新闻毕业设计论文模板(10篇)

时间:2023-02-08 15:34:03

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇新闻毕业设计论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

新闻毕业设计论文

篇1

超宽带无线电是对基于正弦载波的常规无线电的一次突破。几十年来,无线通信都是以正弦载波为信息载体,而超宽带无线通信则以纳秒级的窄脉冲作为信息载体。其信号产生、调制解调、信号隐蔽性、系统处理增益等方面,具有独特的优势,尤其是能够在密集的多径环境下实现高速传输。由于脉冲持续时间很短,多径分量在时域上不易重叠,多径分辨能力高,通过先进的多径分离技术或瑞克接收机,可以充分利用多径分量。

目前,典型的超宽带无线通信调制方式以TH-PPM、TH-PAM为主,本论文中,介绍超宽带无线通信中的调制技术,主要讨论TH-PPM、TH-PAM的基本原理,并且对比调制技术的优缺点,性能的好坏,并进行动态的仿真,从仿真图中较清楚的研究调制方式,从而得出正确的结论,细致的研究超宽带无线通信中的调制技术。

关键字:超宽带 调制方式 PPM调制 PAM调制 OFDM调制

2 概述

2.1 总述

近几年来,超宽带短距离无线通信引起了全球通信技术领域极大的重视。超宽带通信技术以其传输速率高、抗多径干扰能力强等优点成为短距离无线通信极具竞争力和发展前景的技术之一。FCC(美国通信委员会) 对超宽带系统的最新定义是:相对带宽(在- 10dB 点处) (fH - fL)/fc > 20 %(fH ,fL ,fc分别为带宽的高端频率、低端频率和中心频率) 或者总带宽BW> 500MHz。[1]它与现有的无线电系统比较,在花费更小的制造成本的条件下,能够做到更高的数据传输速率(100~500MbPs) 、更强的抗干扰能力(处理增益50dB 以上) ,同时具有极好的抗多径性能和十分精确的定位能力(精度在cm 以内) 。

2.2 UWB基本原理

发射超宽带(UWB) 信号最常用和最传统的方法是发射一种时域上很短(占空比低达0. 5 %) 的冲激脉冲。这种传输技术称为“冲击无线电( IR) ”.UWB - IR 又被称为基带无载波无线电,因为它不像传统通信系统中使用正弦波把信号调制到更高的载频上,而是用基带信号直接驱动天线输出的[6];由信息数据对脉冲进行调制,同时,为了形成所产生信号的频谱而用伪随即序列对数据符号进行编码。因此冲击脉冲和调制技术就是超宽带的两大关键所在。

2.2.1 脉冲信号

从本质上讲,产生脉冲宽度为纳秒级的信号源是UWB 技术的前提条件。目前产生脉冲信号源的方法有两类: ①光电方法,基本原理是利用光导开关导通瞬间的陡峭上升沿获得脉冲信号。由于作为激发源的激光脉冲信号可以有很陡的前沿,所以得到的脉冲宽度可达到皮秒(10 - 12 ) 量级。另外,由于光导开关是采用集成方法制成的,可以获得很好的一致性,因此是最有发展前景的一种方法。②电子方法,利用微波双极性晶体管雪崩特性,在雪崩导通瞬间,电流呈“雪崩”式迅速增长,从而获得具有陡峭前沿的波形,成形后得到极短脉冲。在电路设计中,采用多个晶体管串行级联,使用并行同步触发的方式,加快了雪崩过程,从而达到进一步降低脉冲宽度的目的[7]。

冲激脉冲通常采用单周期高斯脉冲,典型的单周期高斯脉冲的时域和频域数学模型分别表示为:

(2-1)

(2-2)

单周期脉冲的宽度在纳秒级(0. 1~1. 5ns) ,重复周期为25~1000ns ,具有很宽的频谱,如图2-1 所示。实际通信中使用的是一长串的脉冲,由于时域中信号的周期性造成了频谱的离散化,周期性的单脉冲序列频谱中出现了强烈的能量尖峰。这些尖峰将会对信号构成干扰,通过数据信息和伪随机码来进行编码P调制,改变脉冲与脉冲间的时间间隔,可以降低频谱的尖峰幅度[2]。

图2-1  单周期脉冲的时间域和频率域的表示

2.2.2 UWB的调制技术

超宽带系统中信息数据对脉冲的调制方法可以有多种。脉冲位置调制( PPM) 和脉冲幅度调制(PAM) 是UWB 最常用的两种调制方式。通常UWB信号模型为:

(2-3)

其中,w ( t) 表示发送的单周期脉冲, dj , tj 分别表示单脉冲的幅度和时延。

a PAM- UWB

PAM是一种通过改变那些基于需传输数据的传输脉冲幅度的调制技术。在PAM调制系统中,一系列的脉冲幅度被用来代表需要传输的数据。任何形状的脉冲都是通过其幅度调制使传输数据在{ - 1 , + 1}之间变化(对于双极性信号) 或在M 个值之间变化(对于M 元PAM) 。增加传输脉冲所占的带宽或减少脉冲重复频率,都可以增加一个固定平均功率谱密度的UWB 系统所能达到的吞吐量和传输距离,可以看出这一效果与增加传输功率的峰值的效果是相似的。[8]

采用脉冲幅度调制(PAM)的超宽带信号波形如下:[4]

(2-4)

其中, dj 是信息序列, Tf 是脉冲重复周期。根据dj 的不同取值, 可将PAM调制方式分为以下三种:

(1) OOK(发送数据为1 ,UWB 信号的幅度为1 ;发送数据为0 ,UWB 信号的幅度为0) ;

(2)PPAM(发送数据为1 ,UWB 信号的幅度为β1 ;发送数据为0 ,UWB 信号的幅度为β2) ;

(3)BPSK(发送数据为1 ,UWB 信号的幅度为1 ;发送数据为0 ,UWB 信号的幅度为- 1) 。

对于这三种方式,在超宽带的PAM调制方式中多采用BPSK方式。

b PPM- UWB

脉冲位置调制(PPM) 又称时间调制(TM) ,是用每个脉冲出现的位置落后或超前某一标准或特定时刻来表示某个特定信息的[3]。二进制PPM 是超宽带无线通信系统经常使用的一种调制方法,相对其它调制方法来说也是较早使用的一种方法。采用PPM的一个重要原因是它能够使用零相差的相关接收机来接收检测信号,而这种接收机有着非常好的性能。采用脉冲位置调制( PPM) 的超宽带信号波形如下:

(2-5)

其中, dj 取0 或1 ,δ为调制因子, 与脉冲宽度Tm (1/Tf ) 是一个数量级。当发送数据为1 时脉冲就会相应滞后一个时延δ。

图2-2 给出了上述四种调制方法的信号波形图,对这四种调制方式给出了一个比较直观的描述。

除了这些对脉冲的调制方法外,用伪随机码或伪随机噪声(PN) 对数据符号进行编码以得到所产生信号的频谱时,根据编码的不同即扩频和多址技术不同,超宽带系统又被分为跳时的超宽带系统(TH - UWB) 、直扩的超宽带系统(DS - UWB) 、跳频的超宽带系统(FH - UWB) 和基带多载波超宽带系统(MC - UWB) 等[9]。

图2-2  不同调制方式的信号波形[4]

2.3 UWB 技术特点

由于UWB 与传统通信系统相比,工作原理迥异,因此UWB 具有如下传统通信系统无法比拟的技术特点[4]:

(1)系统容量大。香农公式给出C = Blog2 (1 +S/N) 可以看出,带宽增加使信道容量的升高远远大于信号功率上升所带来的效应,这一点也正是提出超宽带技术的理论机理。超宽带无线电系统用户数量大大高于3G系统。

(2)高速的数据传输。UWB 系统使用上GHz 的超宽频带,根据香农信道容量公式,即使把发送信号功率密度控制得很低,也可以实现高的信息速率。一般情况下,其最大数据传输速度可以达到几百Mbps~1Gbps。

(3)多径分辨能力强。UWB 由于其极高的工作频率和极低的占空比而具有很高的分辨率,窄脉冲的多径信号在时间上不易重叠,很容易分离出多径分量,所以能充分利用发射信号的能量。实验表明,对常规无线电信号多径衰落深达10~30dB 的多径环境,UWB 信号的衰落最多不到5dB。

(4)隐蔽性好。因为UWB 的频谱非常宽,能量密度非常低,因此信息传输安全性高。另一方面,由于能量密度低,UWB 设备对于其他设备的干扰就非常低。

(5)定位精确。冲激脉冲具有很高的定位精度,采用超宽带无线电通信,可在室内和地下进行精确定位,而GPS 定位系统只能工作在GPS 定位卫星的可视范围之内。与GPS 提供绝对地理位置不同,超短脉冲定位器可以给出相对位置, 其定位精度可达厘米级。

(6)抗干扰能力强。UWB 扩频处理增益主要取决于脉冲的占空比和发送每个比特所用的脉冲数。UWB 的占空比一般为0. 01~0. 001 ,具有比其它扩频系统高得多的处理增益,抗干扰能力强。一般来说,UWB 抗干扰处理增益在50dB 以上。

(7)低成本和低功耗。UWB 无线通信系统接收机没有本振、功放、锁相环( PLL) 、压控振荡器(VCO) 、混频器等, 因而结构简单,设备成本将很低。由于UWB 信号无需载波,而是使用间歇的脉冲来发送数据,脉冲持续时间很短,一般在0. 20ns~1. 5ns之间,有很低的占空因数,所以它只需要很低的电源功率。一般UWB 系统只需要50~70mW 的电源,是蓝牙技术的十分之一[10]。尽管如此,UWB 在技术上面临一定的挑战, 还有诸多技术的问题有待研究解决,比如需要更好地理解UWB 传播信道的特点,建立信道模型,解决多径传播;需要进一步研究高速脉冲信号的生成、处理等技术;研究新的调制技术,进一步降低收发结构的复杂度等。

2.4 UWB发射机和接收机组成框图

2.4.1 UWB发射机组成框图

UWB发射机直接发送纳秒级脉冲来传输数据而不需使用载波电路。所以,UWB发射机比现有的无线发射设备要简单得多。TH-UWB发射机组成框图如图2-3所示[5]。

图2-3 UWB发射机组成框图

调制后的数据与伪码产生器生成的伪码一起送入可编程延迟电路,可编程延迟电路产生的时延控制脉冲信号发生器的发送时刻,脉冲信号发生器输出的UWB信号由天线辐射出去。脉冲信号产生电路的一个关键部分是天线,它的作用相当于一个滤波器。

2.4.2 UWB接收机组成框图

TH-UWB接收机采用相关接收方式,接收机框图如图4所示。图4中虚线内的部分是相关器。它由乘法器、积分器和取样/保持电路三部分组成[5]。

接收机与发射机类似,两者的区别在于接收机的基带信号处理器从取样/保持电路中解调数据,基带信号处理器的输出控制可编程时延电路,为可编程时延电路提供定时跟踪信号,保证相关器正确解调出数据。

图2-4 UWB接收机组成框图

2.5 UWB 技术的应用前景

UWB 系统在很低的功率谱密度的情况下,UWB具有巨大的数据传输速率优势,最大可以提供高达1000Mbps 以上的传输速率,使UWB 同其它短距离无线通信系统的技术优势非常明显,如表1 所示。现有的各种无线解决方案(例如802. 11 ,Bluetooth等) 的速率均低于100Mbit/s ,UWB 则在10m 左右的范围之内打破了这一限制,UWB 的应用将使人们可以摆脱更多线缆的牵绊,通信因而变得更为方便[6]。

2.6 结束语

无线通信已经迅速渗入我们的生活当中,对容量不断增长的要求需要一种不对现有的通信系统造成影响的新的无线通信方案,超宽带脉冲无线电系统正好满足了这一要求。UWB 技术对于无线短距离的高速数据通信是非常有竞争力的,随着研究的深入,凭借多方面的优势,它将在很多领域占有一席之地。特别是短距离传输的后3G领域,UWB 将有广阔的发展空间[8]。

表1  几种短距离无线通信比较

IEEE802. 11a

Bluetooth

UWB

工作频率

2. 4GHz

2. 402~2. 48GHz

3. 1~10. 6GHz

传输速率

54Mbps

小于1Mbps

大于480Mbps

通信距离

10m~100m

10m

小于10m

发射功率

1 瓦以上

1 毫瓦~100毫瓦

1 毫瓦以下

容量空间

80kbps/m2

30kbps/m2

1000kbps/m2

应用范围

无线局域网

家庭和办公室互连

近距离多媒体

终端类型

笔记本、台式电脑、掌上电脑、因特网网关

笔记本、移动电话、掌上电脑、移动设备

无线电视、DVD , 高速因特网网关

3 MATLAB 软件工具介绍

3.1 MATLAB语言的概述

MATLAB是一种科学计算软件,适用于工程应用各领域的分析设计与复杂计算,它使用方便,输入简捷,运算高效且内容丰富,很容易由用户自行扩展。因此,它已成为大学教学和科学研究中最常用且必不可少的工具。

