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1、基于MATLAB的通信原理實驗平臺設(shè)計 摘 要 基于原始虛擬實驗平臺，本文對JMatLink Java和MATLAB數(shù)字通信虛擬實驗平臺進行了設(shè)計和分析，虛擬平臺的目標是為了解決教學(xué)當(dāng)中出現(xiàn)的問題，促進軟件開發(fā)成本的下降，促進教學(xué)目標得到實現(xiàn)，而且實驗平臺包括了服務(wù)器以及客戶端，促進計算機性能的提升，而且使用的XML技術(shù)保存組件，MATLAB作為背景，對計算機的仿真能力進行分析，客戶端使用的Java Applet這種程序，可以通過組件技術(shù)對設(shè)備組件進行分析，平臺的獨立性比較好，而且軟件也同樣具有可擴展性，實驗的結(jié)果可以進行動態(tài)顯示，以平臺為基礎(chǔ)提出了PCM實驗，分析了平臺組

2、件開發(fā)的過程以及操作機制，通過這個舉例，積極的發(fā)揮了平臺的可行性以及可操作性，實用價值比較高。 關(guān)鍵詞:虛擬試驗平臺；MATLAB；JMatLink；Java Bean組件 Abstract On the basis of the original virtual experiment platform, this paper designs and implements the virtual experiment platform based on JMatLink integrated Java and MATLAB. The virtual platform main

3、ly solves the problem of the shortage of the existing experimental teaching resources, reduces the cost of software development based on components, and provides a virtual laboratory for teaching use. The experimental platform is divided into two parts: server and client server applications, through

4、 the use of multi threading technology is a good solution to multi user access, improve the processing performance, to save the component information by XML technology, and MATLAB as computing background to improve the system simulation ability of the client；； Java Applet program, using Bean develop

5、ment of experimental equipment component technology, software reuse is platform independent, and can be extended, and the experimental results can be displayed. Based on this platform, this paper presents a PCM experiment, and describes the development process of the platform components and the oper

6、ating mechanism of the background. Through the example, the feasibility and operability of the platform is verified, and it has good practical value. Key words: virtual test platform；； MATLAB；； JMatLink；； Java Bean component 目 錄 1引 言 1 1.1研究背景 1 1.2研究意義 1 2數(shù)字通信實驗平臺的需求分析和總體設(shè)計 3 2.1平臺需求

7、分析及功能劃分 3 2.2平臺體系結(jié)構(gòu) 4 2.3平臺運行環(huán)境 5 3數(shù)字通信實驗平臺的詳細設(shè)計與實現(xiàn) 6 3.1 MATLAB的通信機制 6 3.2服務(wù)器端主要模塊的設(shè)計與實現(xiàn) 6 3.3客戶端主要模塊的設(shè)計與實現(xiàn) 9 4實例-PCM實驗 15 4.1 PCM的基本原理 15 4.2 PCM的詳細實現(xiàn) 16 4.3實驗過程與結(jié)果分析 18 5總結(jié)及展望 21 參考文獻 22 1引 言 1.1研究背景 互聯(lián)網(wǎng)在世界的飛速發(fā)展，獲得了比較大的成功，在世界上覆蓋范圍比較大，而且信息資源比較豐富計算機信息網(wǎng)絡(luò)，因為是信息高速公路的主體，互聯(lián)網(wǎng)促進了世界科學(xué)的發(fā)展和進

8、步，提升科研力量的技術(shù)水平，現(xiàn)代信息社會中，科研項目的數(shù)量越來越多，許多項目需要大型合作人才才能更好的解決；由于研究活動的成本上升，實驗設(shè)備比較大，價格也比較高，所以需要實驗設(shè)備共享還能夠促進研究成本的下降，獲得信息網(wǎng)絡(luò)全球化以及通訊技術(shù)的新成果，積極地促進研究人員之間開展互動，做好技術(shù)協(xié)作以及資源共享，為不同領(lǐng)域的人員提供比較好的共享方法，能夠更好地解決信息激增出現(xiàn)的各種問題，互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生對于教育以及科學(xué)研究來說具有重要的意義，由于新的技術(shù)創(chuàng)新，教育以及研究模式也在發(fā)生變化，遠程教育就是比較典型的，互聯(lián)網(wǎng)教育作為遠程教育的典型例子，為委員程教育的發(fā)展提供了新的動力。 1.2研究意義 虛擬實

