【正文】 11 第二章 LabView 圖形化編程語(yǔ)言 LabView 簡(jiǎn)介 LabView（ Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench） 是一種用圖標(biāo)代替文本行創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語(yǔ)言。計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的大大提高和數(shù)字信號(hào)處理理論 的豐富和完善，使虛擬儀器能夠快速準(zhǔn)確的處理 數(shù)據(jù)。虛擬儀器只需對(duì)信號(hào)進(jìn)行一次采樣，多個(gè)軟件模塊對(duì)同一組數(shù)據(jù)進(jìn)行不同的處理就能實(shí)現(xiàn)多個(gè)參數(shù)的同時(shí)測(cè)量。 （ 4）測(cè)量更方便。 （ 3）測(cè)量更準(zhǔn)確。當(dāng)需要增加新的測(cè)量功能，只需要增加軟件模塊或通用的硬件模塊，縮短了系統(tǒng)的更新時(shí)間，而且有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。虛擬儀器的好壞，很大程度上取決于軟件水平的高低。與傳統(tǒng)的儀器相比較，虛擬儀器具有如下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： （ 1）虛擬儀器的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是軟件。 隨著社會(huì)生產(chǎn)力的極大發(fā)展，現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求電子儀器品種多、功能強(qiáng)、精度高、 自動(dòng)化程度高，而且要求測(cè)試速度快、實(shí)時(shí)性好、具有 良好的人機(jī)界面。 LabView 的主要發(fā)展階段可歸納為六個(gè)階段 ,如 圖 3 所示。 目前，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)深層次的結(jié)合正引起測(cè)試儀器領(lǐng)域里新的革命，一種全新的儀器結(jié)構(gòu)概念導(dǎo)致新一代儀器虛擬儀器的出現(xiàn) ，它是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，通信技術(shù)和測(cè)量技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是傳統(tǒng)儀器觀念的一次巨大變革，是儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。 （ 4）第四代智能儀器 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和微處理器的普及，以微處理器為 核心的第四代儀器 (智能式儀表 )迅速普及。這類儀器現(xiàn)在相當(dāng)普及，如數(shù)字式電壓表，數(shù)字頻率計(jì)等。 （ 2）第二代分立元件式儀器 當(dāng) 20 世紀(jì) 50 年代出現(xiàn)電子管， 60 年代出現(xiàn)晶體管時(shí)，便產(chǎn)生了以電子管或晶體管電子電路為基礎(chǔ)的第二代測(cè)試儀器 (分立元件式儀表 )。 LabView 發(fā)展及其優(yōu)點(diǎn) 的發(fā)展 電子測(cè)量?jī)x器發(fā)展至今，大體可分為四代：模擬儀器，分立元件儀器，數(shù)字化儀器，智能儀器和虛擬儀器。 8 （ 5）信用卡手機(jī)隨著射頻身份識(shí)別技術(shù)的廣泛使用，在手機(jī)中將集成可以從無線電標(biāo)簽中提取有用信息的功能。 （ 4）未來的手機(jī)會(huì)更大屏幕，但可以折疊起來，折疊后的手機(jī)十分小巧，小到你不敢相信的地步 。 （ 3） 4G 手機(jī)是集 3G 與 WLAN 于一體，并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像，它的圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度與電視不相上下。 （ 2）電容屏稱霸觸控手機(jī)市場(chǎng) 自蘋果 iPhone 推出后，電容屏迅速成在高端觸控手機(jī)市場(chǎng)流行開來，在 09 年電阻屏還占據(jù)著 70%的市場(chǎng)份額，而到今年就已跌至 30%，也就是說電容屏的市場(chǎng)份額在今年已迅速增長(zhǎng)至 70%。當(dāng)然，我們這里提到的并非是普通的 3D 界面，而是真正的裸眼 3D 顯示技術(shù)。手機(jī)會(huì)更加智能化，微型化，安全化，多功能化。 未來手機(jī) 未來的手機(jī)將偏重于安全和數(shù)據(jù)通訊。