无线通信系统的GUI设计与仿真实现

　　通信信号处理的仿真对于无线移动通信的研究具有重要意义，具有界面友好、良好扩展性的图形用户界面可以使用户更全面深入地理解通信系统的工作原理。本设计旨在设计一个通用性强、操作简单、功能较全面的通信信号处理仿真平台，能够实现针对不同信号类型的模拟数字发送、接收，及一系列信号处理，如调制解调、编码译码等。本文利用软件模块代替传统通信信号处理系统中的硬件结构，在很大程度上克服了传统通信系统硬件结构复杂、不通用及系统不稳定等局限性，对于更好地实现无线通信传输具有重要意义。

　　3.1 无线通信系统模块的GUI设计与实现

　　无线通信系统的GUI设计，首先要根据无线通信系统的功能需求，将系统分为多个模块，确定各个模块的功能部署。再次，以每个模块为单位，部署各个模块下的功能配置，和GUI界面的组成，以完成各个模块下的功能GUI，最后利用M文件编程实现各个系统模块之间的调用和链接。

　　根据发送的信号形式的不同，将通信信号处理的仿真系统模型分为模拟通信信号用户界面子类和数字通信信号用户界面子类，在模拟和数字通信信号用户界面子类下，再分别细分为发送端和接收端。另包含信道模型用户界面。

　　3.2 通信信号处理的GUI设计与实现

　　基于Matlab的无线通信系统中通信信号处理功能的实现，是利用Matlab自身提供的工具箱Toolbox中各种通信信号处理函数对信号进行处理[6]。通信信号处理的GUI设计和实现，是基于无线通信信号处理系统各个细分模块的功能要求，选取工具箱中适宜的信号处理函数，根据函数的输人、输出各种参数类型要求，在GUI界面中利用按钮、单选按钮、编辑文本框和列表框等界面控件来实现各种调制／解调方式、编码／解码方式和信道类型的选择，和各种输入参数的设定。界面既要实现与用户交流的友好性，还要更加注重界面的简洁性和系统的功能性，将内部功能部署和外部实体界面有机结合起来，使无线通信系统的用户图形界面得以实现。

　　4　仿真结果

　　4.1 模拟通信信号处理的GUI设计与实现

　　4.1.1 模拟信号发射端

　　模拟信号发送端包括四个模块：

　　(1)信号输人模块。对于输入到系统中的基带信号，既能以工作空间中存在的变量作为输入，也可以选择实时采集的信号作为输人，如语音信号，利用单选按钮进行相互屏蔽选择。当选择实时采集的语音信号时，点击“打开”按钮，弹出打开文件对话框，程序设置对wav格式的文件进行筛选。

　　(2)调制信号参数设置，包括载波信号频率设置及常用模拟调制方式的选择(如AMDSB—SC，AMDSB—TC，AMSSB，FM，PM等)，调制功能的实现是利用Matlab的Communication Toolbox工具箱中的模拟调制函数来实现。

　　(3)发送端的控制面板，可以设定采样频率等参数，在M文件程序编写时利用句柄函数实现各项参数的读取，利用mat文件实现不同M文件之间各个变量的参数传递，并且可以按钮控制“开始通信”、“调制回放”等功能控件，点击不同的按钮控件，通过调用不同的回调函数来实现不同的通信信号处理的功能：点击“开始通信”按钮，弹出信道设置对话框，选择传输信道类型，设定信噪比等参数。对于瑞利衰减信道，还需设置最大多普勒频移等参数；点击“调制回放”，界面会回放调制的全过程，通过动态图像使用户更直观深入地了解调制处理过程。

　　(4)基带信号、已调信号及其频谱的图像显示，利用axes来声明和显示二维图像。

　　以上四个模块能够方便简单地修改通信信号处理过程中的各项参数，观察数据模板中选定的输入变量，并对其进行时域和频域分析。图2为语音信号 AMSSB调制的仿真结果。点击“调制回放”，可得到调制过程的动画回放，使用户深刻形象地理解调制过程，调制回放图形如图3所示。

　　

4.1.2 模拟信号接收端

　　模拟信号接收端采用三大模块：

　　(1)解调控制面板，有五个按钮控件，分别执行信号的接收、解调、解调过程回放、基带信号时域波形对比和已调信号时域波形对比。

　　(2)接收信号的信息显示，可以显示发送端对信号进行的各种参数设置，利用句柄函数读取发送端保存在mat文件中的变量参数。

　　(3)信号图像显示，继承了发送端信号图像同步显示和回放的优点，并且可以通过点击信号对比按钮，使用户直观地观察通信系统中基带信号和已调信号发送和通过通信信道失真后的时域波形对比。

　　信号通过信道后，在模拟信号接收端进行信号接收和解调逆向操作，可得解调信号的波形。图4对应的是图2信号通过加性高斯白噪声信道解调后得到的仿真结果。解调回放波形如图5所示。

　　

4.2数字通信信