文档介绍：数字通信无串扰传输系统的虚拟实现
引言
数字通信将成为通信技术发展的一个重要方向,是现代社会必不可不的一种通信工具,LabVIEW所体现的一大革新就是将框图转化为可被计算机识别和编译的程序,使用图形化的工作平台作为一种程序设计语言来开发仪器软件。这样可以帮助工程师将问题形象化,轻松完成系统设计,减轻编程负担本论文主要是使用LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)实现数字通信无串扰传输系统的虚拟设计,也就是使用虚拟现实技术来模拟通信原理中比较难以理解的码间串扰及其消除的问题,从而为将来同学更好的学习并理解通信原理中关于无码间串扰这部分内容提供一个很好的模拟系统以便清楚的看到码间串扰的产生及其消除码间串扰的过程。
1 概述
虚拟仪器
所谓虚拟仪器是基于计算机的软硬件测试平台,它可代替传统的测量仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、频谱分析仪等;可集成于自动控制、工业控制系统;可自由构建成专有仪器系统。它由计算机、应用软件和仪器硬件组成。无论哪种虚拟仪器系统,都是将仪器硬件搭建到笔记本电脑、台式PC或工作站等各种计算机平台(甚至可以是掌上电脑)加上应用软件而构成的。虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机的融合为一体,从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起,大大缩小了仪器硬件的成本和体积,并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。
虚拟仪器的最大特点就是把由仪器生产厂家定义仪器功能的方式转变为由用户自己定义仪器功能,满足多种多样的应用需求。由于虚拟仪器的测试功能、面板控件都实现了软件化,任何使用者都可通过修改虚拟仪器的软件来改变它的功能和规模,这充分体现了“软件就是仪器”的设计思想。
虚拟仪器的功能可由用户自己定义,故自从引进了VI的技术,这就使用户可以随心所欲地根据自己的意愿,设计自己的仪器系统,就像温度测量计、电压表、图表记录器、数字仪和信号分析计等,都可在同一基本硬件配置相同的机器上用不同的软件而实现。VI的另一用途是方案论证,用于在设计方案的论证过程中。对于一种设计要求,我们可能有各种不同的实现方法,如果每个方法都用传统的仪器试验一遍不仅花大量的人力,还要大量的财力。而用基本硬件和基本软件组合的VI可方便地实现各种方法,以比较各个方案的优缺点。如今,计算机是开放的工业标准化结构,可以提供处理、存储和显示的能力,所以可将计算机用作电子仪器的助动器。使用户自定义各种仪器功能成为现实。
——LabVIEW
LabVIEW是美国国家仪器公司(National Instruments)开发的一种完全的、开放式的虚拟仪器开发系统应用软件,全称是laboratory virtual instrument engineering workbench (即实验室虚拟仪器工作平台)。LabVIEW与Visual C++、Visual Basic、LabWindows/CVI等编程语言不同,后者采用的是基于文本语言的程序代码(Code),而LabVIEW则是使用图形化程序设计语言G(Graphic),用框图代替了传统的程序代码。LabVIEW所运用的设备图标与科学家、工程师们习惯的大部分图标基本一致,这使得编程过程和思维过程非常的相似。利用它组建仪器测试系统和数据采集系统也大大简化了程序的设计。
LabVIEW包含有专门用于设计数据采集程序和仪器控制程序的函数库和开发工具库。LabVIEW的程序设计实质上就是设计一个个的“虚拟仪器”,即“VIs”。在计算机显示屏幕上利用函数库和开发工具库产生一个前面版(Front Panel);在后台则是利用图形化的编程语言编制用于控制前面板的框图程序。程序的前面板具有与传统仪器相类似的界面,可接受用户的鼠标和键盘指令。
LabVIEW的核心是VI。VI有一个人机对话的用户界面——前面板(Front Panel)和相当于源代码功能的框图程序(Diagram)。前面板接受来自框图程序的指令。在VI的前面板
中,控件(Controls)模拟了仪器的输入装置并把数据提供给VI的框图程序;而指示器(Indicators)则是模拟了仪器的输出装置并显示由框图程序获得或产生的数据。当把一个控件或指示器放置到前面板上时,LabVIEW便在框图程序中相应的产生了一个终端(Terminals),这个从属于控件或指示器的终端不能随意的被删除,只有删除它对应的控件或指示器时它才会随之一起被删除。
总之,LabVIEW作为图形化编程语言,程序设计简单、直观、开发效率高。为虚拟仪器开发提供了一种快捷、方便和功能强大的软件工具,体现了“软件即仪器”的理念。
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