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篇1

超寬帶無線電是對基于正弦載波的常規無線電的一次突破。幾十年來，無線通信都是以正弦載波為信息載體，而超寬帶無線通信則以納秒級的窄脈沖作為信息載體。其信號產生、調制解調、信號隱蔽性、系統處理增益等方面，具有獨特的優勢，尤其是能夠在密集的多徑環境下實現高速傳輸。由于脈沖持續時間很短，多徑分量在時域上不易重疊，多徑分辨能力高，通過先進的多徑分離技術或瑞克接收機，可以充分利用多徑分量。

目前，典型的超寬帶無線通信調制方式以TH-PPM、TH-PAM為主，本論文中，介紹超寬帶無線通信中的調制技術，主要討論TH-PPM、TH-PAM的基本原理，并且對比調制技術的優缺點，性能的好壞，并進行動態的仿真，從仿真圖中較清楚的研究調制方式，從而得出正確的結論，細致的研究超寬帶無線通信中的調制技術。

關鍵字：超寬帶 調制方式 PPM調制 PAM調制 OFDM調制

2 概述

2.1 總述

近幾年來,超寬帶短距離無線通信引起了全球通信技術領域極大的重視。超寬帶通信技術以其傳輸速率高、抗多徑干擾能力強等優點成為短距離無線通信極具競爭力和發展前景的技術之一。FCC(美國通信委員會) 對超寬帶系統的最新定義是:相對帶寬(在- 10dB 點處) (fH - fL)/fc > 20 %(fH ,fL ,fc分別為帶寬的高端頻率、低端頻率和中心頻率) 或者總帶寬BW> 500MHz。[1]它與現有的無線電系統比較,在花費更小的制造成本的條件下,能夠做到更高的數據傳輸速率(100～500MbPs) 、更強的抗干擾能力(處理增益50dB 以上) ,同時具有極好的抗多徑性能和十分精確的定位能力(精度在cm 以內) 。

2.2 UWB基本原理

發射超寬帶(UWB) 信號最常用和最傳統的方法是發射一種時域上很短(占空比低達0. 5 %) 的沖激脈沖。這種傳輸技術稱為“沖擊無線電( IR) ”.UWB - IR 又被稱為基帶無載波無線電,因為它不像傳統通信系統中使用正弦波把信號調制到更高的載頻上,而是用基帶信號直接驅動天線輸出的[6];由信息數據對脈沖進行調制,同時,為了形成所產生信號的頻譜而用偽隨即序列對數據符號進行編碼。因此沖擊脈沖和調制技術就是超寬帶的兩大關鍵所在。

2.2.1 脈沖信號

從本質上講,產生脈沖寬度為納秒級的信號源是UWB 技術的前提條件。目前產生脈沖信號源的方法有兩類: ①光電方法,基本原理是利用光導開關導通瞬間的陡峭上升沿獲得脈沖信號。由于作為激發源的激光脈沖信號可以有很陡的前沿,所以得到的脈沖寬度可達到皮秒(10 - 12 ) 量級。另外,由于光導開關是采用集成方法制成的,可以獲得很好的一致性,因此是最有發展前景的一種方法。②電子方法,利用微波雙極性晶體管雪崩特性,在雪崩導通瞬間,電流呈“雪崩”式迅速增長,從而獲得具有陡峭前沿的波形,成形后得到極短脈沖。在電路設計中,采用多個晶體管串行級聯,使用并行同步觸發的方式,加快了雪崩過程,從而達到進一步降低脈沖寬度的目的[7]。

沖激脈沖通常采用單周期高斯脈沖,典型的單周期高斯脈沖的時域和頻域數學模型分別表示為:

(2-1)

(2-2)

單周期脈沖的寬度在納秒級(0. 1～1. 5ns) ,重復周期為25～1000ns ,具有很寬的頻譜,如圖2-1 所示。實際通信中使用的是一長串的脈沖,由于時域中信號的周期性造成了頻譜的離散化,周期性的單脈沖序列頻譜中出現了強烈的能量尖峰。這些尖峰將會對信號構成干擾,通過數據信息和偽隨機碼來進行編碼P調制,改變脈沖與脈沖間的時間間隔,可以降低頻譜的尖峰幅度[2]。

圖2-1 　單周期脈沖的時間域和頻率域的表示

2.2.2 UWB的調制技術

超寬帶系統中信息數據對脈沖的調制方法可以有多種。脈沖位置調制( PPM) 和脈沖幅度調制(PAM) 是UWB 最常用的兩種調制方式。通常UWB信號模型為:

(2-3)

其中,w ( t) 表示發送的單周期脈沖, dj , tj 分別表示單脈沖的幅度和時延。

a PAM- UWB

PAM是一種通過改變那些基于需傳輸數據的傳輸脈沖幅度的調制技術。在PAM調制系統中,一系列的脈沖幅度被用來代表需要傳輸的數據。任何形狀的脈沖都是通過其幅度調制使傳輸數據在{ - 1 , + 1}之間變化(對于雙極性信號) 或在M 個值之間變化(對于M 元PAM) 。增加傳輸脈沖所占的帶寬或減少脈沖重復頻率,都可以增加一個固定平均功率譜密度的UWB 系統所能達到的吞吐量和傳輸距離,可以看出這一效果與增加傳輸功率的峰值的效果是相似的。[8]

采用脈沖幅度調制(PAM)的超寬帶信號波形如下:[4]

(2-4)

其中, dj 是信息序列, Tf 是脈沖重復周期。根據dj 的不同取值, 可將PAM調制方式分為以下三種:

（1） OOK(發送數據為1 ,UWB 信號的幅度為1 ;發送數據為0 ,UWB 信號的幅度為0) ;

（2）PPAM(發送數據為1 ,UWB 信號的幅度為β1 ;發送數據為0 ,UWB 信號的幅度為β2) ;

（3）BPSK(發送數據為1 ,UWB 信號的幅度為1 ;發送數據為0 ,UWB 信號的幅度為- 1) 。

對于這三種方式,在超寬帶的PAM調制方式中多采用BPSK方式。

b PPM- UWB

脈沖位置調制(PPM) 又稱時間調制(TM) ,是用每個脈沖出現的位置落后或超前某一標準或特定時刻來表示某個特定信息的[3]。二進制PPM 是超寬帶無線通信系統經常使用的一種調制方法,相對其它調制方法來說也是較早使用的一種方法。采用PPM的一個重要原因是它能夠使用零相差的相關接收機來接收檢測信號,而這種接收機有著非常好的性能。采用脈沖位置調制( PPM) 的超寬帶信號波形如下:

(2-5)

其中, dj 取0 或1 ,δ為調制因子, 與脈沖寬度Tm (1/Tf ) 是一個數量級。當發送數據為1 時脈沖就會相應滯后一個時延δ。

圖2-2 給出了上述四種調制方法的信號波形圖,對這四種調制方式給出了一個比較直觀的描述。

除了這些對脈沖的調制方法外,用偽隨機碼或偽隨機噪聲(PN) 對數據符號進行編碼以得到所產生信號的頻譜時,根據編碼的不同即擴頻和多址技術不同,超寬帶系統又被分為跳時的超寬帶系統(TH - UWB) 、直擴的超寬帶系統(DS - UWB) 、跳頻的超寬帶系統(FH - UWB) 和基帶多載波超寬帶系統(MC - UWB) 等[9]。

圖2-2 　不同調制方式的信號波形[4]

2.3 UWB 技術特點

由于UWB 與傳統通信系統相比,工作原理迥異,因此UWB 具有如下傳統通信系統無法比擬的技術特點[4]:

(1)系統容量大。香農公式給出C = Blog2 (1 +S/N) 可以看出,帶寬增加使信道容量的升高遠遠大于信號功率上升所帶來的效應,這一點也正是提出超寬帶技術的理論機理。超寬帶無線電系統用戶數量大大高于3G系統。

(2)高速的數據傳輸。UWB 系統使用上GHz 的超寬頻帶,根據香農信道容量公式,即使把發送信號功率密度控制得很低,也可以實現高的信息速率。一般情況下,其最大數據傳輸速度可以達到幾百Mbps～1Gbps。

(3)多徑分辨能力強。UWB 由于其極高的工作頻率和極低的占空比而具有很高的分辨率,窄脈沖的多徑信號在時間上不易重疊,很容易分離出多徑分量,所以能充分利用發射信號的能量。實驗表明,對常規無線電信號多徑衰落深達10～30dB 的多徑環境,UWB 信號的衰落最多不到5dB。

(4)隱蔽性好。因為UWB 的頻譜非常寬,能量密度非常低,因此信息傳輸安全性高。另一方面,由于能量密度低,UWB 設備對于其他設備的干擾就非常低。

(5)定位精確。沖激脈沖具有很高的定位精度,采用超寬帶無線電通信,可在室內和地下進行精確定位,而GPS 定位系統只能工作在GPS 定位衛星的可視范圍之內。與GPS 提供絕對地理位置不同,超短脈沖定位器可以給出相對位置, 其定位精度可達厘米級。

(6)抗干擾能力強。UWB 擴頻處理增益主要取決于脈沖的占空比和發送每個比特所用的脈沖數。UWB 的占空比一般為0. 01～0. 001 ,具有比其它擴頻系統高得多的處理增益,抗干擾能力強。一般來說,UWB 抗干擾處理增益在50dB 以上。

(7)低成本和低功耗。UWB 無線通信系統接收機沒有本振、功放、鎖相環( PLL) 、壓控振蕩器(VCO) 、混頻器等, 因而結構簡單,設備成本將很低。由于UWB 信號無需載波,而是使用間歇的脈沖來發送數據,脈沖持續時間很短,一般在0. 20ns～1. 5ns之間,有很低的占空因數,所以它只需要很低的電源功率。一般UWB 系統只需要50～70mW 的電源,是藍牙技術的十分之一[10]。盡管如此,UWB 在技術上面臨一定的挑戰, 還有諸多技術的問題有待研究解決,比如需要更好地理解UWB 傳播信道的特點,建立信道模型,解決多徑傳播;需要進一步研究高速脈沖信號的生成、處理等技術;研究新的調制技術,進一步降低收發結構的復雜度等。

2.4 UWB發射機和接收機組成框圖

2.4.1 UWB發射機組成框圖

UWB發射機直接發送納秒級脈沖來傳輸數據而不需使用載波電路。所以，UWB發射機比現有的無線發射設備要簡單得多。TH-UWB發射機組成框圖如圖2-3所示[5]。

圖2-3 UWB發射機組成框圖

調制后的數據與偽碼產生器生成的偽碼一起送入可編程延遲電路，可編程延遲電路產生的時延控制脈沖信號發生器的發送時刻，脈沖信號發生器輸出的UWB信號由天線輻射出去。脈沖信號產生電路的一個關鍵部分是天線，它的作用相當于一個濾波器。

2.4.2 UWB接收機組成框圖

TH-UWB接收機采用相關接收方式，接收機框圖如圖4所示。圖4中虛線內的部分是相關器。它由乘法器、積分器和取樣/保持電路三部分組成[5]。

接收機與發射機類似，兩者的區別在于接收機的基帶信號處理器從取樣/保持電路中解調數據，基帶信號處理器的輸出控制可編程時延電路，為可編程時延電路提供定時跟蹤信號，保證相關器正確解調出數據。

圖2-4 UWB接收機組成框圖

2.5 UWB 技術的應用前景

UWB 系統在很低的功率譜密度的情況下,UWB具有巨大的數據傳輸速率優勢,最大可以提供高達1000Mbps 以上的傳輸速率,使UWB 同其它短距離無線通信系統的技術優勢非常明顯,如表1 所示。現有的各種無線解決方案(例如802. 11 ,Bluetooth等) 的速率均低于100Mbit/s ,UWB 則在10m 左右的范圍之內打破了這一限制,UWB 的應用將使人們可以擺脫更多線纜的牽絆,通信因而變得更為方便[6]。

2.6 結束語

無線通信已經迅速滲入我們的生活當中,對容量不斷增長的要求需要一種不對現有的通信系統造成影響的新的無線通信方案,超寬帶脈沖無線電系統正好滿足了這一要求。UWB 技術對于無線短距離的高速數據通信是非常有競爭力的,隨著研究的深入,憑借多方面的優勢,它將在很多領域占有一席之地。特別是短距離傳輸的后3G領域,UWB 將有廣闊的發展空間[8]。

表1 　幾種短距離無線通信比較

IEEE802. 11a

Bluetooth

UWB

工作頻率

2. 4GHz

2. 402～2. 48GHz

3. 1～10. 6GHz

傳輸速率

54Mbps

小于1Mbps

大于480Mbps

通信距離

10m～100m

10m

小于10m

發射功率

1 瓦以上

1 毫瓦～100毫瓦

1 毫瓦以下

容量空間

80kbps/m2

30kbps/m2

1000kbps/m2

應用范圍

無線局域網

家庭和辦公室互連

近距離多媒體

終端類型

筆記本、臺式電腦、掌上電腦、因特網網關

筆記本、移動電話、掌上電腦、移動設備

無線電視、DVD , 高速因特網網關

3 MATLAB 軟件工具介紹

3.1 MATLAB語言的概述

MATLAB是一種科學計算軟件，適用于工程應用各領域的分析設計與復雜計算，它使用方便，輸入簡捷，運算高效且內容豐富，很容易由用戶自行擴展。因此，它已成為大學教學和科學研究中最常用且必不可少的工具。

MATLAB是“矩陣實驗室”（MATrix LABoratoy）的縮寫，它是一種以矩陣運算為基礎的交互式程序語言，著重針對科學計算、工程計算和繪圖的需求。與其他計算機語言相比，其特點是簡潔和智能化，適應科技專業人員的思維方式和書寫習慣，使得編程和調試效率大大提高。它用解釋方式工作，鍵入程序立即得出結果，人機交互性能好，為科技人員所樂于接受。特別是它可適應多種平臺，并且隨計算機硬、軟件的更新而用時升級。因而，MATLAB語言是數值計算用得最頻繁的電子信息類學科工具。它大大提高了課程教學、解題作業、分析研究的效率。