MATLAB是“矩阵实验室”(MATrix LABoratoy)的缩写,它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言,着重针对科学计算、工程计算和绘图的需求。与其他计算机语言相比,其特点是简洁和智能化,适应科技专业人员的思维方式和书写习惯,使得编程和调试效率大大提高。它用解释方式工作,键入程序立即得出结果,人机交互性能好,为科技人员所乐于接受。特别是它可适应多种平台,并且随计算机硬、软件的更新而用时升级。因而,MATLAB语言是数值计算用得最频繁的电子信息类学科工具。它大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。

3.2 MATLAB的历史

在1980年前后,美国的Cleve Moler博士在New Mexico大学讲授线性代数课程时,发现应用其他高级语言编程极为不便,便构思并开发了MATLAB(MATrix LABoratory,矩阵实验室),它是集命令翻译、科学计算于一身的一套交互式软件系统,经过在该大学进行了几次的试用之后,于1984年推出了该软件的正式版本。它是以著名的线性代数软件包LINPACK和特征计算软件包EISPACK中的子程序为基础发展而成的一种开放型程序设计语言,其基本的数据单元是一个维数不加限制的矩阵,这就允许用户可以根据数值计算问题的复杂程序,对问题进行分段甚至逐句编程处理,显然这与C、FORTRAN等传统高级语言完全不同。在MATLAB下,矩阵的运算变得异常的容易,后来的版本中又增添了丰富多彩的图形图像处理及多媒体功能,使得MATLAB的应用范围越来越广泛,Moler博士等一批数学家与软件专家组建了名为MathWorks的软件开发公司,专门扩展并改进MATLAB。

为了准确地把一个控制系统的复杂模型输入给计算机,然后对之进行进一步的分析与仿真,1990年MathWorks软件公司为MATLAB提供了新的控制系统模型图形输入与仿真工具,并定名为SIMULAB,该工具很快在控制界得致函广泛的使用。但因其名字与著名的软件SIMULA类似,所以在1992年正式改名为SIMULINK。此软件有两个明显的功能:仿真与连接,亦即可以利用鼠标在模型窗口上画出所需的控制系统模型,然后利用该软件提供的功能来对系统直接进行仿真。很明显,这种做法使得一个很复杂系统的输入变得相当容易。SIMULINK的出现,更使得MATLAB的控制系统的仿真与其在CAD中的应用打开了崭新的局面。

3.3 MATLAB语言的特点

MATLAB语言有以下特点。

(1) 起点高

每个变量代表一个矩阵,以矩阵运算见长。当前的科学计算中,几乎无处不用矩阵运算,这使它的优势得到了充分的体现。

(2) 人机界面适合科技人员

MATLAB的语言规则与笔算式相似。MATLAB的程序与科技人员的书写习惯相近,因此,易写易读,易于在科技人员之间交流。矩阵的行列数无需定义。MATLAB不必有阶数定义,输入数据的行列数就决定了它的阶数。键入算式立即得到结果,无需编译。MATLAB是以解释方式工作的,即它对每条语句解释后立即执行,若有错误也立即做出反应,便于编程者立即改正。这些都大大减轻了编程和调试的工作量。

(3) 强大而简易的做图功能

能根据输入数据自动确定坐标绘图,能规定多种坐标系,(极坐标系、对数坐标系等),能绘制三维坐标中的曲线和曲面,可设置不同颜色、线型、视角等。如果数据齐全,通常只需一条命令即可出图。

(4) 智能化程度高

绘图时自动选择坐标,大大方便了用户;做数值积分时自动按精度选择步长;自动检测和显示程序错误的能力强,易于调试。

(5) 功能丰富,可扩展性强

MATLAB软件包括基本部分和专业扩展两大部分。

基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分等等。可以充分满足大学理工科学生的计算需要。

扩展部分称为工具箱。它实际上是用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集,用于解决某一方面的专门问题,或实现某一类的新算法。现在已经有控制系统、信号处理、图像处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等工具箱,并且向公式推导、系统仿真和实时运行等领域发展。

MATLAB的核心内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语句编写的。

3.4 MATLAB仿真

通过利用所学的理论知识,建立一个完整、准确的需求说明,清楚、准确地提出仿真试验所要解决的问题。

对所提出的仿真系统给出详细定义,明确系统中的模块、系统构成、模块之间的相互关系,系统的输入输出、边界条件以及系统的约束条件,并明确仿真所要达到的目标。

根据仿真系统分析的结果,确定系统中的参数、变量及其互之间的关系,并以数学形式将这些关系描述出来,从而构成仿真系统的数学模型。数学建模是系统仿真中最关键的一步,所建立的数学模型必须尽可能准确地反映所关心的真实系统的特性,而又不能过于复杂,以免降低模型的效率,增加不必要的计算过程,即建模需要根据求解问题的要求,在模型的近似程度与复杂程度之间折中。电子与通信系统的数学模型通常以方框图形式或数学方程形式来表达。

根据建立的数学模型所需要的数据元素,收集与模型系统有关的数据。根据数学模型建立系统的计算机仿真模型,收集数据,确定其中各子模块的结构,输入输出接口,输入输出的数据表达形式,数据的存储方式等。然后编制相应的程序流程,用MATLAB语言实现。

仿真模型验证的目的是确定计算机仿真模型是否准确表达了数学模型。仿真模型验证通常的方法是将数学模型的解析结果(或理论结果)与仿真所得到的数值结果相比较来完成的;或通过已知的系统输入输出结果,对比在相同条件下的系统仿真结果来验证仿真模型的正确性。

根据仿真试验设计的方案,让计算机执行计算,并在执行计算的过程中了解仿真模型对于各种不同输入信号以及不同参数和仿真机制下的输出,得出试验数据,从而预测系统在实际环境中的运行情况。

对仿真模型的运行阶段所产生的数据进行分析,其目的是从运行阶段所产生的数据中找出系统运行规律,对仿真系统的性能做出评价,为系统方案的最终决策提供辅助支持。对仿真结果进行分析,对仿真数据的可靠性、一致性、置信度等做出判定,最终将仿真结果以曲线、图表和文字等形式形成论文。

4 超宽带无线的调制技术

发射超宽带(UWB)信号最常用和最传统的方法是发射时域上很短的脉冲。这种传输技术称为“冲激无线电”(Impulse Radio,简写为IR)。信息数据符号对脉冲进行调制,其调制方式可以有多种。脉冲位置调制(PPM)和脉冲幅度调制(PAM)是最常用的两种调制方式。除了要对脉冲进行调制外,为了形成所产生的信号的频谱,还要用伪随机码或伪随机噪声(PN)对数据符号进行编码。一般是,编码后的数据符号引起脉冲在时间轴上的偏移,这就是所谓的跳时超宽带(TH-UWB,Time-Hopping UWB)。直接序列扩谱(DS-SS)就是编码后的数据符号对基本脉冲的幅度进行调制,这在冲激无线电(IR)中被称为直接序列超宽带(DS-UWB,Direct-Sequence UWB),这种调制方式似乎非常有吸引力[1]。

对于超宽带信号,也可以通过很高的数据速率来产生而根本不需要具备脉冲的特性。只要UWB定义所要求的相对带宽或最小带宽在整个传输过程中得到满足,那么,靠发射高速率数据而不是窄脉冲所产生的具有UWB射频带宽的系统,就不应该被排除在UWB系统之外。诸如正交频分复用(OFDM),在数据速率适当的情况下也可产生UWB信号。因此,OFDM也是一种超宽带的调制方式。

本文主要讨论TH-UWB、DS-UWB和OFDM调制方式。

4.1 PPM-TH-UWB 调制方式

4.1.1 跳时超宽带信号的产生

在结合了二进制PPM的TH-UWB(二进制PPM-TH-UWB或者PPM-TH-UWB)中,UWB信号的产生可以系统地描述如下(参见图4-1描绘的发射链路) [1]。

SHAPE \* MERGEFORMAT

图4-1 PPM-TH-UWB信号的发射方案

给定待发射的二进制序列b=(…,b0,b1,…,bk,bk+1,…),其速率Rb=1/Tb (b/s),图4-1中的第一个模块使每个比特重复Ns次,产生一个二进制序列:

(…,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)。这个模块引入了冗余,其实是一种被称为重复码的(Ns,1)分组编码器。一般术语上称为信道编码。

第二个模块是传输编码器,就是应用整数值码序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)和二进制序列a=(…,a0,a1,…,aj,aj+1,…),产生一个新序列d,序列d的一般元素表达式如下:

dj=cjTc+aj (4-1)

式中,Tc和 是常量,对所有的cj满足条件cjTc+ <Ts,通常 <Tc。

这里的d是一个实数值序列,而a是二进制序列,c是整数值序列.现在我们遵循最常用的方法,假定c是企业界随机码序列,它的元素cj是整数,且满足

0 cj Nh-1。 码序列c可能为周期序列,其周期表示为Np。两种特殊情况值得讨论。第一种,码是非周期的,即 ;第二种是Np=Ns,这是最常用的一种,这时的编码周期与二进制码重复的次数相等。我们必须牢记:传输编码扮演了码分多址编码和发射信号的频谱形成双重角色[1]。

实数值序列d输入到第三个模块,即PPM调制模块,产生了一个速率为Rp=Ns/Tb=1/Ts(脉冲/s)的单位脉冲(Dirac pulses ) 序列。这些脉冲在时间轴上的位置为 ,因此脉冲位置在jTs基础上偏移了dj,脉冲的发生时间也可表示为( )。注意是码序列对c信号引入了TH位移,也正因为此,c被称为TH码。还要注意一点就是由PPM调制引起的位移 ,通常比TH码引起的位移cjTc小得多,即: ,cj=0除外。Tc称为码片时间(chip time)。

最后一个模块是脉冲形成滤波器,其冲激响应为。必须保证脉冲形成滤波器输出的脉冲序列不能有任何的重叠。

以上所有系统级联以后的输出信号 可表示如下:

(4-2)

比特间隔或比特持续时间,也即用于传输一个比特的时间Tb,可表示为:Tb=NsTs。在式(4-2)中,cjTc定义了脉冲的随机性或者说是相对于Ts整数倍时刻的抖动。如果用随机TH抖动 来表示由TH编码cjTc引起的时间上的位移,并假定 在0和 之间分布,则可得到:

(4-3)

正如前面提到的, 通常远大于 。这两个量的整体效果是产生一个分布在0和 之间的时间随机位移量,用 表示这个时间随机位移,可得发射信号的如下表达式:

(4-4)

更一般性地概括式(4-2)所表示的信号,其思想是:对于信息比特“0”和“1”,可以发射两个不同的脉冲波形 和 来分别表示。上面分析的PPM调制的例子,引入了 这个时间位移量,它的值根据它所代表的比特而有所不同,其实是上述思想的特殊例子,其中的 是 位移以后的波形。一种更一般的表达式:

(4-5)

当将 设置为- 时,式(4-5)也表示了PAM和TH-UWB的结合,即PAM-TH-UWB模型[1]。

4.1.2 PPM-TH-UWB的发射链路 系统模型如图4-2所示

SHAPE \* MERGEFORMAT

图4-2 PPM-TH-UWB 发射器的系统模型

图4-2中的第一个模块表示二进制源。这个模块的输出是发射到物理信道的二进制流。第二个模块表示重复码编码器。二进制流的每一个比特都被重复次。第三个模块仿真TH编码和二进PPM。这里考虑伪随机TH码。最后一个模块是脉冲形成。这个模块的冲激响应表示要发射的UWB信号的基本脉冲波形[1]。

4.1.3 PPM-TH-UWB 仿真结果及其分析

图(4-3)显示了参数设置如下时所产生的UWB信号

以dBm为单位的平均发射功率Pow, 信号的抽样频率fc, 由二进制源产生的比特数numbits, 平均脉冲重复时间Ts(单位为秒),每个比特映射的脉冲数Ns, 码片时间Tc(秒), 跳时码的码元最大值Nh和周期Np,冲激响应持续时间Tm, 脉冲波形形成因子tau(秒), PPM时移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

由图4-3中可以看到输出序列的前五个脉冲在其对应时隙的中间位置,而后五个脉冲则在其对应时隙的起始位置。

图4-3 PPM-TH-UWB 发射机产生的信号

图4-4 PPM-TH-UWB的幅度谱

由图4-4可以看出,TH编码和PPM调制都对幅度谱的高斯形状产生扭曲。PPM-TH-UWB信号的幅度谱将完全包含在无TH编码和无PPM调制的幅度谱包络中,这是因为以同样的形状和同样的平均功率传输等间隔脉冲的结果。

4.2 PAM-DS-UWB调制方式

4.2.1 直接序列超宽带信号的产生

直接序列扩谱(DS-SS)是一种著名的数字调制方式。这里,我们先回顾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特性的信号可以通过下面的过程产生:首先,用伪随机码或二进制PN码序列对要发射的二进制进行编码;其次,对一串窄脉冲进行幅度调制。这一过程可以看做是目前使用DS-SS系统的一种极端方式,此时脉冲在时域上是具有典型时间的奈奎斯特型脉冲或方波。让脉冲宽度远远小于切普间隔,很容易得到DS-SS-UWB的解析表达式。在传统的DS-SS系统中,RF发射信号是对载波进行幅度调制后得到的,通常使用二进制相移键控BPSK方式。而在DS-UWB中,如果没有专门的要求,这一过程可省略。[1]

更详细地,上述信号可以通过如下过程产生(见图所示发射链路)。

SHAPE \* MERGEFORMAT 图4-5 PAM-DS-UWB 信号的发射方案

假定待发射的二进制序列b=(…,b0,b1,…,bk,bk+1,…),其速率为Rb=1/Tb (b/s),图4-5中的第一个系统将每个比特重复Ns次,得到序列:(…,b0,b0,…,b0,b1,b1,…,b1,…,bk,bk,…,bk,bk+1,bk+1,…,bk+1,…)=a*,其速率为Rcb=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。与TH方式相似,系统引入的冗余相当于一个参数为(Ns,1)的重复码编码器。

第二个系统将a*序列转换成只含有正值和负值元素的序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…),转换公式为:( ).