第三代手機(jī)的開始的目標(biāo)之一是開發(fā)一種 可以全球通用的無線通訊系統(tǒng)，但是實(shí)際最終的結(jié)果是出現(xiàn)了多種不同的制式，主要有 WCDMA、 CDMA2020 和 TDSCDMA 在競(jìng)爭(zhēng)。在第二代手機(jī)出現(xiàn)以后有了對(duì)比，人們才把這些模擬制式的手機(jī)稱為第一代手機(jī)。部 分手機(jī)除了典型的電話功能外，還包含了 PDA、游戲機(jī)、 MP 照相、錄音、攝像、定位等更 7 多的功能，有向帶有手機(jī)功能的 Pocket PC 發(fā)展的趨勢(shì)。 目前手機(jī) 目前在全球范圍內(nèi)使用最廣的手機(jī)是 GSM 手機(jī)和 CDMA 手機(jī)。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。 3G，是英文 3rdGeneration 的縮寫，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。通常這些手機(jī)使用 PHS， GSM 或者 CDMA 這些十分成熟的標(biāo)準(zhǔn)，具有穩(wěn)定的通話質(zhì)量和合適的待機(jī)時(shí)間。此中手機(jī)類似于簡(jiǎn)單的無線電雙工電臺(tái)，通話是鎖定 在一定頻率，所以使用可調(diào)頻電臺(tái)就可以竊聽通話。由于當(dāng)時(shí)的電池容量限制和模擬調(diào)制技術(shù)需要碩大的天線和集成電路的發(fā)展?fàn)顩r等等制約，這種手機(jī)外表四四方方，只能成為可移動(dòng)攜。 （ 9） G 接口： VLR 和 VLR 之間的接口，當(dāng)移動(dòng) 臺(tái)以 TMSI 啟動(dòng)位置更新時(shí) VLR 使用 G 接口向前一個(gè) VLR 獲取 MS 的 IMSI。 （ 7） E 接口： MSC 與 MSC 之間的接口，用于移動(dòng)臺(tái)在呼叫期間從一個(gè) MSC 區(qū)移動(dòng)到另一個(gè) MSC 區(qū)，為保持通話連續(xù)而進(jìn)行局間切換，以及兩個(gè) MSC 間建立客戶呼叫接續(xù)時(shí)傳遞有關(guān)消息。 6 （ 5） C 接口： MSC 與 HLR 之間的接口，用于查詢用戶信息。 （ 3） A 接口： BSC 與 MSC 之間的接口，主要傳遞呼叫處理、移動(dòng)性管理等信息。 Um 接口是 GSM 系統(tǒng)接口中最重要的接口， UM 接口的物理層（一層）連接內(nèi)容包括： ① 工作頻段： 890MHz915MHz（移動(dòng)臺(tái)發(fā)）， 935MHz960MHz（基地臺(tái)發(fā)）； ② 頻載波： 124 個(gè)； ③ 波間隔： 200KHz； ④ 多址方式： TDMA； ⑤基本幀：每載波 8 時(shí)隙； ⑥信道速率： ,碼元寬度 s； ⑦調(diào)制方式： GMSK，調(diào)制指數(shù)： 。 系統(tǒng)的接口 GSM 系統(tǒng)接口示意圖，如圖 3 所示。通過 A 接口和 UM 接口，移動(dòng)臺(tái)（ MS）、 BSS 和 NSS 組成 GSM 系統(tǒng)的信息傳輸實(shí)體部分。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（ NSS）是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它對(duì) GSM 移動(dòng)用戶之間及移動(dòng)用戶與其他通信網(wǎng)用戶之間通信起著交換、連接與管理的功能，主要負(fù)責(zé)完成呼叫處理、通信管理、移動(dòng)管理、部分無線資源管理、安全性管理、用戶數(shù)據(jù)和設(shè)備管理、計(jì)費(fèi)記錄處理、公共信道、信令處理和本地運(yùn)行維護(hù)等。 GSM 移動(dòng)通信系統(tǒng)基本組成原理簡(jiǎn)述 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu) GSM 系統(tǒng)由許多功能單元組成，由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（如下圖 2 所示）中可以看出，整個(gè)系統(tǒng)可以分為 4 個(gè)相互獨(dú)立的子系統(tǒng)：移動(dòng)臺(tái)（ MS）、基站子系統(tǒng)（ BSS）、網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（ NSS）和操作支持子系統(tǒng)（ OSS）。如 3G 這樣的發(fā) 展正是這一深刻轉(zhuǎn)變的要素。對(duì)設(shè)備制造商，則是數(shù)以萬(wàn)億 4 美元計(jì)的巨大市場(chǎng)。第三代移動(dòng)通信的發(fā)展已成為全球通信設(shè)備制造商和電信營(yíng)運(yùn)商所關(guān)心的熱點(diǎn)。如果說過去幾年的發(fā)展是振奮人心的，未來的發(fā)展也將更加如此。 