3.2 MATLAB的歷史

在1980年前后，美國的Cleve Moler博士在New Mexico大學講授線性代數課程時，發現應用其他高級語言編程極為不便，便構思并開發了MATLAB（MATrix LABoratory，矩陣實驗室），它是集命令翻譯、科學計算于一身的一套交互式軟件系統，經過在該大學進行了幾次的試用之后，于1984年推出了該軟件的正式版本。它是以著名的線性代數軟件包LINPACK和特征計算軟件包EISPACK中的子程序為基礎發展而成的一種開放型程序設計語言，其基本的數據單元是一個維數不加限制的矩陣，這就允許用戶可以根據數值計算問題的復雜程序，對問題進行分段甚至逐句編程處理，顯然這與C、FORTRAN等傳統高級語言完全不同。在MATLAB下，矩陣的運算變得異常的容易，后來的版本中又增添了豐富多彩的圖形圖像處理及多媒體功能，使得MATLAB的應用范圍越來越廣泛，Moler博士等一批數學家與軟件專家組建了名為MathWorks的軟件開發公司，專門擴展并改進MATLAB。

為了準確地把一個控制系統的復雜模型輸入給計算機，然后對之進行進一步的分析與仿真，1990年MathWorks軟件公司為MATLAB提供了新的控制系統模型圖形輸入與仿真工具，并定名為SIMULAB，該工具很快在控制界得致函廣泛的使用。但因其名字與著名的軟件SIMULA類似，所以在1992年正式改名為SIMULINK。此軟件有兩個明顯的功能：仿真與連接，亦即可以利用鼠標在模型窗口上畫出所需的控制系統模型，然后利用該軟件提供的功能來對系統直接進行仿真。很明顯，這種做法使得一個很復雜系統的輸入變得相當容易。SIMULINK的出現，更使得MATLAB的控制系統的仿真與其在CAD中的應用打開了嶄新的局面。

3.3 MATLAB語言的特點

MATLAB語言有以下特點。

(1) 起點高

每個變量代表一個矩陣，以矩陣運算見長。當前的科學計算中，幾乎無處不用矩陣運算，這使它的優勢得到了充分的體現。

(2) 人機界面適合科技人員

MATLAB的語言規則與筆算式相似。MATLAB的程序與科技人員的書寫習慣相近，因此，易寫易讀，易于在科技人員之間交流。矩陣的行列數無需定義。MATLAB不必有階數定義，輸入數據的行列數就決定了它的階數。鍵入算式立即得到結果，無需編譯。MATLAB是以解釋方式工作的，即它對每條語句解釋后立即執行，若有錯誤也立即做出反應，便于編程者立即改正。這些都大大減輕了編程和調試的工作量。

(3) 強大而簡易的做圖功能

能根據輸入數據自動確定坐標繪圖，能規定多種坐標系，（極坐標系、對數坐標系等），能繪制三維坐標中的曲線和曲面，可設置不同顏色、線型、視角等。如果數據齊全，通常只需一條命令即可出圖。

(4) 智能化程度高

繪圖時自動選擇坐標，大大方便了用戶；做數值積分時自動按精度選擇步長；自動檢測和顯示程序錯誤的能力強，易于調試。

(5) 功能豐富，可擴展性強

MATLAB軟件包括基本部分和專業擴展兩大部分。

基本部分包括矩陣的運算和各種變換、代數和超越方程的求解、數據處理和傅立葉變換及數值積分等等。可以充分滿足大學理工科學生的計算需要。

擴展部分稱為工具箱。它實際上是用MATLAB的基本語句編成的各種子程序集，用于解決某一方面的專門問題，或實現某一類的新算法。現在已經有控制系統、信號處理、圖像處理、系統辨識、模糊集合、神經元網絡及小波分析等工具箱，并且向公式推導、系統仿真和實時運行等領域發展。

MATLAB的核心內容在于它的基本部分，所有的工具箱子程序都是用它的基本語句編寫的。

3.4 MATLAB仿真

通過利用所學的理論知識，建立一個完整、準確的需求說明，清楚、準確地提出仿真試驗所要解決的問題。

對所提出的仿真系統給出詳細定義，明確系統中的模塊、系統構成、模塊之間的相互關系，系統的輸入輸出、邊界條件以及系統的約束條件，并明確仿真所要達到的目標。

根據仿真系統分析的結果，確定系統中的參數、變量及其互之間的關系，并以數學形式將這些關系描述出來，從而構成仿真系統的數學模型。數學建模是系統仿真中最關鍵的一步，所建立的數學模型必須盡可能準確地反映所關心的真實系統的特性，而又不能過于復雜，以免降低模型的效率，增加不必要的計算過程，即建模需要根據求解問題的要求，在模型的近似程度與復雜程度之間折中。電子與通信系統的數學模型通常以方框圖形式或數學方程形式來表達。

根據建立的數學模型所需要的數據元素，收集與模型系統有關的數據。根據數學模型建立系統的計算機仿真模型，收集數據，確定其中各子模塊的結構，輸入輸出接口，輸入輸出的數據表達形式，數據的存儲方式等。然后編制相應的程序流程，用MATLAB語言實現。

仿真模型驗證的目的是確定計算機仿真模型是否準確表達了數學模型。仿真模型驗證通常的方法是將數學模型的解析結果（或理論結果）與仿真所得到的數值結果相比較來完成的；或通過已知的系統輸入輸出結果，對比在相同條件下的系統仿真結果來驗證仿真模型的正確性。

根據仿真試驗設計的方案，讓計算機執行計算，并在執行計算的過程中了解仿真模型對于各種不同輸入信號以及不同參數和仿真機制下的輸出，得出試驗數據，從而預測系統在實際環境中的運行情況。

對仿真模型的運行階段所產生的數據進行分析，其目的是從運行階段所產生的數據中找出系統運行規律，對仿真系統的性能做出評價，為系統方案的最終決策提供輔助支持。對仿真結果進行分析，對仿真數據的可靠性、一致性、置信度等做出判定，最終將仿真結果以曲線、圖表和文字等形式形成論文。

4 超寬帶無線的調制技術

發射超寬帶（UWB）信號最常用和最傳統的方法是發射時域上很短的脈沖。這種傳輸技術稱為“沖激無線電”（Impulse Radio,簡寫為IR）。信息數據符號對脈沖進行調制，其調制方式可以有多種。脈沖位置調制（PPM）和脈沖幅度調制（PAM）是最常用的兩種調制方式。除了要對脈沖進行調制外，為了形成所產生的信號的頻譜，還要用偽隨機碼或偽隨機噪聲（PN）對數據符號進行編碼。一般是，編碼后的數據符號引起脈沖在時間軸上的偏移，這就是所謂的跳時超寬帶（TH-UWB，Time-Hopping UWB）。直接序列擴譜（DS-SS）就是編碼后的數據符號對基本脈沖的幅度進行調制，這在沖激無線電（IR）中被稱為直接序列超寬帶（DS-UWB，Direct-Sequence UWB），這種調制方式似乎非常有吸引力[1]。

對于超寬帶信號，也可以通過很高的數據速率來產生而根本不需要具備脈沖的特性。只要UWB定義所要求的相對帶寬或最小帶寬在整個傳輸過程中得到滿足，那么，靠發射高速率數據而不是窄脈沖所產生的具有UWB射頻帶寬的系統，就不應該被排除在UWB系統之外。諸如正交頻分復用（OFDM），在數據速率適當的情況下也可產生UWB信號。因此，OFDM也是一種超寬帶的調制方式。

本文主要討論TH-UWB、DS-UWB和OFDM調制方式。

4.1 PPM-TH-UWB 調制方式

4.1.1 跳時超寬帶信號的產生

在結合了二進制PPM的TH-UWB(二進制PPM-TH-UWB或者PPM-TH-UWB)中,UWB信號的產生可以系統地描述如下(參見圖4-1描繪的發射鏈路) [1]。

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4-1 PPM-TH-UWB信號的發射方案

給定待發射的二進制序列b=(…,b0,b1,…,bk,bk+1,…)，其速率Rb=1/Tb (b/s)，圖4-1中的第一個模塊使每個比特重復Ns次，產生一個二進制序列：

(…,b0,b0,…,b0,b1,b1,…,b1,…,bk,bk,…,bk,bk+1,bk+1,…,bk+1,…)=

(...,a0,a1,…aj,aj+1,…)=a

新的比特速率Rcb=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。這個模塊引入了冗余，其實是一種被稱為重復碼的(Ns,1)分組編碼器。一般術語上稱為信道編碼。

第二個模塊是傳輸編碼器，就是應用整數值碼序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)和二進制序列a=(…,a0,a1,…,aj,aj+1,…),產生一個新序列d，序列d的一般元素表達式如下：

dj=cjTc+aj （4-1）

式中,Tc和 是常量，對所有的cj滿足條件cjTc+ <Ts，通常 <Tc。

這里的d是一個實數值序列，而a是二進制序列，c是整數值序列.現在我們遵循最常用的方法，假定c是企業界隨機碼序列，它的元素cj是整數，且滿足

0 cj Nh-1。 碼序列c可能為周期序列，其周期表示為Np。兩種特殊情況值得討論。第一種,碼是非周期的，即 ；第二種是Np=Ns，這是最常用的一種，這時的編碼周期與二進制碼重復的次數相等。我們必須牢記：傳輸編碼扮演了碼分多址編碼和發射信號的頻譜形成雙重角色[1]。

實數值序列d輸入到第三個模塊，即PPM調制模塊，產生了一個速率為Rp=Ns/Tb=1/Ts(脈沖/s)的單位脈沖(Dirac pulses ) 序列。這些脈沖在時間軸上的位置為 ，因此脈沖位置在jTs基礎上偏移了dj，脈沖的發生時間也可表示為( )。注意是碼序列對c信號引入了TH位移，也正因為此，c被稱為TH碼。還要注意一點就是由PPM調制引起的位移 ，通常比TH碼引起的位移cjTc小得多，即： ，cj=0除外。Tc稱為碼片時間(chip time)。

最后一個模塊是脈沖形成濾波器，其沖激響應為。必須保證脈沖形成濾波器輸出的脈沖序列不能有任何的重疊。

以上所有系統級聯以后的輸出信號 可表示如下：

(4-2)

比特間隔或比特持續時間，也即用于傳輸一個比特的時間Tb，可表示為：Tb=NsTs。在式(4-2)中，cjTc定義了脈沖的隨機性或者說是相對于Ts整數倍時刻的抖動。如果用隨機TH抖動 來表示由TH編碼cjTc引起的時間上的位移，并假定 在0和 之間分布，則可得到：

(4-3)

正如前面提到的， 通常遠大于 。這兩個量的整體效果是產生一個分布在0和 之間的時間隨機位移量，用 表示這個時間隨機位移，可得發射信號的如下表達式：

(4-4)

更一般性地概括式(4-2)所表示的信號，其思想是：對于信息比特“0”和“1”，可以發射兩個不同的脈沖波形 和 來分別表示。上面分析的PPM調制的例子，引入了 這個時間位移量，它的值根據它所代表的比特而有所不同，其實是上述思想的特殊例子，其中的 是 位移以后的波形。一種更一般的表達式：

(4-5)

當將 設置為- 時，式(4-5)也表示了PAM和TH-UWB的結合，即PAM-TH-UWB模型[1]。

4.1.2 PPM-TH-UWB的發射鏈路 系統模型如圖4-2所示

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4-2 PPM-TH-UWB 發射器的系統模型

圖4-2中的第一個模塊表示二進制源。這個模塊的輸出是發射到物理信道的二進制流。第二個模塊表示重復碼編碼器。二進制流的每一個比特都被重復次。第三個模塊仿真TH編碼和二進PPM。這里考慮偽隨機TH碼。最后一個模塊是脈沖形成。這個模塊的沖激響應表示要發射的UWB信號的基本脈沖波形[1]。

4.1.3 PPM-TH-UWB 仿真結果及其分析

圖（4-3）顯示了參數設置如下時所產生的UWB信號

以dBm為單位的平均發射功率Pow， 信號的抽樣頻率fc， 由二進制源產生的比特數numbits， 平均脈沖重復時間Ts（單位為秒），每個比特映射的脈沖數Ns， 碼片時間Tc（秒）， 跳時碼的碼元最大值Nh和周期Np，沖激響應持續時間Tm, 脈沖波形形成因子tau（秒）， PPM時移dPPM（秒）。

Stx: Pow=-30, fc=50e9, numbits =2, Ts=3e-9, Ns=5,

Tc=1e-9, Nh=3, Np=5, Tm=0.5e-9, tau=0.25e-9,

dPPM=0.5e-9

由圖4-3中可以看到輸出序列的前五個脈沖在其對應時隙的中間位置，而后五個脈沖則在其對應時隙的起始位置。

圖4-3 PPM-TH-UWB 發射機產生的信號

圖4-4 PPM-TH-UWB的幅度譜

由圖4-4可以看出，TH編碼和PPM調制都對幅度譜的高斯形狀產生扭曲。PPM-TH-UWB信號的幅度譜將完全包含在無TH編碼和無PPM調制的幅度譜包絡中，這是因為以同樣的形狀和同樣的平均功率傳輸等間隔脈沖的結果。

4.2 PAM-DS-UWB調制方式

4.2.1 直接序列超寬帶信號的產生

直接序列擴譜（DS-SS）是一種著名的數字調制方式。這里，我們先回顧DS-SS的基本原理，并把主要精力放在它在UWB的延伸方面。

具有UWB特性的信號可以通過下面的過程產生：首先，用偽隨機碼或二進制PN碼序列對要發射的二進制進行編碼；其次，對一串窄脈沖進行幅度調制。這一過程可以看做是目前使用DS-SS系統的一種極端方式，此時脈沖在時域上是具有典型時間的奈奎斯特型脈沖或方波。讓脈沖寬度遠遠小于切普間隔，很容易得到DS-SS-UWB的解析表達式。在傳統的DS-SS系統中，RF發射信號是對載波進行幅度調制后得到的，通常使用二進制相移鍵控BPSK方式。而在DS-UWB中，如果沒有專門的要求，這一過程可省略。[1]

更詳細地，上述信號可以通過如下過程產生（見圖所示發射鏈路）。

SHAPE \* MERGEFORMAT 圖4-5 PAM-DS-UWB 信號的發射方案

假定待發射的二進制序列b=(…,b0,b1,…,bk,bk+1,…)，其速率為Rb=1/Tb (b/s)，圖4-5中的第一個系統將每個比特重復Ns次，得到序列：(…,b0,b0,…,b0,b1,b1,…,b1,…,bk,bk,…,bk,bk+1,bk+1,…,bk+1,…)=a*，其速率為Rcb=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。與TH方式相似，系統引入的冗余相當于一個參數為(Ns,1)的重復碼編碼器。

第二個系統將a*序列轉換成只含有正值和負值元素的序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…)，轉換公式為：( ).