9、驗室比較開放而且比較直觀，通過虛擬實驗室就可以為學(xué)生進行遠程學(xué)習(xí)，而且可以提供一種圖文以及音像教育，形成了比較先進的傳感器測量技術(shù)，使用電腦模擬，動畫，緩慢或快速的過程緩慢，濫用或爆炸后的模擬可能會發(fā)生有毒有害污染環(huán)境和破壞性實驗，能夠在虛擬實驗室中獲得社會以及經(jīng)濟效益。 虛擬實驗室更新的速度很快，能夠進行維護以及操作。當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)在不斷的進步，越來越多的新技術(shù)以及設(shè)備不斷的出現(xiàn)；另一個方面，高等教育的資金招生規(guī)模比較小，不能夠購買高科技設(shè)備，能夠?qū)虒W(xué)進行顯示，不能夠滿足教學(xué)和研究的需求。虛擬實驗室可以隨時打開，能夠更好的滿足學(xué)生的好奇心，不斷地增強動手能力。 虛擬實驗室促進資本成本的

10、下降，極大地提升了教學(xué)研究的效果，實驗室可以有效地減少了用品的消耗情況，避免產(chǎn)生重復(fù)購買的情況，促進教學(xué)以及研究效益的不斷提升，實驗室操作比較方便，而且不會受到條件的影響，沒有實驗時間進行限制，所以可以全面的進行資源共享。 1.3研究內(nèi)容 第一章介紹。主要是分析了互聯(lián)網(wǎng)虛擬實驗室的背景，闡述了基于Java和MATLAB的虛擬實驗室平臺開發(fā)的必要性和意義。 第二章積極的分析了通信平臺的需求情況，主要對通信原理的實驗特點開展的各方面的分析，通過相關(guān)的實驗進行設(shè)計平臺以及功能模塊劃分，獲得了平臺架構(gòu)，有利于環(huán)境運行以及工具的開發(fā)。 第三章數(shù)字通信實驗平臺的建立。本文主要分析了實驗平臺開發(fā)過程

11、中的情況，而且分析Java以及MATLAB各種之間的溝通情況，每個模塊的設(shè)計需要和客戶端與服務(wù)器進行分開，然后實現(xiàn)的應(yīng)用程序的集成目標，平臺獲得了可視化界面，可以進行后臺的處理操作。而且對于客戶端而言，用戶可以添加組件開展各項檢查。 第四章介紹了“通信原理”課程的PCM實驗過程，并且對實驗過程進行了分析，內(nèi)容以及原理，而且分析了實驗的結(jié)果。 第5章總結(jié)。分析設(shè)計開發(fā)工作，未來需要進一步的完善各種開發(fā)工作平臺。 21 2數(shù)字通信實驗平臺的需求分析和總體設(shè)計 2.1平臺需求分析及功能劃分 2.1.1平臺需求分析 從課程需求的角度考慮的話，《通信原理》作為課程理論的基礎(chǔ)，大

12、學(xué)本科的課程重要性是必不可少的，學(xué)生和教師要在教學(xué)中積極地發(fā)揮作用，不能夠和實驗環(huán)節(jié)進行分離，實驗的實施是以課程為基礎(chǔ)的，所以進行教學(xué)設(shè)計的過程中，必須要參加教育科學(xué)研究的課程，這樣在某種程度上才能夠發(fā)揮更大的效果。 從實驗的環(huán)境全面來說，真實的環(huán)境受到工作人員，場地以及時間的限制，作文教學(xué)實驗的限制因素。所以要積極地掌握真實實驗，分析數(shù)字通信的原理，這樣才能夠滿足教學(xué)的需要，也能夠滿足用戶使用的需求，最終能夠克服物理設(shè)備產(chǎn)生的問題。 2.1.2平臺功能劃分 在對實驗室需求考慮的基礎(chǔ)上，需要對實驗過程的功能進行分析，但是主要讓實驗室獲得較多的實驗設(shè)備，這對于平臺的實施來說意義重大，所以在

13、開發(fā)系統(tǒng)的過程中必須要獲得比較多的設(shè)備件，這樣才能獲得比較多的數(shù)量。 以互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字通信原理構(gòu)建的實驗平臺，主要是以服務(wù)器以及客戶端進行劃分的。 在服務(wù)器層面，功能主要是通過兩個部分形成的，一個部分是設(shè)備的組件，另一個部分是獲得遠程用戶的請求并且積極的處理，然后結(jié)果可以反映給遠程用戶。由于服務(wù)器端請求更多的并發(fā)性，服務(wù)器端需要具有良好的后臺調(diào)度機制來處理這些請求。 在客戶端主要的功能包含了交互式實驗界面，界面的設(shè)計實驗，開展參數(shù)調(diào)整，促進過程的輸出，注意流程以及進行在線提示，動態(tài)模擬是開發(fā)過程中必須要考慮的功能。 2.2平臺體系結(jié)構(gòu) 用戶主要使用的瀏覽器通過虛擬機支持遠程服務(wù)應(yīng)用程序的