我們都已目睹了近幾年來技術(shù)領(lǐng)域的快速 發(fā)展以及由此而帶來的種種益處。信息產(chǎn)業(yè)部副部長(zhǎng)說，根據(jù)“十五”規(guī)劃，中國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)將保持百分之二十以上的年平均增長(zhǎng)速度，到 2020 年末，中國(guó)內(nèi)地移動(dòng)電話用戶數(shù)將超過二點(diǎn)六億。 移動(dòng)通信的發(fā)展?fàn)顩r及未來 移動(dòng)通信是當(dāng)代通信領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展最快，市場(chǎng)前景最好的部分。到 1994 年已有 6 個(gè)運(yùn)營(yíng)者采用了該系統(tǒng)。到 1994 年 5 月已有 50 個(gè) GSM 網(wǎng)在世界上運(yùn)營(yíng)， 10 月總客戶數(shù)已超過 400 萬(wàn)，國(guó)際漫游客戶每月呼叫次數(shù)超過 500 萬(wàn)，客戶平均增長(zhǎng)超過 50％。該系統(tǒng)與 GSM900 具有同樣的基本功能特性，因而該規(guī)范只占 GSM 建議的很小一部分，僅將 GSM900 和 DCSI800 之間的差別加以描述，絕大部分二者是通用的， 兩系統(tǒng)均可通稱為 GSM 系統(tǒng)。從此移動(dòng)通信跨入了第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。 1990 年完成了 GSM900 的規(guī)范，共產(chǎn)生大約 130 項(xiàng)的全面建議書，不同建議書經(jīng)分組而成 為一套 12 系列。同年，歐洲 17 個(gè)國(guó)家的運(yùn)營(yíng)者和管理者簽署了諒解備忘錄（ MoU）， 相互達(dá)成履行規(guī)范的協(xié)議。 1986 年在巴黎，該小組對(duì)歐洲各國(guó)及各公司經(jīng)大量研究和實(shí)驗(yàn)后所提出的 8 個(gè)建議系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動(dòng)電話，需要一種公共的系統(tǒng) ， 1982 年北歐國(guó) 家向 CEPT（歐 洲郵電行政）提交了一份建議書，要求制定 900MHz 頻段的公共歐洲電信業(yè)務(wù)規(guī)范。早在 1982 年，歐洲已有幾大模擬蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)，例如北歐多國(guó)的 NMT（ 北歐 移動(dòng)電話 ）和英國(guó)的 TACS（全接入通信系統(tǒng)），西歐其它各國(guó)也提供移動(dòng)業(yè)務(wù)。歐洲主要蜂窩系統(tǒng)見表 1。 蜂窩系統(tǒng)的概念和理論二十世紀(jì)六十年代就由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室等單位提了出來，但其復(fù)雜的控制系統(tǒng)，尤其是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)的控制 直到七十年代隨著半導(dǎo)體技術(shù)的成熟，大規(guī)模集成電路器件和微處理器技術(shù)的發(fā)展以及表面貼裝工藝的廣泛應(yīng)用，才為蜂窩移動(dòng)通信的 2 實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。其頻率復(fù)用大大提高了頻率利用率并增大系統(tǒng)容量，網(wǎng)絡(luò)的智能化實(shí)現(xiàn)了越區(qū)轉(zhuǎn)接和漫游功能，擴(kuò)大了客戶的服務(wù)范圍，但上述模擬系統(tǒng)有四大缺點(diǎn)： （ 1）各系統(tǒng)間沒有公共接口； （ 2）很難開展數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)； （ 3）頻譜利用率低 ,無法適應(yīng)大容量的需求； （ 4）安全保密性差，易被竊聽，易做“假機(jī)”。 GSM 系統(tǒng)歷史背景 GSM 數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)是由歐洲主要電信運(yùn)營(yíng)者和制造廠家組成的標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)設(shè)計(jì)出來的，它是在蜂窩系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成。 本設(shè)計(jì)的目的：通過對(duì)實(shí)驗(yàn)課題的研 究與設(shè)計(jì)，可以用 GSM 系統(tǒng)的理論知識(shí)用于解決實(shí)際問題，運(yùn)用到實(shí)際，同時(shí)也了培養(yǎng)了我們硬件和軟件設(shè)計(jì)能力及其動(dòng)手能力，可以看出該課題的研究具有重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。 