数学推导和各种算法的编程来学习原理[1-6]。
二、实验项目设计
1.主界面
主界面的设计比较简单，只用到了两个对象。首先是使用了一个Static Text对象：Static Text主要是一个用来制作状态信息、标题或其它资料的对象，在运行的时候，这个对象不能被随意编辑，一旦设计者编辑好了，用户在使用过程中是不能够随意更改的。然后使用了一个Push Button对象：Push Button是在GUI的设计过程中经常使用并且比较简单的一个对象，主要功能是当用户单击压下Push Button时，MATLAB会立即根据其对应的Callback程序来执行相应的操作。
2.子菜单界面
此次设计因为涉及到的通信系统演示界面较多，因此我采用了子菜单的演示方式，主要包括四个大的子菜单，分别是ASK演示、FSK演示、PSK演示、QAM演示；每个大的子菜单下面还包括两个小的菜单项，分别是2ASK、4ASK、2FSK、MSK、BPSK、QPSK、16QAM、64QAM；每个小的菜单项下面还包括三个更小的菜单项，分别是调制、解调和误码率分析。总体设计如图1所示。
三、实验结果展示
整个实验结果展示4个通信系统，分别为ASK、FSK、PSK以及QAM通信系统，每个系统包括两种不同调制方式，具体演示如图2-5所示。
四、总结
本论文是通信系统和GUI展示平台的结合，信道编码采用的是卷积码。其中完整的通信系统包括比特流输入，信道编码，调制，解调，解码，误码率性能分析等。调制方式有2ASK、4ASK、2FSK、MSK、BPSK、QPSK、16QAM、64QAM八种，相当于八个完整的通信系统。GUI是一个用户图形界面展示平台，将八个完整的通信系统和GUI进行结合，在GUI的子菜单下通过每个按钮的回调函数来控制通信系统的运行。
参考文献
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[6]徐沛文，郝娟. 基于 MATLAB 的数字带通调制系统仿真[J].软件导刊，2011，10（5）：57-59.
作者简介：吴仕勋（1983.12-），男，湖北鄂州人，重庆交通大学信息科学与工程学院，博士、副教授（重庆 400074）。

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