14、下載，根據(jù)頁面事件響應(yīng)服務(wù)器的請求，這種請求需要類文件Java； 服務(wù)器需要客戶提交XML文件，而且要對注冊文件進行分析，然后將Java類文件返回給用戶； 當(dāng)用戶獲得了Java類文件之后，需要調(diào)用本地的初始化用戶界面，然后在界面中根據(jù)實際的需要進行驗證，然后需要將系統(tǒng)的服務(wù)器發(fā)送MATLAB滿足函數(shù)功能的要求； 攔截到用戶的請求，通過JMatLink調(diào)用MATLAB，并通過VLS計算結(jié)果返回給用戶； 用戶獲得了服務(wù)器結(jié)果就要執(zhí)行線程操作，而且有利于實驗結(jié)果的實現(xiàn)。 圖2.1數(shù)字通信原理虛擬實驗平臺體系結(jié)構(gòu) 2.3平臺運行環(huán)境 客戶端操作環(huán)境：虛擬實驗室主要使用J2SE語言開發(fā)

15、，而且具備的語言獨特的平臺，當(dāng)計算機解釋JAVA，可以在計算機上運行JVM，然后在所有流行的操作系統(tǒng)下進行運行。如Microsoft Windows系列，如Windows 98，Windows Me，Windows NT.Windows 2000系列，Sun Solaris，Apple的Macintosh，以及Linux和Unix操作系統(tǒng)。 用戶通過兩種方法進入到實驗室中，首先要獲得JAVA瀏覽器。但是，不同版本的Netscape和Internet Explorer支持不同版本的Java，因此使用IE和Netscape 6.0或更高版本的瀏覽器需要用戶安裝相應(yīng)版本的Java Plug-in（

16、Java Plug-in）。虛擬實驗室使用的JDK的當(dāng)前版本是1.4。第二種方法是使用Web Start技術(shù)進入虛擬實驗室，使用Web Start技術(shù)將自動安裝適當(dāng)?shù)腏DK操作環(huán)境。 服務(wù)器端操作環(huán)境：Web服務(wù)器可以安裝在Windows 2000 Server或Windows NT的服務(wù)器端。要在Windows 2000 Server或Windows NT上安裝服務(wù)器，可以選擇IIS5.0或其他Web服務(wù)器。您還可以選擇另一個平臺作為Web服務(wù)器，如Linux + Apache。在這個平臺上，我們使用Tomcat 5.5相關(guān)組件，屬性等文件發(fā)布。 3數(shù)字通信實驗平臺的具體設(shè)計與實現(xiàn)

17、 3.1 MATLAB的通信機制 3.1.1 JMatLink簡介 1999年，德國Stefan Mueller博士成功地建立了一種JMatLink新接口,有利于Java調(diào)用MATLAB算法庫，由于這些年在不斷的改進，出現(xiàn)了比較成熟的軟件產(chǎn)品。 JMatLink的所有的方法都是本機方法，主要通過非語言進行編寫。 這些方法是Windows 95 / 98I NT / 2000，各種UNIX平臺可以支持一些框架而無需更改源代碼。 JMatLink被定義為繼承自java.lang.Thread的類。 3.1.2 JMatLink的內(nèi)部機制 為了實現(xiàn)Java和MATLAB的通信，JMatLi

18、nk主要使用JNI技術(shù)，因為和他JNI進行視圖是比較輕松的而且要容易，可以開展實時的通訊，讓連接服務(wù)器的問題得到更好的解決，主要包含了以下部分： 基礎(chǔ)設(shè)施，提供了一種新的組件，可以知道系統(tǒng)的聯(lián)合系統(tǒng)； 程序設(shè)計模型，要鼓勵分布式服務(wù)產(chǎn)品的獲得， 服務(wù)。作為聯(lián)合系統(tǒng)的一部分，為其他的成員提供功能。 3.2服務(wù)器端主要模塊的設(shè)計與實現(xiàn) 3.2.1服務(wù)器管理界面 對于代理服務(wù)器管理模塊而言要進行服務(wù)，積極地開展日常工作配置，進行控制以及維護以及MATLAB的開啟和關(guān)閉等。 為了能夠完成模塊的功能，首先使用Swing技術(shù)開發(fā)服務(wù)管理界面，為操作員的圖形界面提供一個窗口，方便使用。 管理界

19、面執(zhí)行以下功能： （1）在Web服務(wù)器發(fā)布服務(wù)中，用戶在打開接口發(fā)送呼叫之前初始化請求； （2）當(dāng)后臺操作接受用戶請求后，分析數(shù)據(jù)流后，顯示相關(guān)信息，輕松管理視圖，包括客戶端地址，哪些組件連接； （3）打開和關(guān)閉MATLAB計算引擎； （4）其他輔助功能，包括配置，退出服務(wù)，日志顯示。 3.2.2線程池的詳細設(shè)計 很多服務(wù)器的應(yīng)用程序被設(shè)計用來處理各種短任務(wù)，主要是通過某種方法的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進入到服務(wù)器中，或者是通過數(shù)據(jù)查詢庫，不管請求是怎么樣的，服務(wù)器應(yīng)用程序經(jīng)常會發(fā)送一個請求任務(wù)，請求的數(shù)量非常多. 建立服務(wù)器應(yīng)用程序的模型主要的目標是為了創(chuàng)建一個新線程然后可以發(fā)出新的請求。一般