发射编码器将一个由 1组成、周期为Np的二进制码序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)应用到序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…),产生一个新序列d=a·c,其组成元素dj=ajcj。通常假定Np等于Ns,更具一般性的假定是Np等于Ns的整数倍。注意,序列d的元素值为 1,这一点与序列a相同,其速率为Rc=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。

序列d进入第三个系统——PAM调制器,产生一个速率为Rp=Ns/Tb=1/Ts (脉冲/s)的单位脉冲(Dirac脉冲 )序列,其位置在jTs处[6]。

调制器输出的信号进入冲洲响应为p(t)的脉冲形成滤波器。在传统的DS-SS系统中,冲激响应p(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲。而在DS-UWB系统中,与TH方式相似,p(t)是持续时间远小于Ts的脉冲。

以上系统级联后的输出信号可以表示为

(4-6)

注意,与TH方式相似,比特间隔或比特持续时间,即传输一个比特所用的时间是Tb=NsTs。

输出的波形显然是一个PAM波形。很容易知道,由于没有时移而且脉冲以规则的时间间隔出现,计算式(4-6)所示信号的PSD要比计算式(4-2)所示信号的PSD更容易。

上述方式的一种变形是使用PPM调制器代替PAM调制器,得到的信号可表示为:

(4-7)

注意到在式(4-7)中,由于码的伪随机特性,编码会起到白化频谱的作用。

4.2.2 PAM-DS-UWB 发射链路 其系统模型如图4-6所示.

SHAPE \* MERGEFORMAT

图4-6 PAM-DS-UWB 发射机系统模型

图4-6中的前两个模块分别表示二进制源和重复码编码器。第三个模块是在重复码编码器的输出端实现DS编码和二进制PAM调制。我们考虑伪随机DS码,分配给一般用户的是长度为NP的二进制码序列。最后一个模块是脉冲形成器[1]。

4.2.3 PAM-DS-UWB 仿真结果及其分析

图4- 7 由PAM-DS-UWB发射机产生的信号

图(4-7)显示了参数设置如下时所产生的UWB信号

以dBm为单位的平均发射功率Pow, 信号的抽样频率fc, 由二进制源产生的比特数numbits, 平均脉冲重复时间Ts(单位为秒),每个比特映射的脉冲数Ns, 码片时间Tc(秒), 跳时码的码元最大值Nh和周期Np,冲激响应持续时间Tm, 脉冲波形形成因子tau(秒), PPM时移dPPM(秒)。

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

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

tau=0.25e-9,

这个信号由两组脉冲序列组成,每组包含10个脉冲,每组映射信息源的一个比特。从图4-7中可以看出每二组的10个脉冲与第一组的10个脉冲在极性上是相反的。

图4-8 PAM-DS-UWB的幅度谱

由图4-8可以看出,幅度谱的包络具有基本脉冲的傅氏变换的形状,即高斯形状。且Np(信号每比特发射脉冲数)值越大,图形分布越宽,即幅度峰值越小。

4.3 OFDM调制技术

4.3.1 概述

多频带(MB)方式与本章前两节分析研究的IR原理不同。根据2002年,FCC公布的UWB定义,带宽超过500MHz的信号都是UWB信号。因此,按照FCC规定的频带范围3.1~10.6GHz,将此7.5 GHz的带宽分割成最小带宽为500MHz的若干个频带。为了尽量减小同窄带通信系统的相互干扰,UWB采用较小的功率,于是UWB信号对于窄带通信系统来说相当于热噪声,并不被窄带通信系统的接收机检测到,也可以避免特定频带上的非人为干扰[1]。

在每个子频带内可以使用不同的数据调制类型,并不一定要用IR方式,正确的频谱带宽可以通过合适的比特速率实现。应用最广泛的是众所周知的正交频分复用(OFDM)。

4.3.2 多频段OFDM-UWB信号产生

一个已调的OFDM信号由调制在不同载波频率 上的同个并行发射的信号组成。这些载波等间隔地位于频域上,其间隔为 。OFDM调制器输入的二进制序列每K比特编为一组,以产生具有N个符号的数据块{ },这里假定 是L个可能的取值中的一个,K=N1bL。最后,每个符号调制一个不同的载波。为了并行传输数据块的N个符号,不同的调制载波信号在频率上必须正交[8]。

所有调制器使用相同的矩形波,其持续时间为T:

(4-8)

如果符号 在星座图中的点用 表示,OFDM信号中有N个符号的数据块的表达式如下[1]:

(4-9)

而相应的复包络是

(4-10)

其中 ,S(t)是周期为T0的周期函数。

式(4-9)中OFDM信号的数字变换相当于传输式(4-10)中复数包络的抽样值,也就是说传输序列可表示如下:

(4-11)

tc是抽样周期。

仿真OFDM调制信号,考虑的是OFDM各个载波使用QPSK调制的情况。仿真整个发射链路,产生式(4-9)的信号。

4.3.3 OFDM仿真结果及其分析 要发射的总比特数numbits; 调制信号的中心频率fp; 抽样频率fc; 每个符号在其相应载波上的传输时间T0; 循环前缀的持续时间TP;保护间隔时间TG, 矩形脉冲响应的幅度为A, OFDM系统的子载波数N。

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

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

图4-9 OFDM-UWB信号

图4-10 OFDM-UWB幅度谱

图4-10中的幅度谱由子载波的幅度谱叠加而成。

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

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

图4-11 OFDM-UWB信号图

图4-11 OFDM-UWB信号幅度谱

对比以上两图,可以看出,在同样的时间里为了传输更多的符号,是以增加带宽为代价的,也就是增加子载波的数量。

4.4 总结

通过一系列的仿真,我们可以得出以下结论:PAM、PPM两种调制方法主要是为了进行信息数据符号对脉冲的调制,而信号中的伪随机TH码和DS码主要是为了产生信号的频谱,使信号的功率谱密度在采用伪随机码调制后变得更加平滑,不能干扰到其它已经存在的窄带系统[9]。

OFDM具有良好的抗多径干扰性能,通过频率的合理选择,能够同现存的窄带系统和开放频段的通信系统具有很好的共存性,同传统的超宽带系统相比有很大的优势[11]。

5 性能分析及应用前景

5.1 脉位调制(PPM)和脉幅调制(PAM)

脉位调制(PPM)是一种利用脉冲位置承载数据信息的调制方式。按照采用的离散数据符号的状态数可以分为二进制PPM(2PPM)和多进制(MPPM)。在这种调制方式中,一个脉冲重复周期内脉冲可能出现的位置有2个或M个,脉冲位置与符号状态一一对应。根据相邻脉位之间距离与脉冲宽度之间关系,又可分为部分重叠的PPM和正交PPM(OPPM)。在部分重叠的PPM中,为保证系统传输可靠性,通常选择相邻脉位互为脉冲自相关函数的负峰值点,从而使相邻符号的欧氏距离最大化。在OPPM中,通常以脉冲宽度为间隔确定脉冲位置。接收机利用相关器在相应位置进行相干检测。鉴于UWB系统的复杂度和功率限制,实际应用中,常用的调制方式为2PPM或2OPPM[3]。

PPM的优点在于:它仅需要根据数据符号控制脉冲位置,不需要进行脉冲幅度和极性的控制,便于以较低的复杂度实现调制与解调。因此,PPM是UWB系统广泛采用的调制方式。但是,由于PPM信号为单极性,其辐射谱中往往存在幅度较高的离散谱线。对此超宽带信号的幅度谱仿真也证明了这一点。如果不对这些谱线进行抑制,将很难满足FCC对辐射谱的要求[10]。

脉幅调制(PAM)是数据通信系统最为常用的调制方式之一。在UWB系统中,考虑到实现复杂度和功率有效性,不宜采用多进制PAM(MPAM)。UWB系统常用的PAM有两种方式:开关键控(OOK)和二进制相移键控(BPSK)。前者可以采用非相干检测降低接收机复杂度,而后者采用相干检测可以更好地保证传输可靠性[3]。

当发射能量相同时,使用二进制PAM调制的信号可以比使用二进制PPM调制的信号获得更好的性能。

5.2 OFDM调制

OFDM有很多优点:能够提供较大的系统容量,具有较强的抗多径干扰、抗频率选择性衰落和频率扩散能力,适应多径和移动信道传播条件,能够适应不同设计需求,灵活分配数据容量和功率,可提供灵活的高速和变速综合数据传输可以实现较高的安全传输性能,允许数据在复数的高速的射频上被编码。由于OFDM技术的良好性能使得它在无线通信系统中得到了广泛的应用[12]。

OFDM技术是将频道资源分成若干个子信道,每个子信带再采用一定的调制技术,提高频率利用率。OFDM可与PPM、PAM等结合使用,将会有性能更好的调制技术出现。

5.3 UWB的应用前景

超宽带技术在通信、雷达和无线定位等领域都将有广阔的应用前景。近年来,人们对超宽带技术深入的研究使超宽带技术在系统理论、功率放大器、脉冲的产生与接收、同步、集成电路等方面取得了重大进步,尤其是在超宽带无线产生领域的技术进步,使超宽带通信成为无线网络的重要组成部分成为可能。

相对于传统的窄带无线通信系统,超宽带无线产生系统具有诸多优点和潜力,使超宽带无线产生成为中短距无线网络的理想接入技术。根据产生速率不同,挤兑超宽带无线传输系统也具有不同的特点和应用领域。

利用超宽带技术可以提供高数据率传输的能力与定位功能,可以设计依赖定位信息优化网络资源管理的WPAN或WLAN,并应用于多媒体传输、计算机通信和家庭娱乐等领域。

利用脉冲超宽带信号对障碍物的良好穿透特性与精确测距功能,可以设计既具有通信功能也具有定位功能的超宽带脉冲无线通信与定位系统。该系统包括传输距离远(通信速率低)、颁布式移动定位、便携、超低成本、超低功耗、定位可靠性和精度高等特点。因而可以广泛用于传感器网络、消防、公共安全、库存盘点、人员监护与救生等重要领域。利用超宽带脉冲信号低截获概率、保密性高和体积小的优点,该系统还可以应用与侦察、情报收集、伤员救护、武器制导等军事领域[8]。

超宽带信号具有很低的辐射功率,而这样的辐射功率分布在某些方面GHz的频率范围内,功率谱密度极低,类似白噪声频谱,具有低干扰、低截获概率特性;同时由于使用窄脉冲为信号载体并采用跳时扩频,接收端必须已知发射端扩频码的条件下才能解调出发射数据来,加上它对多径干扰具有很好的鲁棒特性,非常适合在军事保密通信的应用。非常低的辐射功率可以避免过量的电磁波对人体的伤害[7]。

结论

超宽带无线通信技术是目前发展的热门技术。它以其自身的优点,被研究人员广泛关注。超宽带无线电技术大体包括基带脉冲传输方式和带通载波调制传输的方式两大类。脉冲传输的特点是把信息调制在离散脉冲信号上发射,而带通载波调制传输的特点则是把信息调制在正弦载波上发射。本论文是以采用基带脉冲传输技术的经典超宽带无线电通信系统为基础进行研究的。

为了更好地了解超宽带通信系统,本文先概括地介绍了超宽带无线通信的基础知识。接着将仿真的基本工具MATLAB的使用说明简单介绍。然后,重点介绍超宽带通信的调制方式,主要包括对TH-PPM、DS-PAM和OFDM调制方式的介绍,并通过仿真图像加以对比,说明调制方式的优缺点。