發射編碼器將一個由 1組成、周期為Np的二進制碼序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)應用到序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…)，產生一個新序列d=a·c，其組成元素dj=ajcj。通常假定Np等于Ns，更具一般性的假定是Np等于Ns的整數倍。注意，序列d的元素值為 1，這一點與序列a相同，其速率為Rc=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。

序列d進入第三個系統——PAM調制器，產生一個速率為Rp=Ns/Tb=1/Ts （脈沖/s）的單位脈沖（Dirac脈沖 ）序列，其位置在jTs處[6]。

調制器輸出的信號進入沖洲響應為p(t)的脈沖形成濾波器。在傳統的DS-SS系統中，沖激響應p(t)是持續時間為Ts的矩形脈沖。而在DS-UWB系統中，與TH方式相似，p(t)是持續時間遠小于Ts的脈沖。

以上系統級聯后的輸出信號可以表示為

(4-6)

注意，與TH方式相似，比特間隔或比特持續時間，即傳輸一個比特所用的時間是Tb=NsTs。

輸出的波形顯然是一個PAM波形。很容易知道，由于沒有時移而且脈沖以規則的時間間隔出現，計算式(4-6)所示信號的PSD要比計算式(4-2)所示信號的PSD更容易。

上述方式的一種變形是使用PPM調制器代替PAM調制器，得到的信號可表示為：

(4-7)

注意到在式(4-7)中，由于碼的偽隨機特性，編碼會起到白化頻譜的作用。

4.2.2 PAM-DS-UWB 發射鏈路 其系統模型如圖4-6所示.

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4-6 PAM-DS-UWB 發射機系統模型

圖4-6中的前兩個模塊分別表示二進制源和重復碼編碼器。第三個模塊是在重復碼編碼器的輸出端實現DS編碼和二進制PAM調制。我們考慮偽隨機DS碼，分配給一般用戶的是長度為NP的二進制碼序列。最后一個模塊是脈沖形成器[1]。

4.2.3 PAM-DS-UWB 仿真結果及其分析

圖4- 7 由PAM-DS-UWB發射機產生的信號

圖（4-7）顯示了參數設置如下時所產生的UWB信號

以dBm為單位的平均發射功率Pow， 信號的抽樣頻率fc， 由二進制源產生的比特數numbits， 平均脈沖重復時間Ts（單位為秒），每個比特映射的脈沖數Ns， 碼片時間Tc（秒）， 跳時碼的碼元最大值Nh和周期Np，沖激響應持續時間Tm, 脈沖波形形成因子tau（秒）， PPM時移dPPM（秒）。

Stx: Pow=-30, fc=50e9, numbits =2, Ts=2e-9,

Ns=10, Np=10, Tm=0.5e-9,

tau=0.25e-9,

這個信號由兩組脈沖序列組成，每組包含10個脈沖，每組映射信息源的一個比特。從圖4-7中可以看出每二組的10個脈沖與第一組的10個脈沖在極性上是相反的。

圖4-8 PAM-DS-UWB的幅度譜

由圖4-8可以看出，幅度譜的包絡具有基本脈沖的傅氏變換的形狀，即高斯形狀。且Np（信號每比特發射脈沖數）值越大，圖形分布越寬，即幅度峰值越小。

4.3 OFDM調制技術

4．3．1 概述

多頻帶（MB）方式與本章前兩節分析研究的IR原理不同。根據2002年，FCC公布的UWB定義，帶寬超過500MHz的信號都是UWB信號。因此，按照FCC規定的頻帶范圍3.1~10.6GHz，將此7.5 GHz的帶寬分割成最小帶寬為500MHz的若干個頻帶。為了盡量減小同窄帶通信系統的相互干擾，UWB采用較小的功率，于是UWB信號對于窄帶通信系統來說相當于熱噪聲，并不被窄帶通信系統的接收機檢測到，也可以避免特定頻帶上的非人為干擾[1]。

在每個子頻帶內可以使用不同的數據調制類型，并不一定要用IR方式，正確的頻譜帶寬可以通過合適的比特速率實現。應用最廣泛的是眾所周知的正交頻分復用（OFDM）。

4．3．2 多頻段OFDM-UWB信號產生

一個已調的OFDM信號由調制在不同載波頻率 上的同個并行發射的信號組成。這些載波等間隔地位于頻域上，其間隔為 。OFDM調制器輸入的二進制序列每K比特編為一組，以產生具有N個符號的數據塊{ }，這里假定 是L個可能的取值中的一個，K=N1bL。最后，每個符號調制一個不同的載波。為了并行傳輸數據塊的N個符號，不同的調制載波信號在頻率上必須正交[8]。

所有調制器使用相同的矩形波，其持續時間為T：

（4-8）

如果符號 在星座圖中的點用 表示，OFDM信號中有N個符號的數據塊的表達式如下[1]：

（4-9）

而相應的復包絡是

（4-10）

其中 ，S（t）是周期為T0的周期函數。

式（4-9）中OFDM信號的數字變換相當于傳輸式（4-10）中復數包絡的抽樣值，也就是說傳輸序列可表示如下：

（4-11）

tc是抽樣周期。

仿真OFDM調制信號，考慮的是OFDM各個載波使用QPSK調制的情況。仿真整個發射鏈路，產生式（4-9）的信號。

4．3．3 OFDM仿真結果及其分析 要發射的總比特數numbits； 調制信號的中心頻率fp； 抽樣頻率fc； 每個符號在其相應載波上的傳輸時間T0； 循環前綴的持續時間TP；保護間隔時間TG， 矩形脈沖響應的幅度為A， OFDM系統的子載波數N。

(1) numbits=8； fp=1e9; fc=50e9; T0=242.4e-9;

TP=60.6e-9; TG=70.1e-9; A=1; N=4;

圖4-9 OFDM-UWB信號

圖4-10 OFDM-UWB幅度譜

圖4-10中的幅度譜由子載波的幅度譜疊加而成。

(2)numbits=8； fp=1e9; fc=50e9; T0=242.4e-9;

TP=0; TG=50e-9; A=1; N=2;

圖4-11 OFDM-UWB信號圖

圖4-11 OFDM-UWB信號幅度譜

對比以上兩圖，可以看出，在同樣的時間里為了傳輸更多的符號，是以增加帶寬為代價的，也就是增加子載波的數量。

4.4 總結

通過一系列的仿真,我們可以得出以下結論:PAM、PPM兩種調制方法主要是為了進行信息數據符號對脈沖的調制，而信號中的偽隨機TH碼和DS碼主要是為了產生信號的頻譜，使信號的功率譜密度在采用偽隨機碼調制后變得更加平滑，不能干擾到其它已經存在的窄帶系統[9]。

OFDM具有良好的抗多徑干擾性能，通過頻率的合理選擇，能夠同現存的窄帶系統和開放頻段的通信系統具有很好的共存性，同傳統的超寬帶系統相比有很大的優勢[11]。

5 性能分析及應用前景

5.1 脈位調制(PPM)和脈幅調制(PAM)

脈位調制(PPM)是一種利用脈沖位置承載數據信息的調制方式。按照采用的離散數據符號的狀態數可以分為二進制PPM(2PPM)和多進制(MPPM)。在這種調制方式中，一個脈沖重復周期內脈沖可能出現的位置有2個或M個，脈沖位置與符號狀態一一對應。根據相鄰脈位之間距離與脈沖寬度之間關系，又可分為部分重疊的PPM和正交PPM（OPPM）。在部分重疊的PPM中，為保證系統傳輸可靠性，通常選擇相鄰脈位互為脈沖自相關函數的負峰值點，從而使相鄰符號的歐氏距離最大化。在OPPM中，通常以脈沖寬度為間隔確定脈沖位置。接收機利用相關器在相應位置進行相干檢測。鑒于UWB系統的復雜度和功率限制，實際應用中，常用的調制方式為2PPM或2OPPM[3]。

PPM的優點在于：它僅需要根據數據符號控制脈沖位置，不需要進行脈沖幅度和極性的控制，便于以較低的復雜度實現調制與解調。因此，PPM是UWB系統廣泛采用的調制方式。但是，由于PPM信號為單極性，其輻射譜中往往存在幅度較高的離散譜線。對此超寬帶信號的幅度譜仿真也證明了這一點。如果不對這些譜線進行抑制，將很難滿足FCC對輻射譜的要求[10]。

脈幅調制（PAM）是數據通信系統最為常用的調制方式之一。在UWB系統中，考慮到實現復雜度和功率有效性，不宜采用多進制PAM（MPAM）。UWB系統常用的PAM有兩種方式：開關鍵控（OOK）和二進制相移鍵控（BPSK）。前者可以采用非相干檢測降低接收機復雜度，而后者采用相干檢測可以更好地保證傳輸可靠性[3]。

當發射能量相同時，使用二進制PAM調制的信號可以比使用二進制PPM調制的信號獲得更好的性能。

5.2 OFDM調制

OFDM有很多優點：能夠提供較大的系統容量，具有較強的抗多徑干擾、抗頻率選擇性衰落和頻率擴散能力，適應多徑和移動信道傳播條件，能夠適應不同設計需求，靈活分配數據容量和功率，可提供靈活的高速和變速綜合數據傳輸可以實現較高的安全傳輸性能，允許數據在復數的高速的射頻上被編碼。由于OFDM技術的良好性能使得它在無線通信系統中得到了廣泛的應用[12]。

OFDM技術是將頻道資源分成若干個子信道，每個子信帶再采用一定的調制技術，提高頻率利用率。OFDM可與PPM、PAM等結合使用，將會有性能更好的調制技術出現。

5.3 UWB的應用前景

超寬帶技術在通信、雷達和無線定位等領域都將有廣闊的應用前景。近年來，人們對超寬帶技術深入的研究使超寬帶技術在系統理論、功率放大器、脈沖的產生與接收、同步、集成電路等方面取得了重大進步，尤其是在超寬帶無線產生領域的技術進步，使超寬帶通信成為無線網絡的重要組成部分成為可能。

相對于傳統的窄帶無線通信系統，超寬帶無線產生系統具有諸多優點和潛力，使超寬帶無線產生成為中短距無線網絡的理想接入技術。根據產生速率不同，擠兌超寬帶無線傳輸系統也具有不同的特點和應用領域。

利用超寬帶技術可以提供高數據率傳輸的能力與定位功能，可以設計依賴定位信息優化網絡資源管理的WPAN或WLAN，并應用于多媒體傳輸、計算機通信和家庭娛樂等領域。

利用脈沖超寬帶信號對障礙物的良好穿透特性與精確測距功能，可以設計既具有通信功能也具有定位功能的超寬帶脈沖無線通信與定位系統。該系統包括傳輸距離遠（通信速率低）、頒布式移動定位、便攜、超低成本、超低功耗、定位可靠性和精度高等特點。因而可以廣泛用于傳感器網絡、消防、公共安全、庫存盤點、人員監護與救生等重要領域。利用超寬帶脈沖信號低截獲概率、保密性高和體積小的優點，該系統還可以應用與偵察、情報收集、傷員救護、武器制導等軍事領域[8]。

超寬帶信號具有很低的輻射功率，而這樣的輻射功率分布在某些方面GHz的頻率范圍內，功率譜密度極低，類似白噪聲頻譜，具有低干擾、低截獲概率特性；同時由于使用窄脈沖為信號載體并采用跳時擴頻，接收端必須已知發射端擴頻碼的條件下才能解調出發射數據來，加上它對多徑干擾具有很好的魯棒特性，非常適合在軍事保密通信的應用。非常低的輻射功率可以避免過量的電磁波對人體的傷害[7]。

結論

超寬帶無線通信技術是目前發展的熱門技術。它以其自身的優點，被研究人員廣泛關注。超寬帶無線電技術大體包括基帶脈沖傳輸方式和帶通載波調制傳輸的方式兩大類。脈沖傳輸的特點是把信息調制在離散脈沖信號上發射，而帶通載波調制傳輸的特點則是把信息調制在正弦載波上發射。本論文是以采用基帶脈沖傳輸技術的經典超寬帶無線電通信系統為基礎進行研究的。

為了更好地了解超寬帶通信系統，本文先概括地介紹了超寬帶無線通信的基礎知識。接著將仿真的基本工具MATLAB的使用說明簡單介紹。然后，重點介紹超寬帶通信的調制方式，主要包括對TH-PPM、DS-PAM和OFDM調制方式的介紹，并通過仿真圖像加以對比，說明調制方式的優缺點。

常采用不同的調制方案，對系統傳輸速率、搞多徑干擾能力有很大影響。對它們進行分析比較，對系統調制信號的設計具有一定的參考意義。通常，在一個通信系統中，應用何種調制方式不僅要看調制方式本身性能，還要根據系統總的設計加以考慮。

參考文獻

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[2]葛利嘉，曾凡鑫，劉郁林，岳光榮，超寬帶無線通信，國防工業出版社，2005，76~107

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[10]邵懷宗，李玉柏，彭啟琮，馬永，時間脈沖位置調制的超寬帶無線通信，系統工程與電子技術，2003

篇2

本科畢業設計(論文)誠信承諾保證書

本人鄭重承諾：《》畢業設計(論文)的內容真實、可靠，是本人在 指導教師的指導下，獨立進行研究所完成。畢業設計(論文)中引用他人已經發表或未發表的成果、數據、觀點等，均已明確注明出處，如果存在弄虛作假、抄襲、剽竊的情況，本人愿承擔全部責任。

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(注：此頁附于本科畢業設計(論文)封面之后)