20、而言，這種方法對于原型設(shè)計非常有效，如果你使用了這種方法促進服務(wù)器的應(yīng)用程序工作，那么這種方法的缺點是比較容易得到發(fā)現(xiàn)的，每個線程對于缺點是需要創(chuàng)建一個新的線程，然后要建立線程服務(wù)器還要回線程，，系統(tǒng)的資源損耗比實際用戶花費了更多的時間。 除了建立開銷，線程會消耗各種資源，導(dǎo)致內(nèi)存出現(xiàn)不足的狀況，最終會產(chǎn)生系統(tǒng)過載，為了避免出現(xiàn)資源不足，需要使用一些方法限制各種請求的處理。 線程池主要使用的多個任務(wù)的線程，線程創(chuàng)建成本實現(xiàn)的任務(wù)共享，如果線程出現(xiàn)的時候，那么請求獲得的時候，獲得的延遲就會取消，這樣就可以進行請求服務(wù)，然后可以進行更好的響應(yīng)，對線程數(shù)目進行調(diào)整，當(dāng)請求的數(shù)量超過某個值的時候，

21、強調(diào)其他新的請求需要及時的被處理，才能避免資源浪費。 3.2.3后臺調(diào)度模塊的設(shè)計 為異構(gòu)對象提供調(diào)用服務(wù)。在服務(wù)器端通過JMatLink創(chuàng)建引擎對象，實現(xiàn)對象方法可以打開，關(guān)閉MATLAB計算引擎基本調(diào)用方法；；單MATLAB計算引擎提供分布式通話服務(wù)； 任務(wù)調(diào)度和數(shù)據(jù)流分析。用戶的需求從任務(wù)隊列中做好任務(wù)分析，可以調(diào)用MATLAB算法處理吧，對數(shù)據(jù)流計算進行分析，通過這種過程，客戶端組件就可以獲得以下的處理結(jié)果； 返回MATLAB計算的結(jié)果。 服務(wù)線程已被安排為單個任務(wù)，所以相應(yīng)的請求將逐個返回結(jié)果。 在VLS中，JMatLink作為Java和MATLAB之間的橋梁。 JMatL

22、ink使用Java JN技術(shù)定位和調(diào)用非Java方法（本地化方法），并將C / C ++文件編譯到JMatLink.dll中，該文件還引入了MATLAB庫函數(shù)。 您可以輕松調(diào)用MATLAB函數(shù)，以便Java可以與MATLAB進行通信。 圖3.21 調(diào)用MATLAB請求的序列圖 在平臺上，主要是使用的通訊工具源代碼編碼，模擬數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，主要通過特殊濾波開展數(shù)據(jù)的過濾，這些功能要根據(jù)開發(fā)過程的規(guī)則，積極的為對象提供服務(wù)，在現(xiàn)實生活中，需要解析遠程客戶的組件信息，然后要配備背景定義的組件類型，當(dāng)配對完成之后，要通過引擎調(diào)用方法對執(zhí)行對象的傳遞暫停值以及執(zhí)行組建屬性。 MATLAB計算引擎。

23、 3.3客戶端主要模塊的設(shè)計與實現(xiàn) 3.3.1用戶操作界面 在實現(xiàn)用戶界面時，我們使用Swing用戶界面組件技術(shù)來開發(fā)幾個模塊類，主窗口（MainWindow），主菜單（MainMenu），工具欄（ToolBar），實驗設(shè)備載體（DeviceCarrier）實驗設(shè)備連接器類（DeviceConnector），設(shè)計面板（DesignPane），屬性編輯類（PropertyEditor）用戶注冊類 （RegisterClassPane）和結(jié)果面板類（ResultPane）等，其中MainWindow類是實驗平臺的主要框架，它繼承了JFrame類，整個數(shù)字通信虛擬實驗用戶界面平臺布局。 在Ma.

24、inWindow中我們加載了實驗設(shè)計窗口，實驗結(jié)果窗口，工具欄和菜單欄；； ToolBar分別創(chuàng)建了五個實例對象，分別運行，停止，創(chuàng)建，打開并保存實驗過程； DeviceCarrier類創(chuàng)建對象是實驗設(shè)備單元中的流，性別和一些屬性值。它具有設(shè)備名、引線、大小、實驗設(shè)備的URL地址等屬、PropertyEditor類完成了實驗設(shè)備屬性的編輯；設(shè)備的主要完成開始，執(zhí)行，停止和顯示結(jié)果。 3.3.2動態(tài)實驗仿真效果 數(shù)字通信實驗的特點表明，實驗需要動態(tài)和現(xiàn)實的實驗結(jié)果。在設(shè)計和實現(xiàn)過程中，可以從實驗設(shè)備中提取單個設(shè)備，具有相應(yīng)的動態(tài)特性。為了能夠在平臺上提供這些功能，我們從實驗過程的數(shù)據(jù)生成和顯