常采用不同的调制方案,对系统传输速率、搞多径干扰能力有很大影响。对它们进行分析比较,对系统调制信号的设计具有一定的参考意义。通常,在一个通信系统中,应用何种调制方式不仅要看调制方式本身性能,还要根据系统总的设计加以考虑。

参考文献

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[2]葛利嘉,曾凡鑫,刘郁林,岳光荣,超宽带无线通信,国防工业出版社,2005,76~107

[3]常远,UWB无线通信系统信号产生和调制技术的研究,哈尔滨工程大学优秀硕士论文,2006

[4]朱慧,苏锐,超宽带技术概述,信息技术,2006

[5]武海斌,超宽带无线通信技术的研究,无线电工程,2003

[6]徐征,UWB超宽带无线通信技术,中国电力教育2006年研究综述与论坛专刊,2006

[7]张新跃,沈树群,UWB超宽带无线通信技术及其发展前景,数据通信,2004

[8]张在琛,毕光国,超宽带无线通信技术及其应用,技术视点,2004

[9]牛?模?禾危??泶?尴咄ㄐ畔低车牡髦品绞窖芯浚?缱又柿浚?004

[10]邵怀宗,李玉柏,彭启琮,马永,时间脉冲位置调制的超宽带无线通信,系统工程与电子技术,2003

篇2

本科毕业设计(论文)诚信承诺保证书

本人郑重承诺:《》毕业设计(论文)的内容真实、可靠,是本人在 指导教师的指导下,独立进行研究所完成。毕业设计(论文)中引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处,如果存在弄虚作假、抄袭、剽窃的情况,本人愿承担全部责任。

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超宽带无线电是对基于正弦载波的常规无线电的一次突破。几十年来,无线通信都是以正弦载波为信息载体,而超宽带无线通信则以纳秒级的窄脉冲作为信息载体。其信号产生、调制解调、信号隐蔽性、系统处理增益等方面,具有独特的优势,尤其是能够在密集的多径环境下实现高速传输。由于脉冲持续时间很短,多径分量在时域上不易重叠,多径分辨能力高,通过先进的多径分离技术或瑞克接收机,可以充分利用多径分量。

目前,典型的超宽带无线通信调制方式以TH-PPM、TH-PAM为主,本论文中,介绍超宽带无线通信中的调制技术,主要讨论TH-PPM、TH-PAM的基本原理,并且对比调制技术的优缺点,性能的好坏,并进行动态的仿真,从仿真图中较清楚的研究调制方式,从而得出正确的结论,细致的研究超宽带无线通信中的调制技术。

关键字:超宽带 调制方式 PPM调制 PAM调制 OFDM调制

2 概述

2.1 总述

近几年来,超宽带短距离无线通信引起了全球通信技术领域极大的重视。超宽带通信技术以其传输速率高、抗多径干扰能力强等优点成为短距离无线通信极具竞争力和发展前景的技术之一。FCC(美国通信委员会) 对超宽带系统的最新定义是:相对带宽(在- 10dB 点处) (fH - fL)/fc > 20 %(fH ,fL ,fc分别为带宽的高端频率、低端频率和中心频率) 或者总带宽BW> 500MHz。[1]它与现有的无线电系统比较,在花费更小的制造成本的条件下,能够做到更高的数据传输速率(100~500MbPs) 、更强的抗干扰能力(处理增益50dB 以上) ,同时具有极好的抗多径性能和十分精确的定位能力(精度在cm 以内) 。

2.2 UWB基本原理

发射超宽带(UWB) 信号最常用和最传统的方法是发射一种时域上很短(占空比低达0. 5 %) 的冲激脉冲。这种传输技术称为“冲击无线电( IR) ”.UWB - IR 又被称为基带无载波无线电,因为它不像传统通信系统中使用正弦波把信号调制到更高的载频上,而是用基带信号直接驱动天线输出的[6];由信息数据对脉冲进行调制,同时,为了形成所产生信号的频谱而用伪随即序列对数据符号进行编码。因此冲击脉冲和调制技术就是超宽带的两大关键所在。

2.2.1 脉冲信号

从本质上讲,产生脉冲宽度为纳秒级的信号源是UWB 技术的前提条件。目前产生脉冲信号源的方法有两类: ①光电方法,基本原理是利用光导开关导通瞬间的陡峭上升沿获得脉冲信号。由于作为激发源的激光脉冲信号可以有很陡的前沿,所以得到的脉冲宽度可达到皮秒(10 - 12 ) 量级。另外,由于光导开关是采用集成方法制成的,可以获得很好的一致性,因此是最有发展前景的一种方法。②电子方法,利用微波双极性晶体管雪崩特性,在雪崩导通瞬间,电流呈“雪崩”式迅速增长,从而获得具有陡峭前沿的波形,成形后得到极短脉冲。在电路设计中,采用多个晶体管串行级联,使用并行同步触发的方式,加快了雪崩过程,从而达到进一步降低脉冲宽度的目的[7]。

冲激脉冲通常采用单周期高斯脉冲,典型的单周期高斯脉冲的时域和频域数学模型分别表示为:

(2-1)

(2-2)

单周期脉冲的宽度在纳秒级(0. 1~1. 5ns) ,重复周期为25~1000ns ,具有很宽的频谱,如图2-1 所示。实际通信中使用的是一长串的脉冲,由于时域中信号的周期性造成了频谱的离散化,周期性的单脉冲序列频谱中出现了强烈的能量尖峰。这些尖峰将会对信号构成干扰,通过数据信息和伪随机码来进行编码P调制,改变脉冲与脉冲间的时间间隔,可以降低频谱的尖峰幅度[2]。

图2-1  单周期脉冲的时间域和频率域的表示

2.2.2 UWB的调制技术

超宽带系统中信息数据对脉冲的调制方法可以有多种。脉冲位置调制( PPM) 和脉冲幅度调制(PAM) 是UWB 最常用的两种调制方式。通常UWB信号模型为:

(2-3)

其中,w ( t) 表示发送的单周期脉冲, dj , tj 分别表示单脉冲的幅度和时延。

a PAM- UWB

PAM是一种通过改变那些基于需传输数据的传输脉冲幅度的调制技术。在PAM调制系统中,一系列的脉冲幅度被用来代表需要传输的数据。任何形状的脉冲都是通过其幅度调制使传输数据在{ - 1 , + 1}之间变化(对于双极性信号) 或在M 个值之间变化(对于M 元PAM) 。增加传输脉冲所占的带宽或减少脉冲重复频率,都可以增加一个固定平均功率谱密度的UWB 系统所能达到的吞吐量和传输距离,可以看出这一效果与增加传输功率的峰值的效果是相似的。[8]

采用脉冲幅度调制(PAM)的超宽带信号波形如下:[4]

(2-4)

其中, dj 是信息序列, Tf 是脉冲重复周期。根据dj 的不同取值, 可将PAM调制方式分为以下三种:

(1) OOK(发送数据为1 ,UWB 信号的幅度为1 ;发送数据为0 ,UWB 信号的幅度为0) ;

(2)PPAM(发送数据为1 ,UWB 信号的幅度为β1 ;发送数据为0 ,UWB 信号的幅度为β2) ;

(3)BPSK(发送数据为1 ,UWB 信号的幅度为1 ;发送数据为0 ,UWB 信号的幅度为- 1) 。

对于这三种方式,在超宽带的PAM调制方式中多采用BPSK方式。

b PPM- UWB

脉冲位置调制(PPM) 又称时间调制(TM) ,是用每个脉冲出现的位置落后或超前某一标准或特定时刻来表示某个特定信息的[3]。二进制PPM 是超宽带无线通信系统经常使用的一种调制方法,相对其它调制方法来说也是较早使用的一种方法。采用PPM的一个重要原因是它能够使用零相差的相关接收机来接收检测信号,而这种接收机有着非常好的性能。采用脉冲位置调制( PPM) 的超宽带信号波形如下:

(2-5)

其中, dj 取0 或1 ,δ为调制因子, 与脉冲宽度Tm (1/Tf ) 是一个数量级。当发送数据为1 时脉冲就会相应滞后一个时延δ。

图2-2 给出了上述四种调制方法的信号波形图,对这四种调制方式给出了一个比较直观的描述。

除了这些对脉冲的调制方法外,用伪随机码或伪随机噪声(PN) 对数据符号进行编码以得到所产生信号的频谱时,根据编码的不同即扩频和多址技术不同,超宽带系统又被分为跳时的超宽带系统(TH - UWB) 、直扩的超宽带系统(DS - UWB) 、跳频的超宽带系统(FH - UWB) 和基带多载波超宽带系统(MC - UWB) 等[9]。

图2-2  不同调制方式的信号波形[4]

2.3 UWB 技术特点

由于UWB 与传统通信系统相比,工作原理迥异,因此UWB 具有如下传统通信系统无法比拟的技术特点[4]:

(1)系统容量大。香农公式给出C = Blog2 (1 +S/N) 可以看出,带宽增加使信道容量的升高远远大于信号功率上升所带来的效应,这一点也正是提出超宽带技术的理论机理。超宽带无线电系统用户数量大大高于3G系统。

(2)高速的数据传输。UWB 系统使用上GHz 的超宽频带,根据香农信道容量公式,即使把发送信号功率密度控制得很低,也可以实现高的信息速率。一般情况下,其最大数据传输速度可以达到几百Mbps~1Gbps。

(3)多径分辨能力强。UWB 由于其极高的工作频率和极低的占空比而具有很高的分辨率,窄脉冲的多径信号在时间上不易重叠,很容易分离出多径分量,所以能充分利用发射信号的能量。实验表明,对常规无线电信号多径衰落深达10~30dB 的多径环境,UWB 信号的衰落最多不到5dB。

(4)隐蔽性好。因为UWB 的频谱非常宽,能量密度非常低,因此信息传输安全性高。另一方面,由于能量密度低,UWB 设备对于其他设备的干扰就非常低。

(5)定位精确。冲激脉冲具有很高的定位精度,采用超宽带无线电通信,可在室内和地下进行精确定位,而GPS 定位系统只能工作在GPS 定位卫星的可视范围之内。与GPS 提供绝对地理位置不同,超短脉冲定位器可以给出相对位置, 其定位精度可达厘米级。

(6)抗干扰能力强。UWB 扩频处理增益主要取决于脉冲的占空比和发送每个比特所用的脉冲数。UWB 的占空比一般为0. 01~0. 001 ,具有比其它扩频系统高得多的处理增益,抗干扰能力强。一般来说,UWB 抗干扰处理增益在50dB 以上。

(7)低成本和低功耗。UWB 无线通信系统接收机没有本振、功放、锁相环( PLL) 、压控振荡器(VCO) 、混频器等, 因而结构简单,设备成本将很低。由于UWB 信号无需载波,而是使用间歇的脉冲来发送数据,脉冲持续时间很短,一般在0. 20ns~1. 5ns之间,有很低的占空因数,所以它只需要很低的电源功率。一般UWB 系统只需要50~70mW 的电源,是蓝牙技术的十分之一[10]。尽管如此,UWB 在技术上面临一定的挑战, 还有诸多技术的问题有待研究解决,比如需要更好地理解UWB 传播信道的特点,建立信道模型,解决多径传播;需要进一步研究高速脉冲信号的生成、处理等技术;研究新的调制技术,进一步降低收发结构的复杂度等。

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2.4 UWB发射机和接收机组成框图

2.4.1 UWB发射机组成框图

UWB发射机直接发送纳秒级脉冲来传输数据而不需使用载波电路。所以,UWB发射机比现有的无线发射设备要简单得多。TH-UWB发射机组成框图如图2-3所示[5]。

图2-3 UWB发射机组成框图

调制后的数据与伪码产生器生成的伪码一起送入可编程延迟电路,可编程延迟电路产生的时延控制脉冲信号发生器的发送时刻,脉冲信号发生器输出的UWB信号由天线辐射出去。脉冲信号产生电路的一个关键部分是天线,它的作用相当于一个滤波器。

2.4.2 UWB接收机组成框图

TH-UWB接收机采用相关接收方式,接收机框图如图4所示。图4中虚线内的部分是相关器。它由乘法器、积分器和取样/保持电路三部分组成[5]。

接收机与发射机类似,两者的区别在于接收机的基带信号处理器从取样/保持电路中解调数据,基带信号处理器的输出控制可编程时延电路,为可编程时延电路提供定时跟踪信号,保证相关器正确解调出数据。

图2-4 UWB接收机组成框图

2.5 UWB 技术的应用前景

UWB 系统在很低的功率谱密度的情况下,UWB具有巨大的数据传输速率优势,最大可以提供高达1000Mbps 以上的传输速率,使UWB 同其它短距离无线通信系统的技术优势非常明显,如表1 所示。现有的各种无线解决方案(例如802. 11 ,Bluetooth等) 的速率均低于100Mbit/s ,UWB 则在10m 左右的范围之内打破了这一限制,UWB 的应用将使人们可以摆脱更多线缆的牵绊,通信因而变得更为方便[6]。

