基于Labview的通信系统的设计

大学本科生毕业设计（论文）1基于Labview的通信系统的设计摘要本设计基于LabVIEW仿真软件完成了基本通信系统和通信综合系统的构建。该系统涵盖了模拟调制，数字调制，模拟信号数字传输，信道编码，最佳接收系统几部分内容。通过系统仿真，实现了系统输入输出波形的直观显示，解决了教学中实验效果不理想，理论内容不好理解的问题。同时通过内置的WebServer进行网页发布后，用户可以在客户端通过web浏览器远程调用并运行本系统，提高效率，节约成本。关键词：通信系统；幅度调制；脉冲编码调制ABSTRACTThisdesignbasedonthecompletionofthebasicLabVIEWsimulationsoftwarecommunicationssystemandthecommunicationoftheconstructionoftheintegratedsystem.Thissystemcoversanalogmodulation,digitalmodulation,analogsignaldigitaltransmission,channelcoding,bestthereceivingsystemseveralpartscontent.Throughthesimulation,realizethesysteminput/outputwaveformofvisualdisplay,solvetheexperimentteachingeffectisnotideal,theorycontentofunderstandingofbad.Andatthesametimethroughbuilt-inWebServerforWebpublishing,userscanintheclientthroughtheWebbrowserremotecallsandrunthissystem,improveefficiency,thecostsavings.Keywords:communicationsystem;Amplitudemodulation;Pulsecodemodulation大学本科生毕业设计（论文）2目录第一章绪论…………………………………………………………………21.1课题提出的背景及意义……………………………………………21.2毕业设计的任务……………………………………………………21.3基本设计要求……………………………………………………..3第二章Labview简介………………………………………………………3第三章通信系统的实现……………………………………………………73.1通信系统介绍3.1.1模拟通信系统…………………………………………………93.1.2数字通信系统…………………………………………………93.2通信系统设计3.2.1模拟通信的设计………………………………………………103.2.2数字基带的设计………………………………………………113.2.3数字频带的设计………………………………………………133.2.4模拟数字………………………………………………………153.2.5信道编码的设计………………………………………………20致谢……………………………………………………………………………23参考文献………………………………………………………………………24大学本科生毕业设计（论文）3第一章绪论1.1课题提出的背景和意义LabVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngi—neeringWorkbench，实验室虚拟仪器工程平台)是美国NI公司推出的一种虚拟仪器软件开发工具，它为工程设计人员提供了直观图形化编程语言，主要用于开发测试、测量与控制系统。图形化的程序语言，又称为G语言。使用G语言编程时，用流程图或框图代替传统的程序代码，具有易掌握易编程易理解的特点。除了具有强大的用户界面设计和数据处理能力外，LabVIEW还可以通过内置的WebServer进行网页发布，是用户在客户端通过网页浏览器就可以访问发布vI，获得程序的远程调用和运行权限。一个基于LabVIEW的仿真系统，使研究人员的工作效率得到大大提高，学生的学习方式得到改进⋯目前，已经有很多技术软件可以完成通信系统的构建。程玲等人在《Matlab仿真在通信原理教学中的应用》中，采用了Matlab软件完成了通信系统的设计。钟福如等人在《应用SystemView仿真软件进行《通信原理》课程的辅助教学》中，采用了SystemView软件完成通信系统仿。1.2毕业设计的任务本设计包括基本通信系统和通信系统综合设计两大部分内容。基本通信系统包括模拟调制系统、数字基带系统、数字频带传输系统、模拟信号数字传输、最佳接收系统、信道编码系统六部分，涵盖了通信系统的全部主要内容。综合通信系统根据基本通信系统中设计的模块来构建。本系统可以进行多点测量、参数设置，实时观测到参数改变对系统性能的影响；可以产生直观的波形，如时域波形、信号频域频谱、误码率曲线图、系统眼图等；可以完成编码、译码的计算如分组码、循环码、维特比算法等。总体设计要求及技术要点：1.3基本设计要求：1.设计一个基于labview的通信系统。包括模拟调制和数字调制两部分内容。大学本科生毕业设计（论文）42.说明通信仿真的意思，学会利用软件实现仿真。3.说明几种调制方法的原理，建立仿真模型，并对几种方法进行比较分析。4.不同的调制方法实现模块化编程，可调用。5.友好的人机交互界面，可以实时修改参数，观察仿真效果。第二章LabVIEW简介虚拟仪器(VirtualInstrument，简称VI)是基于计算机系统的数字化测量测试仪器，它充分利用现有计算机资源，配以独特设计的仪器硬件和专用软件，能实现普通仪器的全部功能以及一些在普通仪器上无法实现的特殊功能，因此常被称作“软件仪器”。