25、示中顯示實驗?zāi)M結(jié)果。 ?1.實驗數(shù)據(jù)的動態(tài)產(chǎn)生? 一，實驗數(shù)字信號課程具有連續(xù)穩(wěn)定的特點，在信號發(fā)生器的設(shè)計中應(yīng)與此特征保持一致；那么信號接收信號的分量動態(tài)變化有正確的方法；最后，信號應(yīng)準確符合實驗要求。 在信號分量中，如動態(tài)正弦，余弦，正切等信號。這些方法被封裝在相應(yīng)的組件方法中，例如產(chǎn)生正弦信號。相應(yīng)的方法是sinSignal（），為了能達到實驗要求的精度，該方法返回類型定義為double型；；該循環(huán)用于動態(tài)生成預(yù)定義的數(shù)據(jù)數(shù)組N.在實驗組件中，dataNum的值為36，結(jié)果存在result的定長數(shù)組中。?結(jié)果具有實驗的準確性而且是一個固定長度的數(shù)組。 當(dāng)一個組件獲得一個線程運行

26、時，它的方法被調(diào)用一次，一次生成一個數(shù)組的36個字節(jié)，然后傳遞給另一個組件進行處理，直到顯示最后一個信號。 2.動態(tài)顯示實驗結(jié)果 實驗的最終顯示通過組件獲得的，因為實驗要求不同所以出現(xiàn)了不同的組件，這些組件會定義緩沖區(qū)對組件數(shù)據(jù)進行緩存，其長度是dataNum的整數(shù)倍。 setSourceData2（double source）方法在組件方法體中定義，接收的數(shù)組被緩沖到buffe：array中，ScopeData數(shù)組從緩沖區(qū)數(shù)組（從頭到尾）存儲，后面是drawHistogram（）方法調(diào)用ScopeData數(shù)組中的數(shù)據(jù)來繪制JlnternalFrame對象。 在組件中，為了在過程中動態(tài)顯

27、示信號變化，組件設(shè)計需要定義一個重要的屬性sleepInterval，可以更好的反應(yīng)信號的間隔情況。當(dāng)繪制時，相鄰數(shù)據(jù)之間的間隔是用戶可以設(shè)置sleepInterval的時間差。這樣，這樣就能夠發(fā)現(xiàn)顯示屏信號的動態(tài)以前。當(dāng)后臺線程繼續(xù)運行時，顯示組件繼續(xù)從前一個組件獲取數(shù)據(jù)，并連續(xù)填充緩沖區(qū)數(shù)組，使得最后顯示的信號可以連續(xù)流動。 3.3.3設(shè)備Bean組件的設(shè)計 在對虛擬實驗平臺設(shè)備開發(fā)的時候，主要使用Java組件對象技術(shù)，技術(shù)和組件技術(shù)進行結(jié)合，有利于程序得到更好更快的開發(fā)，你在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)程序平臺上得到使用，而且每個實驗設(shè)備需要根據(jù)規(guī)范進行創(chuàng)建，而且獲得了對接口調(diào)用，實踐細節(jié)被封裝在bea

28、n中，用戶可以添加新的實驗組件，在bean中實現(xiàn)的方法分別提供的屬性讀取以及改變，促進儀器組件屬性的設(shè)置以及讀取，主要使用的各種組件技術(shù)，用戶可以對設(shè)備自行選擇，對參數(shù)值進行設(shè)計，bean組建模型可以對虛擬實驗平臺進行開發(fā)。 一般來說，對于特定設(shè)備為了功能得到實現(xiàn)，我們需要根據(jù)組建方法進行訪問，施工方法以及相同的那個平臺，他主要負責(zé)變量的組件初始化工作，當(dāng)系統(tǒng)后臺程序運行的過程中，系統(tǒng)用戶會設(shè)置默認值，；設(shè)計和實現(xiàn)基于其屬性的訪問方法訪問和修改其組件的屬性值。以下是set和get組件屬性的值。 3.3.4實驗的運行流程 在客戶端，用戶在登錄操作界面中定制了實驗拓撲結(jié)構(gòu)后，實驗設(shè)備根據(jù)實驗

29、過程進行排隊。所有組件根據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)排列在節(jié)點隊列中。當(dāng)實驗開始并且實驗運行時，節(jié)點隊列中的元素會在系統(tǒng)分線程中運行，使用到服務(wù)器端，提交接收處理結(jié)果，當(dāng)處理結(jié)果完成后線程就會開始工作，每個縣城都要對數(shù)據(jù)接受及輸出，而且結(jié)果會保留相關(guān)的結(jié)果，是輸入數(shù)據(jù)的輸入線程，為了促進后臺更好的運行，開發(fā)了核心類Resultpane。 哪個是對的？ 有沒有標點符號？要確定類，主要負責(zé)對用戶的實驗過程進行實驗，形成了比較好的實驗結(jié)果，調(diào)用的對象功能，不能夠隨時終止實驗，需要恢復(fù)實驗結(jié)果和操作過程，顯示出了實驗結(jié)果并且恢復(fù)了操作。該類中的runExperiment方法用于運行用戶在實驗室面板中定制的實驗流程。