2.6 结束语

无线通信已经迅速渗入我们的生活当中,对容量不断增长的要求需要一种不对现有的通信系统造成影响的新的无线通信方案,超宽带脉冲无线电系统正好满足了这一要求。UWB 技术对于无线短距离的高速数据通信是非常有竞争力的,随着研究的深入,凭借多方面的优势,它将在很多领域占有一席之地。特别是短距离传输的后3G领域,UWB 将有广阔的发展空间[8]。

表1  几种短距离无线通信比较

家庭和办公室互连

笔记本、台式电脑、掌上电脑、因特网网关

无线电视、DVD , 高速因特网网关

3 MATLAB 软件工具介绍

3.1 MATLAB语言的概述

MATLAB是一种科学计算软件,适用于工程应用各领域的分析设计与复杂计算,它使用方便,输入简捷,运算高效且内容丰富,很容易由用户自行扩展。因此,它已成为大学教学和科学研究中最常用且必不可少的工具。

MATLAB是“矩阵实验室”(MATrix LABoratoy)的缩写,它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言,着重针对科学计算、工程计算和绘图的需求。与其他计算机语言相比,其特点是简洁和智能化,适应科技专业人员的思维方式和书写习惯,使得编程和调试效率大大提高。它用解释方式工作,键入程序立即得出结果,人机交互性能好,为科技人员所乐于接受。特别是它可适应多种平台,并且随计算机硬、软件的更新而用时升级。因而,MATLAB语言是数值计算用得最频繁的电子信息类学科工具。它大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。

3.2 MATLAB的历史

在1980年前后,美国的Cleve Moler博士在New Mexico大学讲授线性代数课程时,发现应用其他高级语言编程极为不便,便构思并开发了MATLAB(MATrix LABoratory,矩阵实验室),它是集命令翻译、科学计算于一身的一套交互式软件系统,经过在该大学进行了几次的试用之后,于1984年推出了该软件的正式版本。它是以著名的线性代数软件包LINPACK和特征计算软件包EISPACK中的子程序为基础发展而成的一种开放型程序设计语言,其基本的数据单元是一个维数不加限制的矩阵,这就允许用户可以根据数值计算问题的复杂程序,对问题进行分段甚至逐句编程处理,显然这与C、FORTRAN等传统高级语言完全不同。在MATLAB下,矩阵的运算变得异常的容易,后来的版本中又增添了丰富多彩的图形图像处理及多媒体功能,使得MATLAB的应用范围越来越广泛,Moler博士等一批数学家与软件专家组建了名为MathWorks的软件开发公司,专门扩展并改进MATLAB。

为了准确地把一个控制系统的复杂模型输入给计算机,然后对之进行进一步的分析与仿真,1990年MathWorks软件公司为MATLAB提供了新的控制系统模型图形输入与仿真工具,并定名为SIMULAB,该工具很快在控制界得致函广泛的使用。但因其名字与著名的软件SIMULA类似,所以在1992年正式改名为SIMULINK。此软件有两个明显的功能:仿真与连接,亦即可以利用鼠标在模型窗口上画出所需的控制系统模型,然后利用该软件提供的功能来对系统直接进行仿真。很明显,这种做法使得一个很复杂系统的输入变得相当容易。SIMULINK的出现,更使得MATLAB的控制系统的仿真与其在CAD中的应用打开了崭新的局面。

3.3 MATLAB语言的特点

MATLAB语言有以下特点。

(1) 起点高

每个变量代表一个矩阵,以矩阵运算见长。当前的科学计算中,几乎无处不用矩阵运算,这使它的优势得到了充分的体现。

(2) 人机界面适合科技人员

MATLAB的语言规则与笔算式相似。MATLAB的程序与科技人员的书写习惯相近,因此,易写易读,易于在科技人员之间交流。矩阵的行列数无需定义。MATLAB不必有阶数定义,输入数据的行列数就决定了它的阶数。键入算式立即得到结果,无需编译。MATLAB是以解释方式工作的,即它对每条语句解释后立即执行,若有错误也立即做出反应,便于编程者立即改正。这些都大大减轻了编程和调试的工作量。

(3) 强大而简易的做图功能

能根据输入数据自动确定坐标绘图,能规定多种坐标系,(极坐标系、对数坐标系等),能绘制三维坐标中的曲线和曲面,可设置不同颜色、线型、视角等。如果数据齐全,通常只需一条命令即可出图。

(4) 智能化程度高

绘图时自动选择坐标,大大方便了用户;做数值积分时自动按精度选择步长;自动检测和显示程序错误的能力强,易于调试。

(5) 功能丰富,可扩展性强

MATLAB软件包括基本部分和专业扩展两大部分。

基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分等等。可以充分满足大学理工科学生的计算需要。

扩展部分称为工具箱。它实际上是用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集,用于解决某一方面的专门问题,或实现某一类的新算法。现在已经有控制系统、信号处理、图像处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等工具箱,并且向公式推导、系统仿真和实时运行等领域发展。

MATLAB的核心内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语句编写的。

3.4 MATLAB仿真

通过利用所学的理论知识,建立一个完整、准确的需求说明,清楚、准确地提出仿真试验所要解决的问题。

对所提出的仿真系统给出详细定义,明确系统中的模块、系统构成、模块之间的相互关系,系统的输入输出、边界条件以及系统的约束条件,并明确仿真所要达到的目标。

根据仿真系统分析的结果,确定系统中的参数、变量及其互之间的关系,并以数学形式将这些关系描述出来,从而构成仿真系统的数学模型。数学建模是系统仿真中最关键的一步,所建立的数学模型必须尽可能准确地反映所关心的真实系统的特性,而又不能过于复杂,以免降低模型的效率,增加不必要的计算过程,即建模需要根据求解问题的要求,在模型的近似程度与复杂程度之间折中。电子与通信系统的数学模型通常以方框图形式或数学方程形式来表达。

根据建立的数学模型所需要的数据元素,收集与模型系统有关的数据。根据数学模型建立系统的计算机仿真模型,收集数据,确定其中各子模块的结构,输入输出接口,输入输出的数据表达形式,数据的存储方式等。然后编制相应的程序流程,用MATLAB语言实现。

篇4

[中图分类号] G642.477 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)12-0012-03

毕业设计(论文)模式最初由前苏联引进。从1952年起,中国开始学习前苏联模式的高等教育改革,其中前苏联关于高等教育的环节:讲授、课堂讨论、习题、答疑、实验、实习、课程设计(论文)、毕业设计(论文)等是重要的学习内容之一。[1]

目前,国内高校从高职高专、独立学院(民办学院)到普通本科学校在大学生最后阶段基本都开展毕业设计(论文)课程。2004年,国家教育部办公厅《关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知》(以下简称“通知”),该通知中指出了高等学校开展毕业设计(论文)的重要意义及加强毕业设计(论文)的教学管理、指导教师管理及学风建设等意见。[2]但是早在2001年就有复旦大学的一项关于“本科毕业设计(论文)是否应该取消”的调查,结果有相当一部分学生认为应该取消。而关于毕业设计(论文)存废之争的激烈论辩,主要集中出现在2004年和2009年。[3]这两次论辩都是由某个特定事件引起的,网上辩论双方针对毕业设计(论文)的意义和缺点展开了激烈的讨论,但是关于其存或弃仍然是众说纷纭。[4]虽然本科毕业设计(论文)成果质量堪忧,但笔者认为,毕业设计(论文)的存在仍然具有重要意义。目前,毕业设计(论文)存在相当多的问题和不足,这是导致其质量下滑的重要原因。

一、毕业设计(论文)的重要意义以及存在的缺点和不足

早在1983年,王广生等就认为毕业设计(论文)不同于课堂教学,其所学的内容是书本上找不到的,是需要通过发挥主观能动性、运用创造性思维去探索和发现的。[5]刘继红认为,毕业设计(论文)是一项包括学习、探索、创新相结合的综合教学环节,是大学期间检验学生知识技能的手段,并且能为学生将来工作做准备[6];刘秀红认为,毕业设计(论文)是加强素质教育的重要环节,其培养了学生运用各方面知识分析问题、解决问题及自学的能力[7];肖翔认为毕业设计(论文)是理论与实践结合的一次重要机会,有助于提高学生的综合能力、创新思维能力,让学生掌握实践和创新技能。[8]

笔者认为,毕业设计(论文)本身就是一个小的系统,其包含系统内部及外部环境:系统内部是利益相关者(高校、教师、学生)之间的组合及连接,外部环境是系统所处的政治、经济、社会环境等。关于毕业设计(论文)的意义及不足可以从系统的角度出发来进行探讨。本文分别从外部环境角度、高校角度、教师角度、学生角度等四个视角分析毕业设计(论文)的重要意义及不足之处,并将其总结如表1所示。

鉴于毕业设计(论文)存在的问题,王宇提出“在从计划经济向社会主义市场经济过渡的过程中,毕业设计这个在计划经济体制下模仿前苏联的办学方式是否会有所变化,有待于进一步实践探索”。[14]美国作为众所周知的全球高等教育最发达的国家,在长期教育实践发展过程中,也经历了一系列的困境和反思,其与毕业设计(论文)类似的顶峰体验课程的开设和历次改革对我国的毕业设计培养模式的创新提供了思路和启示。

二、 借鉴美国顶峰体验经验构建毕业设计(论文)新模式

“capstone”(顶峰体验)一词最初是指建筑物上的“拱顶石”或者“压顶石”。当建筑物上放置“capstone”时,预示着工程的完结。因此,“capstone”引申为事业、工作等达到圆满时的顶点。在教育行业中,顶峰体验课程被认为是通往一段学业、研究行将结束时所提供的课程[15],它主要是针对大学准毕业生在大学阶段能够将所获得的知识进行应用的课程或者经历[16],其含义与“大四研讨会”无二。顶峰体验的形式不是固定不变的,它可以是一段实习经历、制作关于专业发展的报告、在校外发表的会议论文,等等。重要的是,我们要认识到顶峰体验课程的内容不是通用的,顶峰体验课程应该可以为学生提供系统化学科知识技能的实践活动,以使得他们在将来能够把知识应用于真实的环境。

自从我国开展广泛的教学改革以来,许多高校都进行了深入的研究和实践,而且有些在实践过程中也取得了较好的效果。教学改革源于在教学过程中的总结和反思。顶峰体验课程在美国作为一种教学体系的设置,在我国也得到了广泛的借鉴研究。顶峰体验课程在我国很多高校的文科类、工程类专业中有不少的研究借鉴,它还应用于实践教学、教学体系设置及毕业设计改革等方面。

由当前毕业设计(论文)的缺点和不足可以看出,毕业设计(论文)总体上存在忽视学生主体地位、课程目标和评价标准不一致以及忽视毕业设计(论文)后的跟踪反馈情况等问题。国内学者在针对毕业设计(论文)的过程管理方面也有不少的研究。桑玉军将全面质量管理理念融入毕业设计(论文)过程管理,提出构建毕业设计(论文)全面质量管理体系,并且在实践中取得了一定的成效。[17]施小平从全面质量管理理念出发,结合具体实践,探讨毕业设计(论文)全面质量管理的策略。[18]本文在借鉴顶峰体验课程管理的基础上,构建如图1所示的毕业设计(论文)全过程管理模式。

毕业设计(论文)全过程管理模式就是在课程目标的指引下,高校投入必要的资源(教师、财物、时间等),对毕业设计(论文)的整个过程进行全方位的监控和管理。毕业设计(论文)开始之前召开动员会,确定整个毕业设计(论文)流程,对指导教师进行培训和指导,根据学生主观能动性、个人兴趣爱好、将来职业发展方向等优化选题方案,对学生进行必要的计算机技能及写作方法论等方面的指导。在毕业设计(论文)进行过程中,学校毕业设计(论文)主管部门应加强监督管理,通过中期检查等手段获知毕业设计(论文)进展、师生信息沟通等方面的信息,有效调控毕业设计(论文)的时间、资源等方面的投入。在毕业设计(论文)最后的检验和评价阶段,毕业设计(论文)主管部门应通过与目标和标准的对比,科学合理的评分,及时总结经验,将整个流程中出现的问题和经验反馈到下个年度的毕业设计(论文)实践过程中。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 佟君.关于毕业设计与顶峰体验课程的比较研究[D].上海交通大学,2009.

[2] 教育部办公厅.教育部办公厅关于加强普通高等学校毕业设计(论文)工作的通知[R].2004.

[3] 江胜清.论“本科毕业论文存废之争”对当前地方高校本科毕业论文的影响[J].宿州学院学报,2012(4):93-96.

[4] 时伟.大学本科毕业论文的弃与存[J].中国高等教育,2010(7):45-47.

[5] 王广生,张立群,王如泉. 应当重视毕业设计这一教学环节[J].高等教育研究,1983(4):15-18.