VI利用数据采集模块完成一般测量测试仪器的数据采集功能；利用计算机系统完成一般测量测试仪器的数据分析和输出显示等功能。VI是计算机技术、现代测量技术共同发展的结晶，代表着当今仪器发展的最新趋势。美国NI公司开发的LabVIEW是虚拟仪器领域中最具代表性的图形化编程开发平台，是目前国际上首推并应用最广的数据采集和控制开发环境之一，主要应用于仪器控制，以及数据采集、分析和显示等领域，并适用于多种不同的操作系统平台。与传统程序语言不同，LabVIEW采用强大的图形化语言(G语言)编程，面向测试工程师而非专业程序员，编程非常方便，人机交互界面直观友好，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点。在LabVIEW开发环境下，用户可以创建32位的编译程序，从而为常规的数据采集、测试、测量等任务提供更快的运行速度。LabVIEW是真正的编译器，用户可以创建独立的可执行文件，能够脱离开发环境而单独运行。LabVIEW的开发环境分为三部分：前面板、框图程序和图标／连接端口。前面板是图形化的用户界面，用于设置输人数值和观察输出量。在前面板中，输入量被称为控制，输出量被称为指示，它们通过各种图标，如按钮、旋钮、开关、图表等出现在前面板上，模拟真实仪器。框图程序由节点和数据连线组成，它利用图形语言对前面板上的控制对象即输入量和输出量进行控制，节点用来实现函数和功能调用，数据连线表示程序执行过程的数据流，它定义了程序框图内的数据流动方向。通过对仪器的软件对象进行图形化组合操作，利用LabVIEW内置的TCP／IP协议组和图形化的通讯模型，就可以使用多种设备，包括GPIB、VXI、PXI、串口、PLC以及插入式数据采集板等进行数据采集，经济方便地实大学本科生毕业设计（论文）5现网络通讯和程序通讯以及现场测控和远程测控。特点：尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。未来虚拟仪器研究的另一个问题是各种标准仪器的互连及与计算机的连接。目前使用较多的是IEEE488或GPIB协议。未来的仪器也应当是网络化的。LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineeringWorkbench）是一种图形化的编程语言的开发环境，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或框图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。利用LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件，它是一个真正的32位/64位编译器。像许多重要的软件一样，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多种版本。它主要的方便就是，一个硬件的情况下，可以通过改变软件，就可以实现不同的仪器仪表的功能，非常方便，是相当于软件即硬件！现在的图形化主要是上层的系统，国内现在已经开发出图形化的单片机编程系统（支持32位的嵌入式系统，并且可以扩展的），不断完善中(大家可以搜索CPUVIEW会有更详细信息；）LABVIEW的应用领域LABVIEW有很多优点，尤其是在某些特殊领域其特点尤其突出。测试测量：LABVIEW最初就是为测试测量而设计的，因而测试测量也就是现在LABVIEW最广泛的应用领域。经过多年的发展，LABVIEW在测试测量领域获得了广泛大学本科生毕业设计（论文）6的承认。至今，大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的LabVIEW驱动程序，使用LabVIEW可以非常便捷的控制这些硬件设备。同时，用户也可以十分方便地找到各种适用于测试测量领域的LabVIEW工具包。这些工具包几乎覆盖了用户所需的所有功能，用户在这些工具包的基础上再开发程序就容易多了。有时甚至于只需简单地调用几个工具包中的函数，就可以组成一个完整的测试测量应用程序。控制：控制与测试是两个相关度非常高的领域，从测试领域起家的LabVIEW自然而然地首先拓展至控制领域。LabVIEW拥有专门用于控制领域的模块----LabVIEWDSC。除此之外，工业控制领域常用的设备、数据线等通常也都带有相应的LabVIEW驱动程序。使用LabVIEW可以非常方便的编制各种控制程序。仿真：LabVIEW包含了多种多样的数学运算函数，特别适合进行模拟、仿真、原型设计等工作。在设计机电设备之前，可以现在计算机上用LabVIEW搭建仿真原型，验证设计的合理性，找到潜在的问题。在高等教育领域，有时如果使用LabVIEW进行软件模拟，就可以达到同样的效果，使学生不致失去实践的机会。儿童教育：由于图形外观漂亮且容易吸引儿童的注意力，同时图形比文本更容易被儿童接受和理解，所以LabVIEW非常受少年儿童的欢迎。对于没有任何计算机知识的儿童而言，可以把LabVIEW理解成是一种特殊的“积木”：把不同的原件搭在一起，就可以实现自己所需的功能。著名的可编程玩具“乐高积木”使用的就是LabVIEW编程语言。儿童经过短暂的指导就可以利用乐高积木提供的积木搭建成各种车辆模型、机器人等，再使用LabVIEW编写控制其运动和行为的程序。除了应用于玩具，LabVIEW还有专门用于中小学生教学使用的版本。快快速开发：根据笔者参与的一些项目统计，完成一个功能类似的大型应用软件，熟练的LabVIEW程序员所需的开发时间，大概只是熟练的C