GSM 還依舊是市場(chǎng)的主流。 關(guān)鍵詞： GSM 通信；手機(jī)終端；無線通信系統(tǒng)平臺(tái)； GTM900C LabView based on the GSM mobile munication system design and development of mobile phones Abstract In the 3G mature today, because the GSM system39。本設(shè)計(jì)采用的 GSM芯片模塊是華為公司生產(chǎn)的一款 GSM/GPRS 無線芯片模塊，經(jīng)過硬件電路設(shè)計(jì)并焊接組裝成一款手機(jī)，運(yùn)用 編寫虛擬手機(jī)界面程序，通過虛擬手機(jī)界面能夠控制硬件模塊，實(shí)現(xiàn)手機(jī)撥號(hào)呼叫、通話，等基本通信功能。本設(shè)計(jì)涉及的是軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。 手機(jī)設(shè)計(jì)一般是指軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在內(nèi)的外觀設(shè)計(jì)三大領(lǐng)域。 學(xué)校代碼： 11059 學(xué) 號(hào)： 0805070052 Hefei University 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） B A C HE L OR D I SSE RTAT I ON 論文題目： 基于 LabView的 GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)手機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā) 學(xué)位類別： 工 學(xué) 學(xué) 士 學(xué)科專業(yè)： 通 信 工 程 作者姓名： 導(dǎo)師姓名： 完成時(shí)間： 2020514 基于 LabView 的 GSM 移動(dòng)通信系統(tǒng)手機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā) 中文摘要 在 3G 成熟的今天，由于 GSM 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和使用群體的巨 大，使得 GSM 系統(tǒng)在 3G 網(wǎng)絡(luò)商用的階段，仍然是滿足人們基本通信需求的一種選擇方式。本設(shè)計(jì)運(yùn)用 GSM 系統(tǒng)的工作原理，同時(shí)結(jié)合實(shí)際，運(yùn)用知識(shí)理論解決實(shí)際問題 ,從而培養(yǎng)了動(dòng)手能力、軟件設(shè)計(jì)和硬件的設(shè)計(jì)能力。同時(shí)手機(jī)設(shè)計(jì)正逐漸地成為手機(jī)制造產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中的重要一環(huán)。 本設(shè)計(jì)介紹了 GSM 網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)和現(xiàn)狀、 LabView 的基本操作模塊以及特點(diǎn)和功能、無線通信芯片 GTM900C 的功能和特性、 AT 命令的 使用、 LabView 軟件搭建 PC 機(jī)與無線模塊的通訊接口和程序調(diào)試。硬件方面主要由 GTM900C 模塊、電源模塊、控制模塊組成。s advantages of using groups is huge, makes the GSM system in 3G work mature stage, GSM system is still meet the basic munication needs of an option. In order to understand the principle of the GSM system, using the knowledge from books to, bined with the actual, put the book to the school the knowledge for solving practical problems, to use this design, so as to cultivate their own, software design and hardware design capability. Mobile phone design generally refers to software design, hardware design and prises a