[6] 刘继红.谈高校毕业设计(论文)质量滑坡及其提高的对策[J].中国高教研究,2000(3):83-84.

[7] 刘秀玲.强化毕业论文的教学与指导[J].中国高等教育,2000(9):35-36.

[8] 肖翔,马忠,屈波.研究型大学管理类毕业论文设计模式的研究[J].高等教育研究,2006(3):27-29.

[9] 杨天怡,霍丹群,何敏.新形势下本科毕业设计(论文)管理工作的探索与实践[J].中国高教研究,2000(11):72-73.

[10] 韩玉志.高校本科毕业论文中存在的问题及改革对策[J]. 中国高教研究,2000(9):78-79.

[11] 刘波粒,刘泽军.浅析本科生毕业设计(论文)质量滑坡的原因及其对策[J].中国高教研究,2007(7):89-90.

[12] 陈艳娇.高校本科生毕业论文改革设计方案新构思[J]. 江苏高教,2011(5):93-94.

[13] 张宝春.重视与加强对高职毕业论文的指导工作[J].中国高教研究,2002(5):65.

[14] 王宇.清华大学毕业设计的调查与分析[J].高等教育研究,1995(2):43-49.

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

篇5

作者简介:王放银(1965-),男,湖南邵东人,邵阳学院教务处,教授;王业社(1974-),男,湖南武冈人,邵阳学院教务处,副教授。(湖南 

邵阳 422000)

基金项目:本文系湖南省教育厅课题(课题编号:2010243-351)、邵阳学院教学改革研究资助项目(课题编号:2010JG31)的研究成果。

中图分类号:G642.477     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)05-0073-02

毕业设计(论文)是高校本科专业人才培养方案的重要组成部分,是实现本科专业人才培养目标的重要实践性教学环节,是对学生的知识、能力和素质的全面总结和终极检验。毕业设计(论文)质量是本科人才培养质量的重要表征,是衡量高校办学质量、办学效益的主要评价内容,是本科教学工作水平评估的关键指标之一。近年来,邵阳学院作为一所以工学为主体、文学与管理学为两翼、多学科协调发展的综合性新建地方本科院校,树立全面质量管理理念,科学构建毕业设计(论文)质量监控体系,促进毕业设计(论文)质量和人才培养质量持续提高。

一、毕业设计(论文)工作存在的主要问题

1.学生重视不够

部分学生对毕业设计(论文)重视不够,认为毕业设计(论文)跟专业课程设计差不多,无非就是走形式、走过场,反正都能过关;甚至有些学生认为就业关系自己一生,毕业设计(论文)远远没有就业重要,常常要等到学校中期检查后甚至毕业答辩前两三周才正式开始做毕业设计(论文),其质量自然无法保证。

2.教师重视不够

近年来,学生就业压力日益增大,部分指导教师认为毕业生找工作是关系到学生一生的重大事情,如果不让学生参加人才交流会似乎不近人情。此外,由于教师自身学术水平欠佳,毕业设计(论文)选题无创新,甚至常常是“老面孔”,学生基本上可以照葫芦画瓢,起不到综合训练的效果。

3.教师精力投入不够

毕业设计(论文)指导教师不但要承担繁重的教学任务,还要承担科研任务,工作量较大,精力投入常常不足,个别教师甚至较长时间都没有与学生见面,结果导致指导教师对学生的管理过松,缺少必要的指导

4.学生精力投入不够

毕业设计(论文)是本科教学工作的最后一个阶段,一般安排在第8学期。企业招聘优秀员工心切,招聘活动普遍提前,第7学期就已接连不断;多数学生也出于就业压力,花费大量精力参加各种各样的招聘活动,严重影响毕业设计(论文)的时间、精力投入。部分学生对毕业设计(论文)的方案是否科学、过程是否正确、操作是否规范、工艺设计与设备选型计算是否合理、设计说明书和论文是否编写规范等问题没有认真思考和深入探讨,马虎应付,傅衍了事,甚至还有个别学生有抄袭现象。

5.选题不恰当

选题时避重就轻、避难就易现象比较严重;有些学生选题范围过大,超出了本科生的研究范围;有些学生选题过窄,无法开展研究;有些选题与专业结合不紧密,或根本与专业无关;有些选题过于陈旧,缺乏创新,影响学生主观能动性的发挥。

6.工作条件有限

高校扩招后,原有教学场地、教学仪器设备、图书资料等难以满足学生毕业设计(论文)工作的需求;尤其是一些新技术、新方法、新手段,学校现有实验设备无法满足其要求,而到校外进行试验又涉及到经费不足的问题。

7.管理不到位

学校虽然制订了毕业设计(论文)实施、检查、评分等的具体管理规定,但实施细则往往并不一定很完善,特别是缺少行之有效的过程监管办法,过程监管不到位的现象时有发生,教师指导也在一定程度上流于形式。

二、毕业设计(论文)质量监控体系构建的基本理念与原则

1.理念

(1)制度领先,规范毕业设计(论文)管理。严格的规章制度是规范毕业设计(论文)管理的根本保证。学校必须根据学校实际制订切实可行的毕业设计(论文)管理规定及相应的质量标准,从制度层面和源头规范毕业设计(论文)的组织管理、指导教师的遴选、任务书下达、选题与开题、方案设计、试验研究与设计计算、论文撰写、论文答辩、评阅与评分、总结归档等环节,确保毕业设计(论文)全过程处于可控范围内。

(2)以人为本,推行全面质量管理理念。全面质量管理的核心思想集中体现为全员、全程、全面的质量管理。全员是指毕业设计(论文)质量管理人人有责,相关人员都要做好本职工作,参加质量管理工作;全过程是指要全面把握毕业设计(论文)质量形成全过程的各环节或相关因素,构建一个科学的毕业设计(论文)质量管理体系,推行预防为主、防检结合的工作方针,不断改进毕业设计(论文)质量管理工作;全面是指要以毕业设计(论文)质量为中心,学校各级领导高度重视,切实落实各项工作措施与质量标准,不断完善毕业设计(论文)质量监控与保证体系。

影响毕业设计(论文)质量的主要因素是人,毕业设计(论文)质量管理的主体不仅包括学生及其指导教师,还包括教辅人员、教学管理人员、后勤保障人员等。可以说,毕业设计(论文)质量人人有责。因此,必须牢固树立“以人为本”和“质量形成于全过程”的科学理念,[1]重视学生、指导教师、教辅人员、教学管理人员、后勤保障人员的主观能动性与协同合作,发挥质量管理的激励功能,优化人、财、物等教学资源配置,建立毕业设计(论文)质量监控体系,实施全过程全方位质量管理,将质量管理从“事后把关型”、“事后审核型”转变为“事先预防型”和“过程控制型”。[1]

(3)系统集成,[1]持续提高毕业设计(论文)质量。毕业设计(论文)质量监控体系是由质量标准的制订与实施、信息的收集、整理与反馈及其运行调控等环节构成的闭环式回路系统。有效及时的信息反馈是质量监控的基础,学校必须建立通畅的毕业设计(论文)信息反馈系统,重视信息的收集、整理、反馈工作,注重反馈与调控的相互作用,避免出现“监而不控”的现象,促进毕业设计(论文)质量持续提升。

2.原则

(1)目标性原则。[2]教学质量监控要及时发现甚至能提前预测偏离于人才培养目标与教学任务的各种偏差,并采取及时、有效的措施预防、纠正偏差,确保教学任务与人才培养目标的实现。

(2)全员性原则。[2]人才培养是高等学校的基本任务,教学工作是高等学校的中心工作,教学质量是全体师生员工共同努力的结果,人人都是教学质量监控系统中的一分子,学生是主体,学校是基础,职能部门是核心,教师是保证。

(3)系统性原则。[2]教学质量不但与学校办学指导思想、人才培养目标有关,还广泛涉及教师、学生、办学条件、教学设施、教学管理等诸因素,是一个多层次、多因素构成的网状教学管理系统共同作用的结果。

(4)全程性原则。[3]毕业设计(论文)必须从方案制订、指导教师遴选、选题、任务书下达、选题、开题、试验研究与设计计算全过程、论文撰写、论文答辩、评阅、评分、总结归档等各个环节对毕业设计(论文)实施全过程质量监控。

(5)可操作性原则。[3]教学质量监控体系的构建不但要有利于监控目标的实现,又要保证监控体系科学、完善、简单、便于操作。教学质量评价应采取定量评价与定性评价相结合的方式进行。仅有定量评价,监控工作量过大,将导致监控体系难以执行;仅有定性评价,又会使评价结果模棱两可,将导致质量监控流于形式。

(6)发展性原则。[4]构建毕业设计(论文)质量监控体系就是要通过对毕业设计(论文)工作各环节的信息收集、整理、诊断与反馈,及时发现其存在的问题,不断改进工作。通过质量监控,力求毕业设计(论文)工作更加规范,不断提升毕业设计(论文)质量。

三、毕业设计(论文)质量监控体系的构建

1.构建实践

(1)确立校系二级毕业设计(论文)管理体制。建立层次分明、职责明确的毕业设计(论文)管理体制,是确保毕业设计(论文)质量的基础。根据学校实际,我们确定了校系二级管理、以系管为主的管理体制,明确规定各系是毕业设计(论文)教学过程的主要执行者,是毕业设计(论文)质量监控工作的基础和主体,切实增强系主任在毕业设计(论文)工作中的第一责任人意识。学校是毕业设计(论文)质量监控的组织者和实施者,教务处主要负责毕业设计(论文)工作的组织与协调工作,教学质量监控处主要负责毕业设计(论文)的质量监控工作。

(2)建立毕业设计(论文)工作规范和质量标准。建立科学、完善的毕业设计(论文)质量标准及其环节工作规范是建立毕业设计(论文)质量监控体系、提高毕业设计(论文)质量的前提。学校制定了《毕业设计(论文)工作条例》,从指导教师的遴选、课题的选定与学生选题、开题、教师指导与过程管理、答辩与评分、优秀毕业设计(论文)的评选、经费使用等方面都做出了详细规定,并制定了毕业设计(论文)质量标准、各阶段检查与评价指标体系,综合评价毕业设计(论文)质量。

(3)推行毕业设计(论文)工作全年全覆盖制度。教务处每年下学期开学不久即下达毕业设计(论文)工作通知,要求各系制订切实可行的毕业设计(论文)工作方案,并在期中以前完成指导教师遴选、课题下达与学生选题等前期准备工作,组织学生积极准备毕业设计(论文)的开题工作,使学生尽早接触课题,允许学生提前完成毕业设计(论文)工作,为日后的就业工作留出更多的时间。

(4)强化毕业设计(论文)过程监控。实施毕业设计(论文)前期、中期、后期检查制度,组织学校教学督导团和校内专家逐系开展毕业设计(论文)工作情况检查。前期重点检查毕业设计(论文)计划与指导教师落实情况、选题质量、开题情况,中期重点检查毕业设计(论文)任务完成情况及指导教师的指导情况,后期重点督察毕业设计(论文)评阅、答辩、成绩评定、优秀毕业设计(论文)推荐与评审等环节的科学性、严谨性,切实落实毕业设计(论文)课题审批制度与双向选择机制、开题报告审核制度、答辩资格审查制度、成绩评定的约束机制,强化毕业设计(论文)工作过程管理。

(5)实施优秀毕业设计(论文)奖励制度。为调动师生积极性,每年在毕业设计(论文)工作结束后,学校都开展了优秀毕业设计(论文)和优秀毕业设计(论文)指导教师的评选工作,对获得优秀毕业设计(论文)的学生及其指导教师均给予适当奖励,颁发荣誉证书,记入档案,并将优秀毕业设计(论文)摘要汇编成集。

(6)坚持毕业设计(论文)质量评价制度。毕业设计(论文)工作结束后,各系要对本系毕业设计(论文)工作进行总结,客观评价毕业设计(论文)质量。在此基础上,学校组织校内专家对全校毕业设计(论文)按比例进行随机抽查与质量评价,进一步查找不足,提出改进意见,为改进今后的毕业设计(论文)工作质量奠定基础。

2.实践成效

多年来,我校不断完善毕业设计(论文)管理规范,加强对毕业设计(论文)教学的管理,构建毕业设计(论文)质量监控体系,推进毕业设计(论文)工作的改革与创新,推动毕业设计(论文)质量的不断提高。毕业设计(论文)质量监控体系的建立与完善,提高了师生对毕业设计(论文)工作重要性的认识,极大地调动了指导教师、学生参与毕业设计(论文)工作积极性、创造性,鼓励学生自觉、主动、认真、积极地完成毕业设计(论文),巩固所学的专业知识,培养学生严谨的治学态度与团结协作的精神,学生的动手能力、解决实际问题的能力都得到较好的训练和提高,达到了毕业设计(论文)的教学目的。近几年来,学校先后有60余篇优秀毕业论文公开发表,“水族文字输入系统”等4项毕业设计获得计算机软件著作权,每年都有优秀毕业设计被企业采用,社会声誉不断提升。

参考文献:

[1]党传升,罗梅娟,吕廷杰.构建基于全面质量管理的毕业设计(论文)质量监控体系[J].北京邮电大学学报(社会科学版),2007,(2):71-74.

