挑战:
采用离散多音频(DMT)调制技术和商业现成(COTS)组件来构建多通道有线通信系统的原型，以便系统设计人员对通信性能和计算复杂度之间的取舍进行评估。

解决方案:
采用NI COTS组件、LabVIEW Real-Time软件以及来自其他多个供应商的组件来开发尤其适用于多线程执行的实时调制解调器测试平台。在高速有线通信系统中，单个发射器 - 接收器装置可能无法提供所需的信息交换率。 系统设计者可能需要转而使用多个收发器并行通信的多信道通信系统，也称为多输入多输出(MIMO)系统。 通常以多个载波频率来发送数据，如数字用户线(DSL)。 这些频率也称为DMT调制。

我们开发了一个带有两个收发器的实时MIMO DMT测试平台。 由于导线之间存在电磁耦合，并行传输会导致大量信号受损，包括近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT)。 而借助测试平台，设计人员可以对通信性能以及减少NEXT、FEXT及其他损伤的算法的实现复杂度进行评估，从而做出取舍。 我们采用NI硬件和 LabVIEW软件开发系统。

 

软件解决方案
我们将测试平台上运行的软件解决方案分为两个部分： 实时组件和非实时组件。 实时软件组件包括收发器算法和 硬件组件接口。 我们在嵌入式控制器的LabVIEW Real-Time模块 中实现这些组件，从而满足了严苛的实时限制。 核心收发器算法包括传输信号生成、信号解码和各种能够以低误码率提高数据传输速率的信号处理技术。 我们在C++中开发这些算法，并将它们作为DLL的一部分执行。

我们通过硬件接口来维持用于传输和接收采样数据的缓冲器，并将这些采样数据传输到数据转换器，硬件连接通过LabVIEW Real-Time VI实现。我们选择使用LabVIEW Real-Time模块 ，因为它是一款可靠的高性价比集成解决方案，可帮助我们轻松地集成多通道数据采集。

测试平台的非实时组件包含软件用户接口。 借助这些组件，用户就可以控制与以下部分相关的通信链路参数：硬件（如传输电压和采样速率）、软件（如缓冲区大小）和系统（如均衡器和比特分配设置）。 我们通过以太网将台式电脑上的LabVIEW VI与PXI机箱相连接来实现该接口。

 

设计多核测试平台
我们一开始采用 NI PXI-8186嵌入式控制器和LabVIEW 8.0来开发测试平台，这两个组件均支持单线程实现。 这意味着我们的解决方案由于高速数据流通信系统产生的实时限制而基本上无法执行。 我们去掉了非线性均衡和信道跟踪等部分算法，并降低了采样率，以降低运行该测试平台的计算需求。区溢出。

我们将系统升级至 NI PXI-8106嵌入式控制器， 该控制器包含一个双核2.2 GHz Intel 处理器并可支持LabVIEW 8.5，因此VI可以多线程执行，从而利用多核系统的优势。 我们还采用 N NI PXI-5421任意波形发生器实现接收器的模数转换和 NNI PXI-5122高分辨率数字化仪  来实现接收器的数模转换。

我们将嵌入式控制器和数据转换器插入到 NI PXI-1045机箱, 该机箱为所有组件提供了一个同步背板，使我们可以轻松地在LabVIEW环境中访问数据转换器。 系统的模拟前端包括德州仪器的线路驱动器/混合电路和ADI公司的抗混叠低通无源滤波器。 我们采用运行LabVIEW的台式电脑为测试平台提供了可视化界面。

 

借助NI产品提高计算性能
我们每进行一次升级，计算性能就有了显着提高，而且还能够在测试平台上以期望的采样率执行所有信号处理算法。 图3表示的是接收信号缓冲器的计算性能提升百分比. 百分比越高意味着处理一个帧所需费的时间越多，这会导致由于数据停留在缓冲器的持续时间较长而占用较多的缓冲区。 我们发现无论是硬件还是软件升级，计算性能均有了显着的提高。而且，我们只是将一个新处理器插入到PXI机箱及安装了LabVIEW8.5就实现了性能的提升，并没有对LabVIEW或C++代码进行任何更改。 因此，我们基于LabVIEW的解决方案并不依赖某个特定的硬件组件，而且我们可以迅速地修改代码来利用多核处理器的优势，使系统性能提升一倍。 基于LabVIEW的设计提高了计算能力，同时也使我们能够将测试平台扩展为3×3通信系统。