篇3

超寬帶無線電是對基于正弦載波的常規無線電的一次突破。幾十年來，無線通信都是以正弦載波為信息載體，而超寬帶無線通信則以納秒級的窄脈沖作為信息載體。其信號產生、調制解調、信號隱蔽性、系統處理增益等方面，具有獨特的優勢，尤其是能夠在密集的多徑環境下實現高速傳輸。由于脈沖持續時間很短，多徑分量在時域上不易重疊，多徑分辨能力高，通過先進的多徑分離技術或瑞克接收機，可以充分利用多徑分量。

目前，典型的超寬帶無線通信調制方式以TH-PPM、TH-PAM為主，本論文中，介紹超寬帶無線通信中的調制技術，主要討論TH-PPM、TH-PAM的基本原理，并且對比調制技術的優缺點，性能的好壞，并進行動態的仿真，從仿真圖中較清楚的研究調制方式，從而得出正確的結論，細致的研究超寬帶無線通信中的調制技術。

關鍵字：超寬帶 調制方式 PPM調制 PAM調制 OFDM調制

2 概述

2.1 總述

近幾年來，超寬帶短距離無線通信引起了全球通信技術領域極大的重視。超寬帶通信技術以其傳輸速率高、抗多徑干擾能力強等優點成為短距離無線通信極具競爭力和發展前景的技術之一。FCC(美國通信委員會) 對超寬帶系統的最新定義是:相對帶寬(在- 10dB 點處) (fH - fL)/fc > 20 %(fH ，fL ，fc分別為帶寬的高端頻率、低端頻率和中心頻率) 或者總帶寬BW> 500MHz。[1]它與現有的無線電系統比較，在花費更小的制造成本的條件下，能夠做到更高的數據傳輸速率(100～500MbPs) 、更強的抗干擾能力(處理增益50dB 以上) ，同時具有極好的抗多徑性能和十分精確的定位能力(精度在cm 以內) 。

2.2 UWB基本原理

發射超寬帶(UWB) 信號最常用和最傳統的方法是發射一種時域上很短(占空比低達0. 5 %) 的沖激脈沖。這種傳輸技術稱為“沖擊無線電( IR) ”.UWB - IR 又被稱為基帶無載波無線電，因為它不像傳統通信系統中使用正弦波把信號調制到更高的載頻上，而是用基帶信號直接驅動天線輸出的[6];由信息數據對脈沖進行調制，同時，為了形成所產生信號的頻譜而用偽隨即序列對數據符號進行編碼。因此沖擊脈沖和調制技術就是超寬帶的兩大關鍵所在。

2.2.1 脈沖信號

從本質上講，產生脈沖寬度為納秒級的信號源是UWB 技術的前提條件。目前產生脈沖信號源的方法有兩類: ①光電方法，基本原理是利用光導開關導通瞬間的陡峭上升沿獲得脈沖信號。由于作為激發源的激光脈沖信號可以有很陡的前沿，所以得到的脈沖寬度可達到皮秒(10 - 12 ) 量級。另外，由于光導開關是采用集成方法制成的，可以獲得很好的一致性，因此是最有發展前景的一種方法。②電子方法，利用微波雙極性晶體管雪崩特性，在雪崩導通瞬間，電流呈“雪崩”式迅速增長，從而獲得具有陡峭前沿的波形，成形后得到極短脈沖。在電路設計中，采用多個晶體管串行級聯，使用并行同步觸發的方式，加快了雪崩過程，從而達到進一步降低脈沖寬度的目的[7]。

沖激脈沖通常采用單周期高斯脈沖，典型的單周期高斯脈沖的時域和頻域數學模型分別表示為:

(2-1)

(2-2)

單周期脈沖的寬度在納秒級(0. 1～1. 5ns) ，重復周期為25～1000ns ，具有很寬的頻譜，如圖2-1 所示。實際通信中使用的是一長串的脈沖，由于時域中信號的周期性造成了頻譜的離散化，周期性的單脈沖序列頻譜中出現了強烈的能量尖峰。這些尖峰將會對信號構成干擾，通過數據信息和偽隨機碼來進行編碼P調制，改變脈沖與脈沖間的時間間隔，可以降低頻譜的尖峰幅度[2]。

圖2-1 　單周期脈沖的時間域和頻率域的表示

2.2.2 UWB的調制技術

超寬帶系統中信息數據對脈沖的調制方法可以有多種。脈沖位置調制( PPM) 和脈沖幅度調制(PAM) 是UWB 最常用的兩種調制方式。通常UWB信號模型為:

(2-3)

其中，w ( t) 表示發送的單周期脈沖， dj ， tj 分別表示單脈沖的幅度和時延。

a PAM- UWB

PAM是一種通過改變那些基于需傳輸數據的傳輸脈沖幅度的調制技術。在PAM調制系統中，一系列的脈沖幅度被用來代表需要傳輸的數據。任何形狀的脈沖都是通過其幅度調制使傳輸數據在{ - 1 ， + 1}之間變化(對于雙極性信號) 或在M 個值之間變化(對于M 元PAM) 。增加傳輸脈沖所占的帶寬或減少脈沖重復頻率，都可以增加一個固定平均功率譜密度的UWB 系統所能達到的吞吐量和傳輸距離，可以看出這一效果與增加傳輸功率的峰值的效果是相似的。[8]

采用脈沖幅度調制(PAM)的超寬帶信號波形如下:[4]

(2-4)

其中， dj 是信息序列， Tf 是脈沖重復周期。根據dj 的不同取值， 可將PAM調制方式分為以下三種:

（1） OOK(發送數據為1 ，UWB 信號的幅度為1 ;發送數據為0 ，UWB 信號的幅度為0) ;

（2）PPAM(發送數據為1 ，UWB 信號的幅度為β1 ;發送數據為0 ，UWB 信號的幅度為β2) ;

（3）BPSK(發送數據為1 ，UWB 信號的幅度為1 ;發送數據為0 ，UWB 信號的幅度為- 1) 。

對于這三種方式，在超寬帶的PAM調制方式中多采用BPSK方式。

b PPM- UWB

脈沖位置調制(PPM) 又稱時間調制(TM) ，是用每個脈沖出現的位置落后或超前某一標準或特定時刻來表示某個特定信息的[3]。二進制PPM 是超寬帶無線通信系統經常使用的一種調制方法，相對其它調制方法來說也是較早使用的一種方法。采用PPM的一個重要原因是它能夠使用零相差的相關接收機來接收檢測信號，而這種接收機有著非常好的性能。采用脈沖位置調制( PPM) 的超寬帶信號波形如下:

(2-5)

其中， dj 取0 或1 ，δ為調制因子， 與脈沖寬度Tm (1/Tf ) 是一個數量級。當發送數據為1 時脈沖就會相應滯后一個時延δ。

圖2-2 給出了上述四種調制方法的信號波形圖，對這四種調制方式給出了一個比較直觀的描述。

除了這些對脈沖的調制方法外，用偽隨機碼或偽隨機噪聲(PN) 對數據符號進行編碼以得到所產生信號的頻譜時，根據編碼的不同即擴頻和多址技術不同，超寬帶系統又被分為跳時的超寬帶系統(TH - UWB) 、直擴的超寬帶系統(DS - UWB) 、跳頻的超寬帶系統(FH - UWB) 和基帶多載波超寬帶系統(MC - UWB) 等[9]。

圖2-2 　不同調制方式的信號波形[4]

2.3 UWB 技術特點

由于UWB 與傳統通信系統相比，工作原理迥異，因此UWB 具有如下傳統通信系統無法比擬的技術特點[4]:

(1)系統容量大。香農公式給出C = Blog2 (1 +S/N) 可以看出，帶寬增加使信道容量的升高遠遠大于信號功率上升所帶來的效應，這一點也正是提出超寬帶技術的理論機理。超寬帶無線電系統用戶數量大大高于3G系統。

(2)高速的數據傳輸。UWB 系統使用上GHz 的超寬頻帶，根據香農信道容量公式，即使把發送信號功率密度控制得很低，也可以實現高的信息速率。一般情況下，其最大數據傳輸速度可以達到幾百Mbps～1Gbps。

(3)多徑分辨能力強。UWB 由于其極高的工作頻率和極低的占空比而具有很高的分辨率，窄脈沖的多徑信號在時間上不易重疊，很容易分離出多徑分量，所以能充分利用發射信號的能量。實驗表明，對常規無線電信號多徑衰落深達10～30dB 的多徑環境，UWB 信號的衰落最多不到5dB。

(4)隱蔽性好。因為UWB 的頻譜非常寬，能量密度非常低，因此信息傳輸安全性高。另一方面，由于能量密度低，UWB 設備對于其他設備的干擾就非常低。

(5)定位精確。沖激脈沖具有很高的定位精度，采用超寬帶無線電通信，可在室內和地下進行精確定位，而GPS 定位系統只能工作在GPS 定位衛星的可視范圍之內。與GPS 提供絕對地理位置不同，超短脈沖定位器可以給出相對位置， 其定位精度可達厘米級。

(6)抗干擾能力強。UWB 擴頻處理增益主要取決于脈沖的占空比和發送每個比特所用的脈沖數。UWB 的占空比一般為0. 01～0. 001 ，具有比其它擴頻系統高得多的處理增益，抗干擾能力強。一般來說，UWB 抗干擾處理增益在50dB 以上。

(7)低成本和低功耗。UWB 無線通信系統接收機沒有本振、功放、鎖相環( PLL) 、壓控振蕩器(VCO) 、混頻器等， 因而結構簡單，設備成本將很低。由于UWB 信號無需載波，而是使用間歇的脈沖來發送數據，脈沖持續時間很短，一般在0. 20ns～1. 5ns之間，有很低的占空因數，所以它只需要很低的電源功率。一般UWB 系統只需要50～70mW 的電源，是藍牙技術的十分之一[10]。盡管如此，UWB 在技術上面臨一定的挑戰， 還有諸多技術的問題有待研究解決，比如需要更好地理解UWB 傳播信道的特點，建立信道模型，解決多徑傳播;需要進一步研究高速脈沖信號的生成、處理等技術;研究新的調制技術，進一步降低收發結構的復雜度等。

轉貼于

2.4 UWB發射機和接收機組成框圖

2.4.1 UWB發射機組成框圖

UWB發射機直接發送納秒級脈沖來傳輸數據而不需使用載波電路。所以，UWB發射機比現有的無線發射設備要簡單得多。TH-UWB發射機組成框圖如圖2-3所示[5]。

圖2-3 UWB發射機組成框圖

調制后的數據與偽碼產生器生成的偽碼一起送入可編程延遲電路，可編程延遲電路產生的時延控制脈沖信號發生器的發送時刻，脈沖信號發生器輸出的UWB信號由天線輻射出去。脈沖信號產生電路的一個關鍵部分是天線，它的作用相當于一個濾波器。

2.4.2 UWB接收機組成框圖

TH-UWB接收機采用相關接收方式，接收機框圖如圖4所示。圖4中虛線內的部分是相關器。它由乘法器、積分器和取樣/保持電路三部分組成[5]。

接收機與發射機類似，兩者的區別在于接收機的基帶信號處理器從取樣/保持電路中解調數據，基帶信號處理器的輸出控制可編程時延電路，為可編程時延電路提供定時跟蹤信號，保證相關器正確解調出數據。

圖2-4 UWB接收機組成框圖

2.5 UWB 技術的應用前景

UWB 系統在很低的功率譜密度的情況下，UWB具有巨大的數據傳輸速率優勢，最大可以提供高達1000Mbps 以上的傳輸速率，使UWB 同其它短距離無線通信系統的技術優勢非常明顯，如表1 所示。現有的各種無線解決方案(例如802. 11 ，Bluetooth等) 的速率均低于100Mbit/s ，UWB 則在10m 左右的范圍之內打破了這一限制，UWB 的應用將使人們可以擺脫更多線纜的牽絆，通信因而變得更為方便[6]。

2.6 結束語

無線通信已經迅速滲入我們的生活當中，對容量不斷增長的要求需要一種不對現有的通信系統造成影響的新的無線通信方案，超寬帶脈沖無線電系統正好滿足了這一要求。UWB 技術對于無線短距離的高速數據通信是非常有競爭力的，隨著研究的深入，憑借多方面的優勢，它將在很多領域占有一席之地。特別是短距離傳輸的后3G領域，UWB 將有廣闊的發展空間[8]。

表1 　幾種短距離無線通信比較

家庭和辦公室互連

筆記本、臺式電腦、掌上電腦、因特網網關

無線電視、DVD ， 高速因特網網關

3 MATLAB 軟件工具介紹

3.1 MATLAB語言的概述

MATLAB是一種科學計算軟件，適用于工程應用各領域的分析設計與復雜計算，它使用方便，輸入簡捷，運算高效且內容豐富，很容易由用戶自行擴展。因此，它已成為大學教學和科學研究中最常用且必不可少的工具。

MATLAB是“矩陣實驗室”（MATrix LABoratoy）的縮寫，它是一種以矩陣運算為基礎的交互式程序語言，著重針對科學計算、工程計算和繪圖的需求。與其他計算機語言相比，其特點是簡潔和智能化，適應科技專業人員的思維方式和書寫習慣，使得編程和調試效率大大提高。它用解釋方式工作，鍵入程序立即得出結果，人機交互性能好，為科技人員所樂于接受。特別是它可適應多種平臺，并且隨計算機硬、軟件的更新而用時升級。因而，MATLAB語言是數值計算用得最頻繁的電子信息類學科工具。它大大提高了課程教學、解題作業、分析研究的效率。

3.2 MATLAB的歷史

在1980年前后，美國的Cleve Moler博士在New Mexico大學講授線性代數課程時，發現應用其他高級語言編程極為不便，便構思并開發了MATLAB（MATrix LABoratory，矩陣實驗室），它是集命令翻譯、科學計算于一身的一套交互式軟件系統，經過在該大學進行了幾次的試用之后，于1984年推出了該軟件的正式版本。它是以著名的線性代數軟件包LINPACK和特征計算軟件包EISPACK中的子程序為基礎發展而成的一種開放型程序設計語言，其基本的數據單元是一個維數不加限制的矩陣，這就允許用戶可以根據數值計算問題的復雜程序，對問題進行分段甚至逐句編程處理，顯然這與C、FORTRAN等傳統高級語言完全不同。在MATLAB下，矩陣的運算變得異常的容易，后來的版本中又增添了豐富多彩的圖形圖像處理及多媒體功能，使得MATLAB的應用范圍越來越廣泛，Moler博士等一批數學家與軟件專家組建了名為MathWorks的軟件開發公司，專門擴展并改進MATLAB。