篇6

为了培养适应企业需求的高技能应用性人才,必须加快高等职业教育的改革和发展,以就业为导向,大力推进工学结合、勤工俭学。从2008年起,湖南化工职业技术学院自动化系不断进行教学改革,在工学结合人才培养模式方面不断实践和探索,尤其在电气专业学生的毕业论文设计环节采取工学结合的方式进行了大胆创新与尝试。以这几年的实践来看,不但取得了不错的教学效果,而且为合作企业创造了良好的经济效益。

一、毕业论文设计环节的创新模式

具体做法就是与株洲电气控制设备厂合作,在一个月的时间内,由系里专业教师和企业技术员负责对电气专业的学生进行GGD1-13进线柜、GGD1-06馈电柜、GGJ1-01C低压无功功率补偿柜的部分设计与制作安装三个课题的技术指导,学生通过在“学中做、做中学”来制作出实实在在的低压电气柜产品,并经性能测试达到合格要求。学生再把设计、制作的过程用论文的形式表述出来,通过答辩才算完成毕业论文设计环节。

二、创新模式的特色

该模式一实施就很受学生和企业的欢迎,为什么会出现这种情况呢?通过这几年的运作,发现该模式具有以下鲜明特色。

1.改革了传统的教学管理模式,使之更加贴近现代高职教育理念。毕业论文设计从传统的在教室内由教师指导学生做课题,变成了在企业生产现场由学生亲自做具体电气产品的设计和制作,主要是通过实践磨练来培养学生的各种技能,不仅能增强实践能力,而且有利于学生学习书本上、课堂上学不到的“隐性知识”,实现了从传授理论知识为主向传授技能为主的转变;从追求学科的完整性向注重知识的实践性的转变;从介绍理论研究成果向介绍实践技术和经验为主的转变。

2.有利于实施个性化教学模式,方便对学生进行因材施教。由于高职学生生源分布广,水平参差不齐,如果仍然沿用传统自然分班制的齐步走教学方式,就会遇到学生“一头吃不饱,而另一头吃不了”的教学难题,而个性化的分级教学正是化解这种两难问题的有效方法,它吸收了激励、竞争、动态管理等积极因素,充分调动学生的主动性,为他们提供了更大的个性发展空间,激发了其积极性和自觉性,改变了齐步走的教学方式,从而根除了“优等生吃不饱,差生吃不了”的现象,提高了教学效率和学习效果。创新的这一模式就方便实施个性化分级教学,因为这一模式有三个难易程度不同的电气柜的设计和制作,底子差的学生可选择一个容易的电气柜进行设计和制作,能力强的学生可选择难一点的一个或两个电气柜进行设计和制作,一个产品的设计和制作由3到5个学生组成一组来完成,每个成员都能根据能力和喜爱选择能够完成的任务,若有困难也能请教指导教师和能力强的学生来协助自己,直至完成毕业论文设计工作。

3.激化了学生的学习热情,增强了学习兴趣,改变了学习观念,变让我学为我要学。让学生对具体的电气产品根据所学理论知识和国家标准做设计,并亲自动手制作,使学生产生了极强的新奇感和挑战感,愿意不断主动学习、琢磨、钻研想方设法完成它。这一模式改变了传统的教学过程,从以往的学科知识和动作技能导向的教学过程转向为现代的职业活动和智力技能行动导向的教学过程,且采用行动导向的项目教学法,注重学生过程学习方法和学习绩效评价,给他们更多自学、动手、应用、表达、创作和合作的机会,真正体现了以学生为主体的教学理念。

4.有利于增强学生的自心,勇敢面对就业。许多企业或公司招聘员工时,都要求必须具有实际工作经验,这正是高职院校毕业学生所缺乏的,因而就业竞争力不强。而该模式弥补这种不足,增长了学生的实际工作经验。学生通过一个月的努力,看到亲手制作的崭新、漂亮的电气柜,并得到教师和同学的认可时不仅心情激动,而且对自己拥有这样的实际能力和经历感到自豪。面对企业招聘时,就能心有底气从容应对,顺利被用人单位录用。

5.校企合作形成了良性循环,具有持续性。课堂设在企业里,企业建在学校中,以毕业论文设计为纽带,学校将课堂延伸到合作企业,选择企业产品的设计与制作为课题,专兼职教师和学生以双员身份共同完成设计和制作企业产品的全过程,在“做中教、教中产、做中学”实现教学、学习、生产与人才培养同步,师资质量与实训基地内涵建设跟毕业论文设计教学改革同步。这几年由学生制作的电气柜,很大一部分已经销售出去,从买方企业反馈的信息来看,电气柜性能优良运行正常,为合作企业创造了几万元的经济利润,在校企之间形成了互利互惠、合作愉快的良好氛围,为校企的持续合作打下了坚实基础。

总之,通过工学结合创新毕业论文设计环节的改革,真正形成了“专业+生产实训车间+师生员工”的专业建设特色,成功构建了电气专业以毕业论文设计为切入点的工学结合人才培养新模式,实现了校企合作双赢。

参考文献:

[1]韩伟平.论高职教育工学结合课程体系特征及创新实践[J].教育与职业,2010,(3).

[2]刘畅,杨远芬.创新高职教育的办学特色[J].四川兵工学报,2008,(2).

篇7

中图分类号 G642.477

文献标识码 A

文章编号 1005-4634(2012)05-0033-03

毕业设计(论文)可以培养学生综合运用所学基础理论知识、专业技术解决问题的基本技能和素质,培养和提高学生综合分析问题与独立解决问题的能力。同时也是检验学生学识、能力、素质等方面实际状况、评价学校和教师教育教学质量的有效方式和手段,是很重要的教学环节。毕业设计(论文)是最重要的实践教学环节之一,是对大学生学习的总结、检验和巩固,重要性可想而知。目前很多高校都设立了环境工程专业,为我国环境工程及相关领域发展提供了较多的工程技术人员,这些高校毕业生也是我国环境工程技术领域的生力军;随着高校硕士研究生的扩招,不少毕业生进入硕士阶段进修,为后续科学研究提供人才支持。

近年来,由于扩招使新建本科院校学生整体素质下降、就业率较低、师资队伍薄弱,多重压力导致很多新建应用型本科院校中的环境工程专业毕业生毕业设计(论文)的质量有较大滑坡。下面针对目前新建应用型本科院校环境工程专业毕业生毕业设计(论文)中存在的问题进行全面解析,并在此基础上提出新建应用型本科院校环境工程专业毕业设计(论文)质量控制及评价机制的思路。

1 症结问题解析

1.1学校的管理问题

据调查,很多新建应用型本科院校毕业设计(论文)都较为灵活,可以进入相关的环境保护公司、市政设计(研究)院参与实际工程设计等或留在学校进行毕业设计(论文)。但是有些高校担心学生的设计(论文)质量,只允许毕业生进入乙级以上设计院,而不能进入环境保护公司特别是私企。目前环境工程专业学生的就业形势不容乐观,所以很多学生通过自己的努力或者人脉关系找到了环境保护公司,很多环境保护公司都是私企,但是这与学校的要求相抵触,很多学生只能隐瞒学校进入,这给学生造成了精神压力,影响了学生毕业设计(论文)的进度和质量。很多学校不是根据自身学校的层次、学生素质等灵活应对,管理制度过于死板。

很多高校对毕业设计(论文)的要求都表现的“头重脚轻”,即开始时对同学们提出较高的要求,到后面则是草草收场。特别是毕业答辩过程中,设计(论文)有无达到要求、格式是否规范、学生对设计(论文)的熟悉程度等不强烈要求,这种风气容易被下届的毕业生所“借鉴”,形成了一种恶性循环。

毕业设计(论文)的时间很短,一般为6~10周,再除去硕士研究生入学面试时间1~2周,剩下的时间内做出一个完整的毕业设计就不错了,更别说质量控制了。对于毕业论文就更不用说,由于实验时间很短导致数据非常缺乏,如果进行有关“活性污泥法污水处理”等方面的试验研究论文,有可能微生物还没有生长稳定,更别说进行详细的试验研究。以运用活性污泥法处理生活污水的试验研究为例,资料查询、方案设计、试验准备需要3~4周,活性污泥培养和驯化需要3~4周,以上这些时间都占据了6~8周,根本没时间进行真正的测试和研究。

1.2毕业生自身问题

毕业生自身对毕业设计(论文)的重视不够,造成这些问题的根源很多,比如长期以来某些新建应用型本科院校、老师对毕业设计(论文)质量控制不力使学生产生麻痹思想,学生对知识的接受和掌握程度不佳,存在较为严重的知识缺漏问题等。

毕业生对毕业设计(论文)不重视表现在以下几个方面:(1)表格图形没有表头和图名,表格不是三线表;(2)格式和拼写草率,如pH值写成PH值,mg/L或mg·L-1写成mg/l,上标下标缺失和混淆;(3)设计图纸从网上下载,或者论文数据源自网络而非自己亲自实验所得,或从网上直接下载综述性论文代替论文(设计)。

1.3指导老师责任心不强

一般来说毕业设计(论文)进行时间为10周左右(视各个院校具体课程设置情况、教学周长短等情况各异),由于师资缺乏,每个教师指导学生数量较多,再加上繁重的教学任务和科研任务以及教学过程中繁多的琐事,使有些指导老师对分配给自己指导的学生的任务实施、进程等过程不闻不问,或无心过问,任由学生自己设计(试验),也不对毕业设计(论文)进行过程控制和终端控制等质量控制,导致毕业设计(论文)质量低,缺乏师生间的互动。有些指导老师对学生剽窃得到的成果采取默许的态度,助长了学生的剽窃风气;另外,有些老师要求不严格,将毕业论文软化,如忽视进行试验研究才能写毕业论文的要求,私自默许学生撰写综述性论文。

此外,有些老师责任心不强表现在相关设计参数不合实际,却不加查阅,反而随意估写。如某老师在对学生的毕业设计任务书进行编写时错误的将水设计中的重要参数COD定为500~600mg/L,众所周知,我国城市污水的水质COD一般低于200mg/L,北方城市又略低于南方城市。某些指导老师对毕业设计(论文)来源不明的资料和数据不进行批评,任其发展。也有一些老师由于工程经验(科研工作经验)缺乏,对毕业设计(论文)不能进行有效的指导。

1.4师资缺乏导致供需不平衡

环境工程专业目前较为热门的方向有环境监测、环境影响评价、大气污染控制工程、污染水体生态修复工程、土壤污染修复等领域,也是目前国内较为缺乏相应工程技术专业人才的领域,但是目前这些领域的师资非常缺乏,导致多数新建应用型本科院校目前环境工程专业的毕业设计仍然停留在以水污染控制工程为主、辅以少量的大气污染控制工程领域和教师的科学研究课题等,没有真正培养出社会所需要的专门人才。而国内对水污染控制领域的人才量需求不大,导致环境工程专业毕业生就业困难,这就造成供需之间的失调。

2 质量控制及评价机制探讨

提高毕业设计(论文)水平是关系到新建应用型本科院校办学质量、人才培养方案实施和学生素质的大事,笔者根据多年的经验提出如下几点建议,希望对新建应用型本科院校毕业设计(论文)质量提高能有所帮助和借鉴。

2.1更新学校层面毕业设计(论文)管理理念

改变传统观念,打破新建应用型本科院校毕业生必须以设计为主、论文为辅的思路,针对专业特点和就业需要,选择毕业设计或毕业论文。据不完全统计,环境工程专业35%~50%的毕业生可能进入较好的高校(科研所)进行深造,所以科学研究方法是非常重要的,也为攻读硕士研究生做准备。另外,很多学生会进入污水处理厂,那么污水处理厂的运行管理知识是其必须的,所以建议学校因人而异,不能搞“一刀切”,全部搞毕业设计,否定毕业论文的作用。有的毕业生考取硕士研究生,则可选择跟着指导老师进行简单的实验科学研究,有的学生毕业后拟进入工矿企业从事环境保护工作,为积累工作经验可进入某些工矿企业进行现场作业练习。这就需要指导老师的配合,根据学生的具体情况合理的分配毕业设计(论文)题目。

高校应该多给青年教师或低学历、低文凭且经验不足的教师提供工程设计经验、运行管理经验及科研经验等学习提高的机会,使其有能力指导好毕业生的设计(论文)。

有些高校的课时量要求较高,使很多没有指导能力的老师加入到毕业生指导的行列,所以高校的课时量问题需要妥善安排。尽可能提高毕业设计(论文)的时间,保证设计(研究)充足的实践,建议毕业设计时间应该为12~15周。