30、 3.3.5客戶端組建添加的設(shè)計和實現(xiàn) 對于基于互聯(lián)網(wǎng)的虛擬實驗環(huán)境，豐富的實驗組件至關(guān)重要。開發(fā)商試圖通過考慮平臺的各個方面擴大實驗設(shè)備組件。然而，對于某些特定或特殊的用戶組件，擴展組件可能不會出現(xiàn)在需要的組件中，有些不能夠完成實驗；另外一些研究人員在使用這個平臺的時候，想在Platform上開發(fā)一類實驗設(shè)備組件來測試組件的正確和模擬性能。因此，客戶端需要允許用戶在本地添加組件。 為了更好的讓用戶對平臺組件進行測試，專門為用戶開發(fā)了相關(guān)的功能模塊，這種技術(shù)開發(fā)規(guī)范以及新的平臺組件模型為基礎(chǔ)，用戶可以根據(jù)組件進行技術(shù)開發(fā)以及平臺的設(shè)計，而且根據(jù)的平臺設(shè)計流程，擴展平臺組件。用戶提交這

31、些組件可以與現(xiàn)有的平臺組件一起使用，以通過實驗?zāi)M結(jié)果驗證和檢測用戶提交的組件。 圖3-12顯示了在用戶選擇要加載的bean的類路徑之后，URLC1assLoader類完成了代碼的加載。 Introspector類獲取加載的bean的內(nèi)部信息，并返回BeanInfo的對象。 該對象包含bean的屬性和方法描述，并將信息發(fā)送到RegisteredClassPane對象。 RegisteredC} lassPane對象向用戶組件注冊列表添加一個新組件，該組件將新組件添加到組件列表中。 此時，用戶可以選擇平臺上的組件，添加到測試和驗證。 圖3.2用戶添加自定義組件的協(xié)作圖 Applet數(shù)字

32、簽名的實現(xiàn)主要包括如下一些步驟: （1）將客戶端需要用到的各種Applet class文件打成far包，即newlab aar；； （2）在網(wǎng)頁中嵌入Applet，即在平臺上Entry.html文件中內(nèi)嵌: 的代碼段；； （3）生成證書及簽名（使用keytool和j arsigner命令），將產(chǎn)生一個newlab.store的密鑰庫文件和一個ne

33、wlab.cert的證書文件，同時對上面已打包的文件進行簽名；； （4）新建一個策略文件applet.policy，其內(nèi)容如下: keystore"http:Il192.168.1.66:80801virtual 1abIDCPlnewlab.store""JKS"；；grant signedBy"newlab" {permission java.io.FilePermission"ALL FILES"，"read"；；}；； （5）修改{java.home}Ijrellib/security目錄下的j ava.security的內(nèi)容，在其中添加上面創(chuàng)建好的applet

34、.policy文件。 通過Applet數(shù)字簽名，用戶有了訪問本地資源的權(quán)限，可以在平臺上添加自己的設(shè)備Bean組件到平臺上來進行驗證和測試。 4實例-PCM實驗 4.1 PCM的基本原理 在通信原理實驗中，PCM脈碼調(diào)制實驗在教學(xué)中的作用比較重要，PCM通訊系統(tǒng)如圖4.1，原理包括了以下三個過程： （1）取樣。模擬信號被轉(zhuǎn)換為時間離散采樣脈沖序列。其模擬信號帶寬是周期掃描頻率的2倍以上，使時間連續(xù)信號進入時間離散信號。模擬信號還包括了原始信號中的各種信息，所以原始模擬信號可以不斷的恢復(fù)。 （2）量化。離散時間連續(xù)幅度采樣信號被轉(zhuǎn)換成離散時間離散振幅數(shù)字信號。量化分為均勻量化和不

35、均勻量化。 均勻量化是在采樣信號的范圍內(nèi)均勻地劃分量化電平的量化方法。所得到的量化噪聲是均勻的，與采樣點處的信號幅度無關(guān)。因此，當(dāng)信噪比低時，干擾信噪比高，干擾小，信號弱，會產(chǎn)生均勻的量化。當(dāng)信噪比小時，會產(chǎn)生大信號，當(dāng)信噪比不足時。 （3）編碼。量化采樣值由一定數(shù)量位的一組脈沖表示。 圖4.1 PCM通信系統(tǒng)方框圖 非均勻量化是基于信號的不同部分來確定量化間隔的量化方法。 具體方法的不均勻量化是壓縮擴展方法，即發(fā)送方采樣信號到第一壓縮過程然后量化，他是解決小信號均勻量化固定均勻選擇量化間隔的非線性量化 方法，在小信號密度層中，量化間隔小，而在大信號稀疏，定量間隔。 根據(jù)CCITT