為了準確地把一個控制系統的復雜模型輸入給計算機，然后對之進行進一步的分析與仿真，1990年MathWorks軟件公司為MATLAB提供了新的控制系統模型圖形輸入與仿真工具，并定名為SIMULAB，該工具很快在控制界得致函廣泛的使用。但因其名字與著名的軟件SIMULA類似，所以在1992年正式改名為SIMULINK。此軟件有兩個明顯的功能：仿真與連接，亦即可以利用鼠標在模型窗口上畫出所需的控制系統模型，然后利用該軟件提供的功能來對系統直接進行仿真。很明顯，這種做法使得一個很復雜系統的輸入變得相當容易。SIMULINK的出現，更使得MATLAB的控制系統的仿真與其在CAD中的應用打開了嶄新的局面。

3.3 MATLAB語言的特點

MATLAB語言有以下特點。

(1) 起點高

每個變量代表一個矩陣，以矩陣運算見長。當前的科學計算中，幾乎無處不用矩陣運算，這使它的優勢得到了充分的體現。

(2) 人機界面適合科技人員

MATLAB的語言規則與筆算式相似。MATLAB的程序與科技人員的書寫習慣相近，因此，易寫易讀，易于在科技人員之間交流。矩陣的行列數無需定義。MATLAB不必有階數定義，輸入數據的行列數就決定了它的階數。鍵入算式立即得到結果，無需編譯。MATLAB是以解釋方式工作的，即它對每條語句解釋后立即執行，若有錯誤也立即做出反應，便于編程者立即改正。這些都大大減輕了編程和調試的工作量。

(3) 強大而簡易的做圖功能

能根據輸入數據自動確定坐標繪圖，能規定多種坐標系，（極坐標系、對數坐標系等），能繪制三維坐標中的曲線和曲面，可設置不同顏色、線型、視角等。如果數據齊全，通常只需一條命令即可出圖。

(4) 智能化程度高

繪圖時自動選擇坐標，大大方便了用戶；做數值積分時自動按精度選擇步長；自動檢測和顯示程序錯誤的能力強，易于調試。

(5) 功能豐富，可擴展性強

MATLAB軟件包括基本部分和專業擴展兩大部分。

基本部分包括矩陣的運算和各種變換、代數和超越方程的求解、數據處理和傅立葉變換及數值積分等等。可以充分滿足大學理工科學生的計算需要。

擴展部分稱為工具箱。它實際上是用MATLAB的基本語句編成的各種子程序集，用于解決某一方面的專門問題，或實現某一類的新算法。現在已經有控制系統、信號處理、圖像處理、系統辨識、模糊集合、神經元網絡及小波分析等工具箱，并且向公式推導、系統仿真和實時運行等領域發展。

MATLAB的核心內容在于它的基本部分，所有的工具箱子程序都是用它的基本語句編寫的。

3.4 MATLAB仿真

通過利用所學的理論知識，建立一個完整、準確的需求說明，清楚、準確地提出仿真試驗所要解決的問題。

對所提出的仿真系統給出詳細定義，明確系統中的模塊、系統構成、模塊之間的相互關系，系統的輸入輸出、邊界條件以及系統的約束條件，并明確仿真所要達到的目標。

根據仿真系統分析的結果，確定系統中的參數、變量及其互之間的關系，并以數學形式將這些關系描述出來，從而構成仿真系統的數學模型。數學建模是系統仿真中最關鍵的一步，所建立的數學模型必須盡可能準確地反映所關心的真實系統的特性，而又不能過于復雜，以免降低模型的效率，增加不必要的計算過程，即建模需要根據求解問題的要求，在模型的近似程度與復雜程度之間折中。電子與通信系統的數學模型通常以方框圖形式或數學方程形式來表達。

根據建立的數學模型所需要的數據元素，收集與模型系統有關的數據。根據數學模型建立系統的計算機仿真模型，收集數據，確定其中各子模塊的結構，輸入輸出接口，輸入輸出的數據表達形式，數據的存儲方式等。然后編制相應的程序流程，用MATLAB語言實現。

篇4

[中圖分類號] G642.477 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）12-0012-03

畢業設計（論文）模式最初由前蘇聯引進。從1952年起，中國開始學習前蘇聯模式的高等教育改革，其中前蘇聯關于高等教育的環節：講授、課堂討論、習題、答疑、實驗、實習、課程設計（論文）、畢業設計（論文）等是重要的學習內容之一。[1]

目前，國內高校從高職高專、獨立學院（民辦學院）到普通本科學校在大學生最后階段基本都開展畢業設計（論文）課程。2004年，國家教育部辦公廳《關于加強普通高等學校畢業設計（論文）工作的通知》（以下簡稱“通知”），該通知中指出了高等學校開展畢業設計（論文）的重要意義及加強畢業設計（論文）的教學管理、指導教師管理及學風建設等意見。[2]但是早在2001年就有復旦大學的一項關于“本科畢業設計（論文）是否應該取消”的調查，結果有相當一部分學生認為應該取消。而關于畢業設計（論文）存廢之爭的激烈論辯，主要集中出現在2004年和2009年。[3]這兩次論辯都是由某個特定事件引起的，網上辯論雙方針對畢業設計（論文）的意義和缺點展開了激烈的討論，但是關于其存或棄仍然是眾說紛紜。[4]雖然本科畢業設計（論文）成果質量堪憂，但筆者認為，畢業設計（論文）的存在仍然具有重要意義。目前，畢業設計（論文）存在相當多的問題和不足，這是導致其質量下滑的重要原因。

一、畢業設計（論文）的重要意義以及存在的缺點和不足

早在1983年，王廣生等就認為畢業設計（論文）不同于課堂教學，其所學的內容是書本上找不到的，是需要通過發揮主觀能動性、運用創造性思維去探索和發現的。[5]劉繼紅認為，畢業設計（論文）是一項包括學習、探索、創新相結合的綜合教學環節，是大學期間檢驗學生知識技能的手段，并且能為學生將來工作做準備[6]；劉秀紅認為，畢業設計（論文）是加強素質教育的重要環節，其培養了學生運用各方面知識分析問題、解決問題及自學的能力[7]；肖翔認為畢業設計（論文）是理論與實踐結合的一次重要機會，有助于提高學生的綜合能力、創新思維能力，讓學生掌握實踐和創新技能。[8]

筆者認為，畢業設計（論文）本身就是一個小的系統，其包含系統內部及外部環境：系統內部是利益相關者（高校、教師、學生）之間的組合及連接，外部環境是系統所處的政治、經濟、社會環境等。關于畢業設計（論文）的意義及不足可以從系統的角度出發來進行探討。本文分別從外部環境角度、高校角度、教師角度、學生角度等四個視角分析畢業設計（論文）的重要意義及不足之處，并將其總結如表1所示。

鑒于畢業設計（論文）存在的問題，王宇提出“在從計劃經濟向社會主義市場經濟過渡的過程中，畢業設計這個在計劃經濟體制下模仿前蘇聯的辦學方式是否會有所變化，有待于進一步實踐探索”。[14]美國作為眾所周知的全球高等教育最發達的國家，在長期教育實踐發展過程中，也經歷了一系列的困境和反思，其與畢業設計（論文）類似的頂峰體驗課程的開設和歷次改革對我國的畢業設計培養模式的創新提供了思路和啟示。

二、 借鑒美國頂峰體驗經驗構建畢業設計（論文）新模式

“capstone”（頂峰體驗）一詞最初是指建筑物上的“拱頂石”或者“壓頂石”。當建筑物上放置“capstone”時，預示著工程的完結。因此，“capstone”引申為事業、工作等達到圓滿時的頂點。在教育行業中，頂峰體驗課程被認為是通往一段學業、研究行將結束時所提供的課程[15]，它主要是針對大學準畢業生在大學階段能夠將所獲得的知識進行應用的課程或者經歷[16]，其含義與“大四研討會”無二。頂峰體驗的形式不是固定不變的，它可以是一段實習經歷、制作關于專業發展的報告、在校外發表的會議論文，等等。重要的是，我們要認識到頂峰體驗課程的內容不是通用的，頂峰體驗課程應該可以為學生提供系統化學科知識技能的實踐活動，以使得他們在將來能夠把知識應用于真實的環境。

自從我國開展廣泛的教學改革以來，許多高校都進行了深入的研究和實踐，而且有些在實踐過程中也取得了較好的效果。教學改革源于在教學過程中的總結和反思。頂峰體驗課程在美國作為一種教學體系的設置，在我國也得到了廣泛的借鑒研究。頂峰體驗課程在我國很多高校的文科類、工程類專業中有不少的研究借鑒，它還應用于實踐教學、教學體系設置及畢業設計改革等方面。

由當前畢業設計（論文）的缺點和不足可以看出，畢業設計（論文）總體上存在忽視學生主體地位、課程目標和評價標準不一致以及忽視畢業設計（論文）后的跟蹤反饋情況等問題。國內學者在針對畢業設計（論文）的過程管理方面也有不少的研究。桑玉軍將全面質量管理理念融入畢業設計（論文）過程管理，提出構建畢業設計（論文）全面質量管理體系，并且在實踐中取得了一定的成效。[17]施小平從全面質量管理理念出發，結合具體實踐，探討畢業設計（論文）全面質量管理的策略。[18]本文在借鑒頂峰體驗課程管理的基礎上，構建如圖1所示的畢業設計（論文）全過程管理模式。

畢業設計（論文）全過程管理模式就是在課程目標的指引下，高校投入必要的資源（教師、財物、時間等），對畢業設計（論文）的整個過程進行全方位的監控和管理。畢業設計（論文）開始之前召開動員會，確定整個畢業設計（論文）流程，對指導教師進行培訓和指導，根據學生主觀能動性、個人興趣愛好、將來職業發展方向等優化選題方案，對學生進行必要的計算機技能及寫作方法論等方面的指導。在畢業設計（論文）進行過程中，學校畢業設計（論文）主管部門應加強監督管理，通過中期檢查等手段獲知畢業設計（論文）進展、師生信息溝通等方面的信息，有效調控畢業設計（論文）的時間、資源等方面的投入。在畢業設計（論文）最后的檢驗和評價階段，畢業設計（論文）主管部門應通過與目標和標準的對比，科學合理的評分，及時總結經驗，將整個流程中出現的問題和經驗反饋到下個年度的畢業設計（論文）實踐過程中。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 佟君.關于畢業設計與頂峰體驗課程的比較研究[D].上海交通大學，2009.

[2] 教育部辦公廳.教育部辦公廳關于加強普通高等學校畢業設計（論文）工作的通知[R].2004.

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[4] 時偉.大學本科畢業論文的棄與存[J].中國高等教育，2010（7）：45-47.

[5] 王廣生，張立群，王如泉. 應當重視畢業設計這一教學環節[J].高等教育研究，1983（4）：15-18.

[6] 劉繼紅.談高校畢業設計（論文）質量滑坡及其提高的對策[J].中國高教研究，2000（3）：83-84.

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[15] Smith L D. CAPSTONE COURSES C AN OVERVIEW[R].Stellenbosch University，2011.

篇5

作者簡介：王放銀（1965-），男，湖南邵東人，邵陽學院教務處，教授；王業社（1974-），男，湖南武岡人，邵陽學院教務處，副教授。（湖南 

邵陽 422000）

基金項目：本文系湖南省教育廳課題（課題編號：2010243-351）、邵陽學院教學改革研究資助項目（課題編號：2010JG31）的研究成果。

中圖分類號：G642.477     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）05-0073-02

畢業設計（論文）是高校本科專業人才培養方案的重要組成部分，是實現本科專業人才培養目標的重要實踐性教學環節，是對學生的知識、能力和素質的全面總結和終極檢驗。畢業設計（論文）質量是本科人才培養質量的重要表征，是衡量高校辦學質量、辦學效益的主要評價內容，是本科教學工作水平評估的關鍵指標之一。近年來，邵陽學院作為一所以工學為主體、文學與管理學為兩翼、多學科協調發展的綜合性新建地方本科院校，樹立全面質量管理理念，科學構建畢業設計（論文）質量監控體系，促進畢業設計（論文）質量和人才培養質量持續提高。

一、畢業設計（論文）工作存在的主要問題

1.學生重視不夠

部分學生對畢業設計（論文）重視不夠，認為畢業設計（論文）跟專業課程設計差不多，無非就是走形式、走過場，反正都能過關；甚至有些學生認為就業關系自己一生，畢業設計（論文）遠遠沒有就業重要，常常要等到學校中期檢查后甚至畢業答辯前兩三周才正式開始做畢業設計（論文），其質量自然無法保證。

2.教師重視不夠

近年來，學生就業壓力日益增大，部分指導教師認為畢業生找工作是關系到學生一生的重大事情，如果不讓學生參加人才交流會似乎不近人情。此外，由于教師自身學術水平欠佳，畢業設計（論文）選題無創新，甚至常常是“老面孔”，學生基本上可以照葫蘆畫瓢，起不到綜合訓練的效果。

3.教師精力投入不夠

畢業設計（論文）指導教師不但要承擔繁重的教學任務，還要承擔科研任務，工作量較大，精力投入常常不足，個別教師甚至較長時間都沒有與學生見面，結果導致指導教師對學生的管理過松，缺少必要的指導

4.學生精力投入不夠

畢業設計（論文）是本科教學工作的最后一個階段，一般安排在第8學期。企業招聘優秀員工心切，招聘活動普遍提前，第7學期就已接連不斷；多數學生也出于就業壓力，花費大量精力參加各種各樣的招聘活動，嚴重影響畢業設計（論文）的時間、精力投入。部分學生對畢業設計（論文）的方案是否科學、過程是否正確、操作是否規范、工藝設計與設備選型計算是否合理、設計說明書和論文是否編寫規范等問題沒有認真思考和深入探討，馬虎應付，傅衍了事，甚至還有個別學生有抄襲現象。

5.選題不恰當

選題時避重就輕、避難就易現象比較嚴重；有些學生選題范圍過大，超出了本科生的研究范圍；有些學生選題過窄，無法開展研究；有些選題與專業結合不緊密，或根本與專業無關；有些選題過于陳舊，缺乏創新，影響學生主觀能動性的發揮。

6.工作條件有限

高校擴招后，原有教學場地、教學儀器設備、圖書資料等難以滿足學生畢業設計（論文）工作的需求；尤其是一些新技術、新方法、新手段，學校現有實驗設備無法滿足其要求，而到校外進行試驗又涉及到經費不足的問題。

7.管理不到位

學校雖然制訂了畢業設計（論文）實施、檢查、評分等的具體管理規定，但實施細則往往并不一定很完善，特別是缺少行之有效的過程監管辦法，過程監管不到位的現象時有發生，教師指導也在一定程度上流于形式。

二、畢業設計（論文）質量監控體系構建的基本理念與原則

1.理念

（1）制度領先，規范畢業設計（論文）管理。嚴格的規章制度是規范畢業設計（論文）管理的根本保證。學校必須根據學校實際制訂切實可行的畢業設計（論文）管理規定及相應的質量標準，從制度層面和源頭規范畢業設計（論文）的組織管理、指導教師的遴選、任務書下達、選題與開題、方案設計、試驗研究與設計計算、論文撰寫、論文答辯、評閱與評分、總結歸檔等環節，確保畢業設計（論文）全過程處于可控范圍內。

（2）以人為本，推行全面質量管理理念。全面質量管理的核心思想集中體現為全員、全程、全面的質量管理。全員是指畢業設計（論文）質量管理人人有責，相關人員都要做好本職工作，參加質量管理工作；全過程是指要全面把握畢業設計（論文）質量形成全過程的各環節或相關因素，構建一個科學的畢業設計（論文）質量管理體系，推行預防為主、防檢結合的工作方針，不斷改進畢業設計（論文）質量管理工作；全面是指要以畢業設計（論文）質量為中心，學校各級領導高度重視，切實落實各項工作措施與質量標準，不斷完善畢業設計（論文）質量監控與保證體系。

影響畢業設計（論文）質量的主要因素是人，畢業設計（論文）質量管理的主體不僅包括學生及其指導教師，還包括教輔人員、教學管理人員、后勤保障人員等。可以說，畢業設計（論文）質量人人有責。因此，必須牢固樹立“以人為本”和“質量形成于全過程”的科學理念，[1]重視學生、指導教師、教輔人員、教學管理人員、后勤保障人員的主觀能動性與協同合作，發揮質量管理的激勵功能，優化人、財、物等教學資源配置，建立畢業設計（論文）質量監控體系，實施全過程全方位質量管理，將質量管理從“事后把關型”、“事后審核型”轉變為“事先預防型”和“過程控制型”。[1]

（3）系統集成，[1]持續提高畢業設計（論文）質量。畢業設計（論文）質量監控體系是由質量標準的制訂與實施、信息的收集、整理與反饋及其運行調控等環節構成的閉環式回路系統。有效及時的信息反饋是質量監控的基礎，學校必須建立通暢的畢業設計（論文）信息反饋系統，重視信息的收集、整理、反饋工作，注重反饋與調控的相互作用，避免出現“監而不控”的現象，促進畢業設計（論文）質量持續提升。

2.原則

（1）目標性原則。[2]教學質量監控要及時發現甚至能提前預測偏離于人才培養目標與教學任務的各種偏差，并采取及時、有效的措施預防、糾正偏差，確保教學任務與人才培養目標的實現。

（2）全員性原則。[2]人才培養是高等學校的基本任務，教學工作是高等學校的中心工作，教學質量是全體師生員工共同努力的結果，人人都是教學質量監控系統中的一分子，學生是主體，學校是基礎，職能部門是核心，教師是保證。

（3）系統性原則。[2]教學質量不但與學校辦學指導思想、人才培養目標有關，還廣泛涉及教師、學生、辦學條件、教學設施、教學管理等諸因素，是一個多層次、多因素構成的網狀教學管理系統共同作用的結果。

（4）全程性原則。[3]畢業設計（論文）必須從方案制訂、指導教師遴選、選題、任務書下達、選題、開題、試驗研究與設計計算全過程、論文撰寫、論文答辯、評閱、評分、總結歸檔等各個環節對畢業設計（論文）實施全過程質量監控。

（5）可操作性原則。[3]教學質量監控體系的構建不但要有利于監控目標的實現，又要保證監控體系科學、完善、簡單、便于操作。教學質量評價應采取定量評價與定性評價相結合的方式進行。僅有定量評價，監控工作量過大，將導致監控體系難以執行；僅有定性評價，又會使評價結果模棱兩可，將導致質量監控流于形式。

（6）發展性原則。[4]構建畢業設計（論文）質量監控體系就是要通過對畢業設計（論文）工作各環節的信息收集、整理、診斷與反饋，及時發現其存在的問題，不斷改進工作。通過質量監控，力求畢業設計（論文）工作更加規范，不斷提升畢業設計（論文）質量。

三、畢業設計（論文）質量監控體系的構建

1.構建實踐

（1）確立校系二級畢業設計（論文）管理體制。建立層次分明、職責明確的畢業設計（論文）管理體制，是確保畢業設計（論文）質量的基礎。根據學校實際，我們確定了校系二級管理、以系管為主的管理體制，明確規定各系是畢業設計（論文）教學過程的主要執行者，是畢業設計（論文）質量監控工作的基礎和主體，切實增強系主任在畢業設計（論文）工作中的第一責任人意識。學校是畢業設計（論文）質量監控的組織者和實施者，教務處主要負責畢業設計（論文）工作的組織與協調工作，教學質量監控處主要負責畢業設計（論文）的質量監控工作。

（2）建立畢業設計（論文）工作規范和質量標準。建立科學、完善的畢業設計（論文）質量標準及其環節工作規范是建立畢業設計（論文）質量監控體系、提高畢業設計（論文）質量的前提。學校制定了《畢業設計（論文）工作條例》，從指導教師的遴選、課題的選定與學生選題、開題、教師指導與過程管理、答辯與評分、優秀畢業設計（論文）的評選、經費使用等方面都做出了詳細規定，并制定了畢業設計（論文）質量標準、各階段檢查與評價指標體系，綜合評價畢業設計（論文）質量。

（3）推行畢業設計（論文）工作全年全覆蓋制度。教務處每年下學期開學不久即下達畢業設計（論文）工作通知，要求各系制訂切實可行的畢業設計（論文）工作方案，并在期中以前完成指導教師遴選、課題下達與學生選題等前期準備工作，組織學生積極準備畢業設計（論文）的開題工作，使學生盡早接觸課題，允許學生提前完成畢業設計（論文）工作，為日后的就業工作留出更多的時間。

（4）強化畢業設計（論文）過程監控。實施畢業設計（論文）前期、中期、后期檢查制度，組織學校教學督導團和校內專家逐系開展畢業設計（論文）工作情況檢查。前期重點檢查畢業設計（論文）計劃與指導教師落實情況、選題質量、開題情況，中期重點檢查畢業設計（論文）任務完成情況及指導教師的指導情況，后期重點督察畢業設計（論文）評閱、答辯、成績評定、優秀畢業設計（論文）推薦與評審等環節的科學性、嚴謹性，切實落實畢業設計（論文）課題審批制度與雙向選擇機制、開題報告審核制度、答辯資格審查制度、成績評定的約束機制，強化畢業設計（論文）工作過程管理。

（5）實施優秀畢業設計（論文）獎勵制度。為調動師生積極性，每年在畢業設計（論文）工作結束后，學校都開展了優秀畢業設計（論文）和優秀畢業設計（論文）指導教師的評選工作，對獲得優秀畢業設計（論文）的學生及其指導教師均給予適當獎勵，頒發榮譽證書，記入檔案，并將優秀畢業設計（論文）摘要匯編成集。

（6）堅持畢業設計（論文）質量評價制度。畢業設計（論文）工作結束后，各系要對本系畢業設計（論文）工作進行總結，客觀評價畢業設計（論文）質量。在此基礎上，學校組織校內專家對全校畢業設計（論文）按比例進行隨機抽查與質量評價，進一步查找不足，提出改進意見，為改進今后的畢業設計（論文）工作質量奠定基礎。

2.實踐成效

多年來，我校不斷完善畢業設計（論文）管理規范，加強對畢業設計（論文）教學的管理，構建畢業設計（論文）質量監控體系，推進畢業設計（論文）工作的改革與創新，推動畢業設計（論文）質量的不斷提高。畢業設計（論文）質量監控體系的建立與完善，提高了師生對畢業設計（論文）工作重要性的認識，極大地調動了指導教師、學生參與畢業設計（論文）工作積極性、創造性，鼓勵學生自覺、主動、認真、積極地完成畢業設計（論文），鞏固所學的專業知識，培養學生嚴謹的治學態度與團結協作的精神，學生的動手能力、解決實際問題的能力都得到較好的訓練和提高，達到了畢業設計（論文）的教學目的。近幾年來，學校先后有60余篇優秀畢業論文公開發表，“水族文字輸入系統”等4項畢業設計獲得計算機軟件著作權，每年都有優秀畢業設計被企業采用，社會聲譽不斷提升。

參考文獻：

[1]黨傳升,羅梅娟,呂廷杰.構建基于全面質量管理的畢業設計(論文)質量監控體系[J].北京郵電大學學報(社會科學版),2007,(2):71-74.

篇6

為了培養適應企業需求的高技能應用性人才，必須加快高等職業教育的改革和發展，以就業為導向，大力推進工學結合、勤工儉學。從2008年起，湖南化工職業技術學院自動化系不斷進行教學改革，在工學結合人才培養模式方面不斷實踐和探索，尤其在電氣專業學生的畢業論文設計環節采取工學結合的方式進行了大膽創新與嘗試。以這幾年的實踐來看，不但取得了不錯的教學效果，而且為合作企業創造了良好的經濟效益。

一、畢業論文設計環節的創新模式

具體做法就是與株洲電氣控制設備廠合作，在一個月的時間內，由系里專業教師和企業技術員負責對電氣專業的學生進行GGD1-13進線柜、GGD1-06饋電柜、GGJ1-01C低壓無功功率補償柜的部分設計與制作安裝三個課題的技術指導，學生通過在“學中做、做中學”來制作出實實在在的低壓電氣柜產品，并經性能測試達到合格要求。學生再把設計、制作的過程用論文的形式表述出來，通過答辯才算完成畢業論文設計環節。

二、創新模式的特色

該模式一實施就很受學生和企業的歡迎，為什么會出現這種情況呢?通過這幾年的運作，發現該模式具有以下鮮明特色。

1.改革了傳統的教學管理模式，使之更加貼近現代高職教育理念。畢業論文設計從傳統的在教室內由教師指導學生做課題，變成了在企業生產現場由學生親自做具體電氣產品的設計和制作，主要是通過實踐磨練來培養學生的各種技能，不僅能增強實踐能力，而且有利于學生學習書本上、課堂上學不到的“隱性知識”，實現了從傳授理論知識為主向傳授技能為主的轉變;從追求學科的完整性向注重知識的實踐性的轉變;從介紹理論研究成果向介紹實踐技術和經驗為主的轉變。

2.有利于實施個性化教學模式，方便對學生進行因材施教。由于高職學生生源分布廣，水平參差不齊，如果仍然沿用傳統自然分班制的齊步走教學方式，就會遇到學生“一頭吃不飽，而另一頭吃不了”的教學難題，而個性化的分級教學正是化解這種兩難問題的有效方法，它吸收了激勵、競爭、動態管理等積極因素，充分調動學生的主動性，為他們提供了更大的個性發展空間，激發了其積極性和自覺性，改變了齊步走的教學方式，從而根除了“優等生吃不飽，差生吃不了”的現象，提高了教學效率和學習效果。創新的這一模式就方便實施個性化分級教學，因為這一模式有三個難易程度不同的電氣柜的設計和制作，底子差的學生可選擇一個容易的電氣柜進行設計和制作，能力強的學生可選擇難一點的一個或兩個電氣柜進行設計和制作，一個產品的設計和制作由3到5個學生組成一組來完成，每個成員都能根據能力和喜愛選擇能夠完成的任務，若有困難也能請教指導教師和能力強的學生來協助自己，直至完成畢業論文設計工作。

3.激化了學生的學習熱情，增強了學習興趣，改變了學習觀念，變讓我學為我要學。讓學生對具體的電氣產品根據所學理論知識和國家標準做設計，并親自動手制作，使學生產生了極強的新奇感和挑戰感，愿意不斷主動學習、琢磨、鉆研想方設法完成它。這一模式改變了傳統的教學過程，從以往的學科知識和動作技能導向的教學過程轉向為現代的職業活動和智力技能行動導向的教學過程，且采用行動導向的項目教學法，注重學生過程學習方法和學習績效評價，給他們更多自學、動手、應用、表達、創作和合作的機會，真正體現了以學生為主體的教學理念。

4.有利于增強學生的自心，勇敢面對就業。許多企業或公司招聘員工時，都要求必須具有實際工作經驗，這正是高職院校畢業學生所缺乏的，因而就業競爭力不強。而該模式彌補這種不足，增長了學生的實際工作經驗。學生通過一個月的努力，看到親手制作的嶄新、漂亮的電氣柜，并得到教師和同學的認可時不僅心情激動，而且對自己擁有這樣的實際能力和經歷感到自豪。面對企業招聘時，就能心有底氣從容應對，順利被用人單位錄用。

5.校企合作形成了良性循環，具有持續性。課堂設在企業里，企業建在學校中，以畢業論文設計為紐帶，學校將課堂延伸到合作企業，選擇企業產品的設計與制作為課題，專兼職教師和學生以雙員身份共同完成設計和制作企業產品的全過程，在“做中教、教中產、做中學”實現教學、學習、生產與人才培養同步，師資質量與實訓基地內涵建設跟畢業論文設計教學改革同步。這幾年由學生制作的電氣柜，很大一部分已經銷售出去，從買方企業反饋的信息來看，電氣柜性能優良運行正常，為合作企業創造了幾萬元的經濟利潤，在校企之間形成了互利互惠、合作愉快的良好氛圍，為校企的持續合作打下了堅實基礎。

總之，通過工學結合創新畢業論文設計環節的改革，真正形成了“專業+生產實訓車間+師生員工”的專業建設特色，成功構建了電氣專業以畢業論文設計為切入點的工學結合人才培養新模式，實現了校企合作雙贏。

參考文獻:

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[2]劉暢，楊遠芬.創新高職教育的辦學特色[J].四川兵工學報，2008，(2).