36、的建議，通常有兩種實現(xiàn)非均勻量化的方法：一種是北美和日本的15段多線近似（u = 2SS）壓擴； 另一個是歐洲和中國的13折線近似法（A = 87.56）。 4.2 PCM的詳細實現(xiàn) 以代碼PCM代碼為例分析它的實現(xiàn)過程。在客戶端中，非均勻A律PCM編碼器組件用pcmcodeA方法編寫，具體實現(xiàn)如下，完成對MATLAB請求的遠程調(diào)用的主要方法，并且處理結(jié)果進行解析。 4.3實驗過程與結(jié)果分析 實驗開始之前，服務(wù)器端的管理人員要登錄到管理界面中，啟動MATLAB，然后實現(xiàn)初始化之后就可以進行請求處理，用戶根據(jù)實驗要求開展實驗工作，具體實驗過程如下： 用戶通過瀏覽器下載嵌入式Appl

37、et頁面，將Applet頁面嵌入JSP頁面，如圖3-14所示。根據(jù)事件響應(yīng)頁面，訪問實驗平臺所需的類文件，運行用戶界面窗口； 自定義實驗過程。在均勻量化的情況下，PCM編碼實驗所需的組件包括：“數(shù)字信號發(fā)生器”，“覆蓋”，“統(tǒng)一PCM量化器”和“信號示波器”，PCM編碼不均勻量化過程分為A律和林律，根據(jù)用戶需要選擇實驗。在這個例子中，我們選擇了“一種不均勻量化器的方法”進行PCM實驗； 實驗設(shè)備組件的參數(shù)情況，在實驗面板區(qū)域要增加這些設(shè)備，，用戶要根據(jù)實際需求做好列表屬性值的修改； 單擊“運行”按鈕，系統(tǒng)會自動地檢測到后臺設(shè)備的組件，主要是通過自定義的方式獲得的，在系統(tǒng)的后臺需要對這些組

38、件進行啟動； 數(shù)字信號發(fā)生器“根據(jù)設(shè)定的參數(shù)生成36字節(jié)的數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到”O(jiān)verlayer“，”O(jiān)verlayer“將疊加結(jié)果發(fā)送到”均勻量化器“，”A律非均勻量化器“信號示波器資產(chǎn)（1號）信號示波器組件（No.1）將在結(jié)果面板上顯示疊加信號，這個時候，另外兩個組件需要通過MATLAB調(diào)用庫函數(shù)，不要發(fā)送呼叫請求，，處理服務(wù)器將結(jié)果返回到數(shù)字信號示波器組件（No.2）和數(shù)字示波器組件，然后就可以處理三個示波器組件，面板的顯示信號可以疊加，均勻量化； 重復(fù)步驟（5），直到用戶點擊停止按鈕。 通過上述步驟，我們將在ResultPane面板中看到3個輸出框圖，如圖3-16所示，信號系統(tǒng)穩(wěn)定

39、的狀態(tài)并且是動態(tài)顯示的，左方圖的信號圖不夠均勻化，中間圖形是一種原始信號圖，右側(cè)圖形是進行均勻采樣的結(jié)果。 在本實驗中，我們可以從信號中得到信號結(jié)果，用戶對PCM原理有更多的理解和掌握，對于教學(xué)，也是一個有意補充的，這在實驗室中已經(jīng)發(fā)揮了遠程學(xué)習(xí)重要的配套作用。 在數(shù)字原理實驗平臺中，包括了PCM實驗，而且進行了濾波以及信號頻譜分析，調(diào)制解調(diào)，數(shù)字基帶信號的傳輸?shù)葘嶒?，每個實驗都有用戶實現(xiàn)組件，。 濾波器實驗：在本實驗中，設(shè)計并實現(xiàn)了兩種類型的濾波器，即FIR和Butterworth濾波器。低通，帶通，高通和帶阻濾波器被開發(fā)用于不同的濾波要求。該信號頻譜分析實驗：快速傅立葉頻譜轉(zhuǎn)換器，快