篇7

中圖分類號 G642.477

文獻標識碼 A

文章編號 1005-4634（2012）05-0033-03

畢業設計（論文）可以培養學生綜合運用所學基礎理論知識、專業技術解決問題的基本技能和素質，培養和提高學生綜合分析問題與獨立解決問題的能力。同時也是檢驗學生學識、能力、素質等方面實際狀況、評價學校和教師教育教學質量的有效方式和手段，是很重要的教學環節。畢業設計（論文）是最重要的實踐教學環節之一，是對大學生學習的總結、檢驗和鞏固，重要性可想而知。目前很多高校都設立了環境工程專業，為我國環境工程及相關領域發展提供了較多的工程技術人員，這些高校畢業生也是我國環境工程技術領域的生力軍；隨著高校碩士研究生的擴招，不少畢業生進入碩士階段進修，為后續科學研究提供人才支持。

近年來，由于擴招使新建本科院校學生整體素質下降、就業率較低、師資隊伍薄弱，多重壓力導致很多新建應用型本科院校中的環境工程專業畢業生畢業設計（論文）的質量有較大滑坡。下面針對目前新建應用型本科院校環境工程專業畢業生畢業設計（論文）中存在的問題進行全面解析，并在此基礎上提出新建應用型本科院校環境工程專業畢業設計（論文）質量控制及評價機制的思路。

1 癥結問題解析

1.1學校的管理問題

據調查，很多新建應用型本科院校畢業設計（論文）都較為靈活，可以進入相關的環境保護公司、市政設計（研究）院參與實際工程設計等或留在學校進行畢業設計（論文）。但是有些高校擔心學生的設計（論文）質量，只允許畢業生進入乙級以上設計院，而不能進入環境保護公司特別是私企。目前環境工程專業學生的就業形勢不容樂觀，所以很多學生通過自己的努力或者人脈關系找到了環境保護公司，很多環境保護公司都是私企，但是這與學校的要求相抵觸，很多學生只能隱瞞學校進入，這給學生造成了精神壓力，影響了學生畢業設計（論文）的進度和質量。很多學校不是根據自身學校的層次、學生素質等靈活應對，管理制度過于死板。

很多高校對畢業設計（論文）的要求都表現的“頭重腳輕”，即開始時對同學們提出較高的要求，到后面則是草草收場。特別是畢業答辯過程中，設計（論文）有無達到要求、格式是否規范、學生對設計（論文）的熟悉程度等不強烈要求，這種風氣容易被下屆的畢業生所“借鑒”，形成了一種惡性循環。

畢業設計（論文）的時間很短，一般為6～10周，再除去碩士研究生入學面試時間1～2周，剩下的時間內做出一個完整的畢業設計就不錯了，更別說質量控制了。對于畢業論文就更不用說，由于實驗時間很短導致數據非常缺乏，如果進行有關“活性污泥法污水處理”等方面的試驗研究論文，有可能微生物還沒有生長穩定，更別說進行詳細的試驗研究。以運用活性污泥法處理生活污水的試驗研究為例，資料查詢、方案設計、試驗準備需要3～4周，活性污泥培養和馴化需要3～4周，以上這些時間都占據了6～8周，根本沒時間進行真正的測試和研究。

1.2畢業生自身問題

畢業生自身對畢業設計（論文）的重視不夠，造成這些問題的根源很多，比如長期以來某些新建應用型本科院校、老師對畢業設計（論文）質量控制不力使學生產生麻痹思想，學生對知識的接受和掌握程度不佳，存在較為嚴重的知識缺漏問題等。

畢業生對畢業設計（論文）不重視表現在以下幾個方面：（1）表格圖形沒有表頭和圖名，表格不是三線表；（2）格式和拼寫草率，如pH值寫成PH值，mg/L或mg·L-1寫成mg/l，上標下標缺失和混淆；（3）設計圖紙從網上下載，或者論文數據源自網絡而非自己親自實驗所得，或從網上直接下載綜述性論文代替論文（設計）。

1.3指導老師責任心不強

一般來說畢業設計（論文）進行時間為10周左右（視各個院校具體課程設置情況、教學周長短等情況各異），由于師資缺乏，每個教師指導學生數量較多，再加上繁重的教學任務和科研任務以及教學過程中繁多的瑣事，使有些指導老師對分配給自己指導的學生的任務實施、進程等過程不聞不問，或無心過問，任由學生自己設計（試驗），也不對畢業設計（論文）進行過程控制和終端控制等質量控制，導致畢業設計（論文）質量低，缺乏師生間的互動。有些指導老師對學生剽竊得到的成果采取默許的態度，助長了學生的剽竊風氣；另外，有些老師要求不嚴格，將畢業論文軟化，如忽視進行試驗研究才能寫畢業論文的要求，私自默許學生撰寫綜述性論文。

此外，有些老師責任心不強表現在相關設計參數不合實際，卻不加查閱，反而隨意估寫。如某老師在對學生的畢業設計任務書進行編寫時錯誤的將水設計中的重要參數COD定為500～600mg/L，眾所周知，我國城市污水的水質COD一般低于200mg/L，北方城市又略低于南方城市。某些指導老師對畢業設計（論文）來源不明的資料和數據不進行批評，任其發展。也有一些老師由于工程經驗（科研工作經驗）缺乏，對畢業設計（論文）不能進行有效的指導。

1.4師資缺乏導致供需不平衡

環境工程專業目前較為熱門的方向有環境監測、環境影響評價、大氣污染控制工程、污染水體生態修復工程、土壤污染修復等領域，也是目前國內較為缺乏相應工程技術專業人才的領域，但是目前這些領域的師資非常缺乏，導致多數新建應用型本科院校目前環境工程專業的畢業設計仍然停留在以水污染控制工程為主、輔以少量的大氣污染控制工程領域和教師的科學研究課題等，沒有真正培養出社會所需要的專門人才。而國內對水污染控制領域的人才量需求不大，導致環境工程專業畢業生就業困難，這就造成供需之間的失調。

2 質量控制及評價機制探討

提高畢業設計（論文）水平是關系到新建應用型本科院校辦學質量、人才培養方案實施和學生素質的大事，筆者根據多年的經驗提出如下幾點建議，希望對新建應用型本科院校畢業設計（論文）質量提高能有所幫助和借鑒。

2.1更新學校層面畢業設計（論文）管理理念

改變傳統觀念，打破新建應用型本科院校畢業生必須以設計為主、論文為輔的思路，針對專業特點和就業需要，選擇畢業設計或畢業論文。據不完全統計，環境工程專業35%～50%的畢業生可能進入較好的高校（科研所）進行深造，所以科學研究方法是非常重要的，也為攻讀碩士研究生做準備。另外，很多學生會進入污水處理廠，那么污水處理廠的運行管理知識是其必須的，所以建議學校因人而異，不能搞“一刀切”，全部搞畢業設計，否定畢業論文的作用。有的畢業生考取碩士研究生，則可選擇跟著指導老師進行簡單的實驗科學研究，有的學生畢業后擬進入工礦企業從事環境保護工作，為積累工作經驗可進入某些工礦企業進行現場作業練習。這就需要指導老師的配合，根據學生的具體情況合理的分配畢業設計（論文）題目。

高校應該多給青年教師或低學歷、低文憑且經驗不足的教師提供工程設計經驗、運行管理經驗及科研經驗等學習提高的機會，使其有能力指導好畢業生的設計（論文）。

有些高校的課時量要求較高，使很多沒有指導能力的老師加入到畢業生指導的行列，所以高校的課時量問題需要妥善安排。盡可能提高畢業設計（論文）的時間，保證設計（研究）充足的實踐，建議畢業設計時間應該為12～15周。

最后，建議提高對畢業設計（論文）過程的資金投入，因為對工科專業學生來說，一個優秀的畢業設計（論文）離不開充足的經費、良好的實驗設施和實驗條件、充足的設計資料等。很多指導老師因為沒有足夠的經費而不得不放棄很多該做的測試，更有老師直接放棄所有的研究，這也是有些畢業生的畢業論文是綜述性論文的主要原因之一。

2.2加強畢業設計（論文）指導教師能力的提升

很多新建應用型本科院校由于升本時間很短，師資隊伍很薄弱，很多指導老師沒有接觸過工程實例，對很多設計圖紙的畫法、比例、管線布置、標高等概念非常模糊。此外，近些年來，很多新建應用型本科院校迎接教育部教學水平評估對教師學歷的需要，提高了對博士學位人員的引進力度。而這些博士學位指導老師經驗更為缺乏，特別對于跨學科攻讀的碩士、博士來說，可能他們擅長之處就是科學研究，而不是工程設計。所以這些老師應該加強學習，提高知識的更新速度和工程素質。所以對于一些工程類高校來說，培養指導老師的過程控制是非常重要的。對于指導畢業設計（論文）的老師來說，應根據學生的水平、愛好，設計適合的研究內容，這無疑也能提高指導老師的指導水平和畢業設計（論文）的質量，發揮其知識層次的優勢。

另一方面，指導老師的責任心也是影響畢業設計（論文）質量的關鍵因素之一。經常檢查學生畢業設計（論文）的進展，并及時解決學生設計過程中出現的疑難問題，保證畢業論文順利進行，這是對學生負責、對自己負責、對社會負責。為此，新建應用型本科院校必須加強畢業設計（論文）質量標準及評價方案的制定和實施工作。

2.3嚴格畢業生管理和要求

近些年來，新建應用型本科院校考慮到畢業生的就業壓力大，為提高畢業生就業率而讓學生把大量的時間和精力花費在求職和單位面試上，更有畢業生以求職、面試為由做一些與畢業設計（論文）無關的事情，而降低了對畢業生畢業設計（論文）的要求。表面上看這只是短期現象，但很多高校卻沒有發覺它的負鏈式反應。這種現象會一屆一屆呈負鏈式反應下去，即“惡性循環”，這必將廢掉人才培養的目標，使畢業生的就業壓力越來越大。

提高畢業設計（論文）的要求，表面上看犧牲了畢業生的求職時間或實習時間，但是提高了畢業生的學習質量，促進高校教學質量呈良性循環發展。最主要的是，要使畢業生明白畢業設計（論文）過程是對整個大學所學知識的一個全面總結，是對自身分析問題、解決問題、理論聯系實際能力的培養過程，要建立起學習上的整體和長遠目標，從思想上提高對畢業設計（論文）的重視程度。

2.4做好答辯工作，提高畢業設計（論文）的質量控制機制

答辯過程是對指導教師創新能力和創新成果的檢測過程。因此應認真組織好答辯工作，規范答辯過程，科學、合理、公正地考核畢業生的畢業設計（論文）的質量，確保答辯過程的嚴肅性、成績評定的合理性和評價結果的公正性。避免不管畢業設計（論文）好壞與否，畢業生同樣畢業，指導老師仍然指導下一屆畢業設計（論文）的現象。對于畢業設計（論文）不能達標的畢業生和指導老師都必須給予相應處罰，如：畢業生進行二次答辯或延遲答辯或推遲畢業，取消指導老師下一年指導畢業生設計（論文）等工作。提高畢業設計（論文）的二次答辯或推遲畢業的幾率，提高畢業設計（論文）的質量，嚴格控制畢業答辯的“走過場”行為。

2.5提高畢業設計（論文）的評價機制

目前，畢業設計（論文）的評價包括指導老師評價、評閱老師評價和答辯小組評價等三個評價結果的綜合，其中指導老師評價是最主要的部分，占60%左右，評閱老師和答辯小組各占20%。這種評價機制會因為某些老師的水平、責任心等問題而導致畢業設計（論文）評價結果的失真。應該改變這種評價機制，提高答辯小組評價分值比例，因為答辯小組是多名教師共同審閱下的結果，能比較全面的代表畢業設計（論文）的質量。另外，新建應用型本科院校雖然對畢業設計（論文）成績等級進行規定，如：優秀不超過20%，良好不超過40%，但是由于指導老師評定份額較大以及對自己指導學生的偏袒使畢業設計（論文）成績偏高，優秀在50%以上，最差的成績也是良好以上。

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關鍵詞： 新建本科院校；畢業設計（論文）；質量；措施

Key words： newly-emerged undergraduate universities；graduation design （thesis）；quality；measures

中圖分類號：G642.477 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）24-0231-02

0 引言

畢業設計（論文）是本科人才培養的重要實踐性教學環節，是培養學生綜合運用所學知識分析和解決實際問題能力的全面檢查，是集中訓練學生的科學研究能力、實踐能力和創新精神的必要過程。畢業設計（論文）質量的高低，關系到教學質量的水平和人才培養目標的實現。

新建本科院校由于建立時間短，而且絕大部分由專科院校升格為本科院校，加上高校持續擴招，新建本科院校普遍存在師資不足、本科教學不夠規范、教師科研能力不強等亟需解決的問題。針對上述面臨的問題，必須加強畢業設計（論文）管理工作，注重對本科生運用所學專業知識發現問題、解決問題能力的培養，提高畢業設計（論文）指導教師業務水平，加強過程管理，與就業相結合，嚴把選題關。

1 新建本科院校畢業設計（論文）質量狀況

以西京學院為例，本課題研究所選取的畢業設計（論文）是西京學院2005年升本后2009屆及以后學生的論文。為了解西京學院本科畢業設計（論文）質量狀況，作者查閱了大量資料，并對部分指導教師和教研室主任進行了訪談，通過分析歸納，西京學院本科畢業設計（論文）主要存在以下問題：

1.1 選題方面 選題仍以約束性選題為主，約束性選題方式不利于創新人才的培養，不能充分發揮學生的主觀能動性，沒有做到因材施教。教師和學生平時的接觸并不多，學生對導師的研究方向和課題還缺乏了解，在選題方面存在被動接受的情況。

選題把握不當。學生對自己所學的專業不感興趣，理論基礎比較薄弱，對畢業設計（論文）的選題比較盲目，有些學生選題過大，超出了本科生研究的范圍，有些選題又過窄，無法開展研究。有些學生僅根據自己手頭有限的資料來確定自己的選題，在寫作過程中，當發現資料不足時，不愿繼續收集資料，中途改換課題，而有些學生硬著頭皮寫下去，對選題內容把握不準只能湊字數，只能小題大作或大題小作。

1.2 指導教師責任心不強，指導不力 學生的畢業設計（論文）格式不規范（包括開題報告和任務書），指導教師不能很好的把關。畢業設計（論文）任務書中開題報告研究方法一欄，學生擬采用的研究方法相同的較多。同時，有些學生的論文寫作時間相同，任務書也基本相同，教師也未指出，學生也沒有根據自己的情況修改。

1.3 教師對畢業設計（論文）的重視程度不夠 對《西京學院本科畢業設計（論文）工作手冊（試行）》不詳讀、不研究，完全按照自己的想法自行一套。認為三本的學生底子薄，基礎差，畢業設計差是正常的。

1.4 抄襲拼湊現象較為嚴重 大學生誠信的缺失導致畢業論文抄襲嚴重。一些學生通過網絡、圖書文獻資料，借東拼西湊論文，更有甚者通過中介購買論文，找人、代做論文等等，最終的結果只能是答辯不過，影響自己的畢業證和學位。

2 新建本科院校畢業設計（論文）存在問題的原因分析

指導教師普遍缺乏指導經驗。由于新建本科院校擴招發展迅速，導致師資力量短缺。新進的研究生教師缺少必要的指導經驗，不具備指導資格，在高職稱教師的輔導下指導畢業設計，由于學生過多，加之三本院校教學任務重，無暇顧及新的指導教師，也是導致畢業設計質量不好的原因。受實習、考研、培訓等影響，師生之間缺少必要的溝通。由于畢業設計安排在7-8學期進行，學生面臨實習、考研、就業等方面的影響，無法靜下心來做畢業設計，與導師溝通都是電話、QQ、郵件等，很難面對面的交流。因此師生的態度和職能處室對畢業設計的重視程度都影響著畢業設計的質量。

3 提高新建本科院校畢業設計（論文）質量的措施

針對畢業設計（論文）存在的各種問題，要提高本科畢業設計（論文）質量，就要著力解決好以下問題：

①了解學生專業方向，合理引導學生選題。指導教師可以事先了解自己所帶學生的方向，專業知識掌握的程度等，綜合各個方面為學生擬題目或者根據自己所帶項目選題，讓學生能夠充分發揮自己綜合運用專業的能力。

②教師要結合自身實際，切實負起責任。畢業論文的研究工作與平時的實驗內容不同，是一個“系統工程”，它包括論文選題、資料收集、研究內容的具體實施、畢業論文的寫作、畢業論文答辯等環節。從始到終，每一個階段處理的好壞，直接影響到最后論文的質量。而每一個環節，都需要指導教師的參與，這就要求教師要有高度的責任心，把學生的事情當做自己的事情，把學生的困難當做自己的困難。總之，教師要有高度的責任心，這種責任心要貫穿于整個畢業論文的每一個階段。雖然辛苦，但作為教師神圣職業工作的一部分，這是我們應該做到的。

③指導教師要提高自身的科研學術能力。

④狠抓教學質量，提高學生綜合運用知識的能力。

4 結論

新建本科院校在各方面都存在較多的不足，諸如辦學歷史短，教學、科研還相對薄弱，師資隊伍、學生自身水平等都受到一定制約，因此教學質量上的差距就集中反映在本科畢業論文質量的缺陷上。在畢業設計的工作階段，加強指導教師和學生之間及時的溝通和交流，及時幫助學生解決論文工作中的困難，在態度上、規范上嚴格要求學生，在提升論文質量的同時培養學生的嚴謹的工作作風，同時，指導教師也要加強自身的科研學術水平。

總之，畢業設計是一件復雜的實踐性教學環節，體現了學校的整體教學水平。新建地方本科院校更應根據實際情況，采取強有力的措施，充分發揮教師在畢業論文中的指導作用，從各方面入手，提高畢業論文的質量。這對于新建地方本科院校實現“內涵式建設”具有重要的意義。

參考文獻：

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1 前言

高等學校本科畢業設計（論文）是本科實踐教學過程中的重要環節，更是本科教學計劃的最后一個重要環節，是衡量本科教育培養水平的重要依據。

如今，隨著社會的發展，高校教學規模的逐步擴大與深化、畢業設計（論文）任務布置環節的逐漸細化都將有效地促使畢業設計過程管理的信息化、現代化。然而，現階段畢業設計的過程管理大多依然沿用傳統人工管理的方式，這樣既不能滿足近年來高校連續擴招的要求，同時也對提高高校本科教學秘書的工作效率產生了制約。本論文在對本科畢業設計過程管理流程和方法研究的基礎上，希望通過在其中引入信息系統的應用，提高本科畢業設計工作的效率，從而進一步促進本科教學相關環節的進步。

2 本科畢業設計（論文）過程管理信息系統的應用探索

2.1 實際過程管理工作程序分析

為了完成本科畢業設計過程管理的信息化，有必要了解本科畢業設計過程管理工作的程序，從而為后續工作提供堅實的基礎。實際本科畢業設計過程管理工作程序有十余個階段，包括成立畢業設計指導組、教師題目申報、題目審查、公布題目學生選題、選題結果統計、實施階段、答辯資格審查、畢業設計論文評閱、畢業設計答辯、成績評定、畢業設計總結、整理歸檔。

2.2 實際過程管理工作問題分析

（1）學生。現有工作程序下，學生在選題、開題、中期、答辯資格審查、答辯過程中需要多次重復填寫個人信息和論文信息，這不僅增加了學生的工作量，也給管理者的核對、整理、歸檔工作增加了負擔，而且由于數據量大，繁瑣復雜，工作中極易出現錯誤。

（2）教師。在現有工作程序下，教師在題目申報和審查過程中，需要多次提交、修改題目、背景等相關信息，如不能及時更新數據，將對后續工作的進行產生影響。

（3）管理者。畢業設計整個過程中，作為管理者要面臨來自學生、教師的各種信息數據，數量龐大，且需要隨時更新；學生選題和答辯資格審查仍然需要人工審核，無法實現與學校現有教學系統數據的對接。

2.3 信息系統設計方案

2.3.1系統功能

本系統由相互管理的學生、教師、管理者共同組成。

（1）管理者

1）信息維護。通過現有教學管理系統導入學生、教師個人信息，設置操作權限，并對用戶信息進行添加、修改，畢業設計相關通知、公告。

2）審查管理。設置畢業設計題目、類型等基礎參數，審查教師申報題目、學生提交文檔及學生答辯資格，完成開題、中期檢查和畢業設計答辯成績錄入。

（2）教師

1）信息維護。對個人信息進行維護，申報、修改、刪除題目，查看申報題目審核狀態，查閱畢業設計通知、公告及學校相關管理規章制度。

2）審查管理。評閱論文，對論文進行修改、刪除，提交評閱分數、意見，對學生進行選擇，回答學生咨詢的問題。

（3）學生

1）信息維護。對個人信息進行維護，查閱畢業設計通知、公告及學校相關管理規章制度。

2）查閱管理。查閱指導教師信息、題目信息，提交論文，查看論文審核狀態，查看各階段評閱分數，向指導教師、評閱教師進行咨詢。

2.3.2方案設計

在對實際過程管理工作中問題分析的基礎上，提出信息系統管理方案。設計本科畢業設計過程管理信息系統，具體工作流程如下：

（1）準備基礎數據表。本系統需要準備多張相關基礎數據表，包括學生信息表、教師信息表、管理員信息表、題目選擇狀態表、相關文件表、專業信息表等。由管理員向系統直接導入學生、教師的相關文件及專業信息表，為后續畢設工作提供基礎數據。

（2）基礎數據操作。該階段由指導教師陸續在系統中錄入申報題目相關信息，管理員對教師所申報題目進行審查，審查通過的題目由管理員公布在系統，此時學生可以查閱題目信息及指導教師信息，并進行選題。選題結束后畢設工作正式開始，在開題和期中檢查過程中，學生需要在系統內完成相關信息的填寫，由檢查小組組長在系統內錄入學生各環節成績。

（3）評閱答辯階段。管理員通過系統對學生答辯資格進行審查，然后向教師分配論文評閱工作，教師使用系統評閱論文并錄入評分及評語。答辯結束后由答辯小組組長在系統內錄入學生答辯成績，系統根據規定比例自動計算學生總評成績。完成錄入工作后，系統自動生成相應表格并可以打印，方便整理歸檔。

3 結語

為了改善傳統畢業設計整個過程管理效果不佳的普遍問題，本文重點用現代高等教育理論方法，結合畢業設計（論文）教學管理的實踐， 提出了構建本科畢業設計（論文）教學管理的信息系統的解決方案，既規范畢業設計選題和管理過程，還可以綜合提升教師、學生、管理者的工作效率。

【參考文獻】

篇10

中圖分類號：B844.2 文獻標志碼：A 文章編號：1000—8772（2012）13—0176—02

隨著時代的發展，人才的競爭日益激烈。大學畢業生必須具有較強的社會適應能力才能符合社會發展的需要。但是目前的大學畢業生在工作后，出現了很多社會適應的心理問題。高校不單單要教授學生書本知識，還要做好學生的思想政治工作和心理輔導工作。在校大學生畢業后要走向社會，必然會經過一段社會適應的心理過渡期，因此學校要對畢業生進行正確的引導和調試，解決他們的心理問題。

一、大學畢業生社會適應

從社會學的角度看，適應就是指外界環境不斷被打破又不斷恢復如初的過程。一些權威的社會學家認為適應可以從消極和積極兩方面來理解。消極的理解是服從接受外界環境，積極的理解是改變干預外界環境。另外，一些學者認為，人在社會生活中都會追求一種安全感，只有人在社會生活中習以為常才能有這種安全感，就是所謂的適應。

二、大學畢業生社會適應中的心理問題

（一）工作適應方面的心理問題

工作適應是畢業生社會適應的重點內容。在剛進入社會的時候，每個學生都懷揣著夢想，所以一開始的時候都是信心滿滿。但是根據研究發現，大學畢業生社會適應調查結果顯示，有52.8%的畢業生感到自己能在工作中得心應手，感覺一般的占16.4%，工作力不從心的占16.4%。這個調查結果并沒有性別和學科的差異，只有畢業時間的差異。通常，畢業4到5年的學生比畢業1到3年的學生情況好。總體來看，適應好的人數還是占大部分的。

（二）人際適應方面的心理問題

人際適應也是社會適應中需要注意的一方面。從調查結果中看，大學畢業生的人際適應結果是在社會適應中最好的。大部分大學畢業生與領導、同事和朋友的關系都很好，但也有一部分畢業生感到自己在人際適應上有壓抑感。從工作開始的時候，壓抑感就產生了，這種壓抑感隨著時間的變長而越發強烈，當達到頂峰的時候會有些回落。

（三）生活適應方面的心理問題

生活適應是大學畢業生社會適應的最基本的內容。調查結果顯示，大多數畢業生對自己的家庭生活、婚姻生活和文化生活感到滿意。其中，感覺良好的占30%，感覺一般的占50%以上，感覺很差的占15%。生活適應很差的畢業生主要是因為隨著職業生活的深入，當初從業的好奇心和激動的心情逐漸平緩和消失，取而代之的是矛盾和沖突。

三、大學畢業生社會適應心理問題的形成原因

（一）客觀原因

1.心理素質要強大才能適應社會變革

未來社會有三大特點，即多樣性、短暫性和新奇性，這些特點都會讓人們感到不適應。有些人對社會的變革感到恐懼。美國著名未來學家是這樣解釋這一現象的，人們會對未來感到痛苦，原因是人的適應系統和決定事情的能力負擔過重。只有當環境規律正常的情況下，社會才是理性的。如果社會發展過快，很多人都會受到未來的沖擊。但目前，加速度的社會變革是社會發展的大趨勢。人們為了適應快速發展的社會，必須要有強大的心理素質，尤其是大學畢業生，如果沒有一個好的心理素質就會對未來社會不適應。

2.生活技能要強大才能適應快節奏的社會生活

生活技能就是日常生活中必備的能力。這些能力包括情緒處理的能力、決策能力、緩解壓力的能力、交流溝通的能力等。毫無疑問，如果沒有足夠的生活技能是不能適應快節奏的社會生活的。大多數大學生從小到大的，一直過著與社會隔絕的生活，主要就是學習，所以對社會的認識也很匱乏。參加工作后就會遇到很多問題。工作生活中的緊張度、難度都比校園生活要大。所有的一切都帶給職場新人很多壓力，他們必須提高生活技能才能更好地適應快節奏的現實生活。

（二）主觀原因

1.知識儲備不足

據調查，畢業生感到工作不順心的主要原因是知識不夠用。這與科技的快速發展有關，僅僅具備某一方面的專業知識是遠遠不夠的。在實際工作中，跨領域、跨學科的問題很多，這就需要大學畢業生們掌握相近學科的專業知識，要博學多才，只有提高自身素質才能避免在工作中的自卑感。

2.人際協調能力差

校園里學生可以張揚個性，但是企業要求統一和規范，講究集體組織的力量。畢業生從業后，要了解自己的角色，學會處理人際關系，這些人際關系包括方方面面的內容。在工作中要處理好同事關系和上下級關系；在家庭生活中要處理好夫妻、父母、子女的關系；在社會生活中，要處理好朋友鄰里的關系；在校園生活中，要處理好師生關系、同學關系等等。如果畢業生的人際協調能力差，那么自然會遇到很多困難，也會出現很多社會適應的心理問題。

3.生活經驗的缺乏

大學畢業生由于缺乏生活實踐經驗，在融入社會時，就會產生強烈的矛盾沖擊。畢竟大學畢業生涉世未深，為人處事上還不夠成熟。具體地說，就是從小到大的家庭教育并沒有訓練他們的生活技能，也沒有培養他們的生活實踐能力，他們處理事情往往會依賴他人，很難控制自己的情緒，處事不夠成熟。