40、速傅里葉相變換器等。 數(shù)字通帶調(diào)制解調(diào)實驗：數(shù)字通帶調(diào)制器，數(shù)字通帶解調(diào)器等。 數(shù)字基帶信號傳輸：模式轉(zhuǎn)換器，模式顯示等。 除了上述關(guān)于主要組件的各種實驗之外，還開發(fā)了具有不同顯示器組件的實驗，包括數(shù)字示波器，信號示波器等。 5總結(jié)及展望 在數(shù)字通信原理的基礎(chǔ)上，本文提出了基于Java和MATLAB的數(shù)字通信原理虛擬實驗平臺，并詳細介紹了平臺的設(shè)計與實現(xiàn)。用戶請求進行遠程用戶訪問和處理已被完整描述。該平臺滿足遠程學(xué)習(xí)需求，視覺用戶界面允許用戶與平臺之間的互動良好，利用Java語言平臺實現(xiàn)獨立性，以Java Bean為核心的基于組件的開發(fā)模式來解決系統(tǒng)軟件的重用和互操作性問題。同時

41、，利用MATLAB作為計算引擎，提高平臺的仿真性能，簡化了平臺組件的開發(fā)，縮短了組件開發(fā)周期。用戶參與實驗平臺，數(shù)字通信理論課程將有更深刻的理解和把握，對實驗教學(xué)和研究起著催化作用，具有實際價值。 由于時間和人員的限制，基于Java和MATLAB集成數(shù)字通信原理的虛擬實驗平臺已經(jīng)按計劃完成了一些基本功能，但仍有很多方面的工作要完善。為了更好地滿足電腦遠程實驗教學(xué)的要求，使用戶更加深入了解和掌握數(shù)字通信的原理，虛擬實驗室有一些后續(xù)工作可以進行。 參考文獻 [1]王麗麗,謝艷輝,劉姝延,臧睦君.“通信原理”精品課程建設(shè)的探索與思考[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報.2017(01) [2]唐萬偉

42、.通信原理課程多維教學(xué)改革方法與實踐[J].課程教育研究.2013(30) [3]沈建冬,張英,趙勇.郵電高校電氣工程及其自動化專業(yè)開設(shè)《通信原理》課程的探討[J].教育教學(xué)論壇.2014(06) [4]陳芳妮.面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的通信原理課程改革探討[J].浙江科技學(xué)院學(xué)報.2014(01) [5]陶杰,王欣,張弛,霍曉磊.“通信原理”課程建設(shè)的幾點思考[J].科教文匯(中旬刊).2014(01) [6]吳俊,徐丹,羅勇.軍隊院?！巴ㄐ旁怼钡膶嶒灲虒W(xué)改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報.2014(01) [7]王勤,唐紅文,朱翠濤.通信原理課程實踐教學(xué)探索[J].中國電力教育.2014(

43、08) [8]麗娜.通信原理實驗教學(xué)的改革[J].長春教育學(xué)院學(xué)報.2013(22) [9]譚家杰.通信原理可視化輔助教學(xué)研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備.2013(03) [10]田竹梅.通信原理課程教學(xué)改革實踐與探索[J].九江學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版).2013(01) [11]程鈴,徐冬冬.Matlab仿真在通信原理教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗室研究與探索.2010(02) [12]馬玉靜.MATLAB的通信系統(tǒng)仿真的應(yīng)用[J].長春大學(xué)學(xué)報.2009(02) [13]關(guān)雪梅,陳純鍇.基于Matlab的通信原理實驗教學(xué)的研究[J].實驗技術(shù)與管理.2008(05) [14]李強,明艷

44、,吳坤君.基于Matlab的通信原理演示系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].實驗技術(shù)與管理.2008(08) [15]劉素心,王汝芳,張廣森.基于Matlab的通信系統(tǒng)的實驗仿真設(shè)計[J].實驗室科學(xué).2008(03) [16]粟田禾.基于Matlab的“通信原理”實驗教學(xué)[J].高校實驗室工作研究.2008(02) [17]謝曉燕,寧永海.基于MATLAB的通信系統(tǒng)仿真應(yīng)用研究[J].通信技術(shù).2007(12) [18]王潔麗.基于MATLAB的通信原理實驗設(shè)計和仿真[J].電子技術(shù).2007(23) [19]蔣霞.基于MATLAB的通信系統(tǒng)動態(tài)仿真應(yīng)用[J].塔里木大學(xué)學(xué)報.2006(02) 致謝 讓人懷念的校園生活很快跟我說再見，在準備論文的時候，我對過去學(xué)到了的知識有了更清楚的認識。所以在科目理論與工程實踐中，與以往相比取得了重大進展。另外在這段期間，我遇到了很多志同道合的學(xué)生，在系統(tǒng)設(shè)計的一部分，他們給了我很多的幫助。在這種情況下，您需要衷心感謝所有溝通工程學(xué)科的老師，帶我進入溝通項目領(lǐng)域。在這篇文章中，在系統(tǒng)選擇過程中，老師一直熱心的幫助，項目設(shè)計也在飛躍中！在本學(xué)期階段，老師及時開會討論研究進展，對有誤區(qū)地方進行指導(dǎo)，監(jiān)督下一步完成任務(wù)；寫作階段，老師仔細查看論文的結(jié)構(gòu)，指定變更有錯誤的地方。我要向?qū)煴硎局孕牡母兄x。