最后,建议提高对毕业设计(论文)过程的资金投入,因为对工科专业学生来说,一个优秀的毕业设计(论文)离不开充足的经费、良好的实验设施和实验条件、充足的设计资料等。很多指导老师因为没有足够的经费而不得不放弃很多该做的测试,更有老师直接放弃所有的研究,这也是有些毕业生的毕业论文是综述性论文的主要原因之一。

2.2加强毕业设计(论文)指导教师能力的提升

很多新建应用型本科院校由于升本时间很短,师资队伍很薄弱,很多指导老师没有接触过工程实例,对很多设计图纸的画法、比例、管线布置、标高等概念非常模糊。此外,近些年来,很多新建应用型本科院校迎接教育部教学水平评估对教师学历的需要,提高了对博士学位人员的引进力度。而这些博士学位指导老师经验更为缺乏,特别对于跨学科攻读的硕士、博士来说,可能他们擅长之处就是科学研究,而不是工程设计。所以这些老师应该加强学习,提高知识的更新速度和工程素质。所以对于一些工程类高校来说,培养指导老师的过程控制是非常重要的。对于指导毕业设计(论文)的老师来说,应根据学生的水平、爱好,设计适合的研究内容,这无疑也能提高指导老师的指导水平和毕业设计(论文)的质量,发挥其知识层次的优势。

另一方面,指导老师的责任心也是影响毕业设计(论文)质量的关键因素之一。经常检查学生毕业设计(论文)的进展,并及时解决学生设计过程中出现的疑难问题,保证毕业论文顺利进行,这是对学生负责、对自己负责、对社会负责。为此,新建应用型本科院校必须加强毕业设计(论文)质量标准及评价方案的制定和实施工作。

2.3严格毕业生管理和要求

近些年来,新建应用型本科院校考虑到毕业生的就业压力大,为提高毕业生就业率而让学生把大量的时间和精力花费在求职和单位面试上,更有毕业生以求职、面试为由做一些与毕业设计(论文)无关的事情,而降低了对毕业生毕业设计(论文)的要求。表面上看这只是短期现象,但很多高校却没有发觉它的负链式反应。这种现象会一届一届呈负链式反应下去,即“恶性循环”,这必将废掉人才培养的目标,使毕业生的就业压力越来越大。

提高毕业设计(论文)的要求,表面上看牺牲了毕业生的求职时间或实习时间,但是提高了毕业生的学习质量,促进高校教学质量呈良性循环发展。最主要的是,要使毕业生明白毕业设计(论文)过程是对整个大学所学知识的一个全面总结,是对自身分析问题、解决问题、理论联系实际能力的培养过程,要建立起学习上的整体和长远目标,从思想上提高对毕业设计(论文)的重视程度。

2.4做好答辩工作,提高毕业设计(论文)的质量控制机制

答辩过程是对指导教师创新能力和创新成果的检测过程。因此应认真组织好答辩工作,规范答辩过程,科学、合理、公正地考核毕业生的毕业设计(论文)的质量,确保答辩过程的严肃性、成绩评定的合理性和评价结果的公正性。避免不管毕业设计(论文)好坏与否,毕业生同样毕业,指导老师仍然指导下一届毕业设计(论文)的现象。对于毕业设计(论文)不能达标的毕业生和指导老师都必须给予相应处罚,如:毕业生进行二次答辩或延迟答辩或推迟毕业,取消指导老师下一年指导毕业生设计(论文)等工作。提高毕业设计(论文)的二次答辩或推迟毕业的几率,提高毕业设计(论文)的质量,严格控制毕业答辩的“走过场”行为。

2.5提高毕业设计(论文)的评价机制

目前,毕业设计(论文)的评价包括指导老师评价、评阅老师评价和答辩小组评价等三个评价结果的综合,其中指导老师评价是最主要的部分,占60%左右,评阅老师和答辩小组各占20%。这种评价机制会因为某些老师的水平、责任心等问题而导致毕业设计(论文)评价结果的失真。应该改变这种评价机制,提高答辩小组评价分值比例,因为答辩小组是多名教师共同审阅下的结果,能比较全面的代表毕业设计(论文)的质量。另外,新建应用型本科院校虽然对毕业设计(论文)成绩等级进行规定,如:优秀不超过20%,良好不超过40%,但是由于指导老师评定份额较大以及对自己指导学生的偏袒使毕业设计(论文)成绩偏高,优秀在50%以上,最差的成绩也是良好以上。

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关键词: 新建本科院校;毕业设计(论文);质量;措施

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

中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)24-0231-02

0 引言

毕业设计(论文)是本科人才培养的重要实践性教学环节,是培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题能力的全面检查,是集中训练学生的科学研究能力、实践能力和创新精神的必要过程。毕业设计(论文)质量的高低,关系到教学质量的水平和人才培养目标的实现。

新建本科院校由于建立时间短,而且绝大部分由专科院校升格为本科院校,加上高校持续扩招,新建本科院校普遍存在师资不足、本科教学不够规范、教师科研能力不强等亟需解决的问题。针对上述面临的问题,必须加强毕业设计(论文)管理工作,注重对本科生运用所学专业知识发现问题、解决问题能力的培养,提高毕业设计(论文)指导教师业务水平,加强过程管理,与就业相结合,严把选题关。

1 新建本科院校毕业设计(论文)质量状况

以西京学院为例,本课题研究所选取的毕业设计(论文)是西京学院2005年升本后2009届及以后学生的论文。为了解西京学院本科毕业设计(论文)质量状况,作者查阅了大量资料,并对部分指导教师和教研室主任进行了访谈,通过分析归纳,西京学院本科毕业设计(论文)主要存在以下问题:

1.1 选题方面 选题仍以约束性选题为主,约束性选题方式不利于创新人才的培养,不能充分发挥学生的主观能动性,没有做到因材施教。教师和学生平时的接触并不多,学生对导师的研究方向和课题还缺乏了解,在选题方面存在被动接受的情况。

选题把握不当。学生对自己所学的专业不感兴趣,理论基础比较薄弱,对毕业设计(论文)的选题比较盲目,有些学生选题过大,超出了本科生研究的范围,有些选题又过窄,无法开展研究。有些学生仅根据自己手头有限的资料来确定自己的选题,在写作过程中,当发现资料不足时,不愿继续收集资料,中途改换课题,而有些学生硬着头皮写下去,对选题内容把握不准只能凑字数,只能小题大作或大题小作。

1.2 指导教师责任心不强,指导不力 学生的毕业设计(论文)格式不规范(包括开题报告和任务书),指导教师不能很好的把关。毕业设计(论文)任务书中开题报告研究方法一栏,学生拟采用的研究方法相同的较多。同时,有些学生的论文写作时间相同,任务书也基本相同,教师也未指出,学生也没有根据自己的情况修改。

1.3 教师对毕业设计(论文)的重视程度不够 对《西京学院本科毕业设计(论文)工作手册(试行)》不详读、不研究,完全按照自己的想法自行一套。认为三本的学生底子薄,基础差,毕业设计差是正常的。

1.4 抄袭拼凑现象较为严重 大学生诚信的缺失导致毕业论文抄袭严重。一些学生通过网络、图书文献资料,借东拼西凑论文,更有甚者通过中介购买论文,找人、代做论文等等,最终的结果只能是答辩不过,影响自己的毕业证和学位。

2 新建本科院校毕业设计(论文)存在问题的原因分析

指导教师普遍缺乏指导经验。由于新建本科院校扩招发展迅速,导致师资力量短缺。新进的研究生教师缺少必要的指导经验,不具备指导资格,在高职称教师的辅导下指导毕业设计,由于学生过多,加之三本院校教学任务重,无暇顾及新的指导教师,也是导致毕业设计质量不好的原因。受实习、考研、培训等影响,师生之间缺少必要的沟通。由于毕业设计安排在7-8学期进行,学生面临实习、考研、就业等方面的影响,无法静下心来做毕业设计,与导师沟通都是电话、QQ、邮件等,很难面对面的交流。因此师生的态度和职能处室对毕业设计的重视程度都影响着毕业设计的质量。

3 提高新建本科院校毕业设计(论文)质量的措施

针对毕业设计(论文)存在的各种问题,要提高本科毕业设计(论文)质量,就要着力解决好以下问题:

①了解学生专业方向,合理引导学生选题。指导教师可以事先了解自己所带学生的方向,专业知识掌握的程度等,综合各个方面为学生拟题目或者根据自己所带项目选题,让学生能够充分发挥自己综合运用专业的能力。

②教师要结合自身实际,切实负起责任。毕业论文的研究工作与平时的实验内容不同,是一个“系统工程”,它包括论文选题、资料收集、研究内容的具体实施、毕业论文的写作、毕业论文答辩等环节。从始到终,每一个阶段处理的好坏,直接影响到最后论文的质量。而每一个环节,都需要指导教师的参与,这就要求教师要有高度的责任心,把学生的事情当做自己的事情,把学生的困难当做自己的困难。总之,教师要有高度的责任心,这种责任心要贯穿于整个毕业论文的每一个阶段。虽然辛苦,但作为教师神圣职业工作的一部分,这是我们应该做到的。

③指导教师要提高自身的科研学术能力。

④狠抓教学质量,提高学生综合运用知识的能力。

4 结论

新建本科院校在各方面都存在较多的不足,诸如办学历史短,教学、科研还相对薄弱,师资队伍、学生自身水平等都受到一定制约,因此教学质量上的差距就集中反映在本科毕业论文质量的缺陷上。在毕业设计的工作阶段,加强指导教师和学生之间及时的沟通和交流,及时帮助学生解决论文工作中的困难,在态度上、规范上严格要求学生,在提升论文质量的同时培养学生的严谨的工作作风,同时,指导教师也要加强自身的科研学术水平。

总之,毕业设计是一件复杂的实践性教学环节,体现了学校的整体教学水平。新建地方本科院校更应根据实际情况,采取强有力的措施,充分发挥教师在毕业论文中的指导作用,从各方面入手,提高毕业论文的质量。这对于新建地方本科院校实现“内涵式建设”具有重要的意义。

参考文献:

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1 前言

高等学校本科毕业设计(论文)是本科实践教学过程中的重要环节,更是本科教学计划的最后一个重要环节,是衡量本科教育培养水平的重要依据。

如今,随着社会的发展,高校教学规模的逐步扩大与深化、毕业设计(论文)任务布置环节的逐渐细化都将有效地促使毕业设计过程管理的信息化、现代化。然而,现阶段毕业设计的过程管理大多依然沿用传统人工管理的方式,这样既不能满足近年来高校连续扩招的要求,同时也对提高高校本科教学秘书的工作效率产生了制约。本论文在对本科毕业设计过程管理流程和方法研究的基础上,希望通过在其中引入信息系统的应用,提高本科毕业设计工作的效率,从而进一步促进本科教学相关环节的进步。

2 本科毕业设计(论文)过程管理信息系统的应用探索

2.1 实际过程管理工作程序分析

为了完成本科毕业设计过程管理的信息化,有必要了解本科毕业设计过程管理工作的程序,从而为后续工作提供坚实的基础。实际本科毕业设计过程管理工作程序有十余个阶段,包括成立毕业设计指导组、教师题目申报、题目审查、公布题目学生选题、选题结果统计、实施阶段、答辩资格审查、毕业设计论文评阅、毕业设计答辩、成绩评定、毕业设计总结、整理归档。

2.2 实际过程管理工作问题分析

(1)学生。现有工作程序下,学生在选题、开题、中期、答辩资格审查、答辩过程中需要多次重复填写个人信息和论文信息,这不仅增加了学生的工作量,也给管理者的核对、整理、归档工作增加了负担,而且由于数据量大,繁琐复杂,工作中极易出现错误。

(2)教师。在现有工作程序下,教师在题目申报和审查过程中,需要多次提交、修改题目、背景等相关信息,如不能及时更新数据,将对后续工作的进行产生影响。

(3)管理者。毕业设计整个过程中,作为管理者要面临来自学生、教师的各种信息数据,数量庞大,且需要随时更新;学生选题和答辩资格审查仍然需要人工审核,无法实现与学校现有教学系统数据的对接。

2.3 信息系统设计方案

2.3.1系统功能

本系统由相互管理的学生、教师、管理者共同组成。

(1)管理者

1)信息维护。通过现有教学管理系统导入学生、教师个人信息,设置操作权限,并对用户信息进行添加、修改,毕业设计相关通知、公告。

2)审查管理。设置毕业设计题目、类型等基础参数,审查教师申报题目、学生提交文档及学生答辩资格,完成开题、中期检查和毕业设计答辩成绩录入。

(2)教师

1)信息维护。对个人信息进行维护,申报、修改、删除题目,查看申报题目审核状态,查阅毕业设计通知、公告及学校相关管理规章制度。

2)审查管理。评阅论文,对论文进行修改、删除,提交评阅分数、意见,对学生进行选择,回答学生咨询的问题。

(3)学生

1)信息维护。对个人信息进行维护,查阅毕业设计通知、公告及学校相关管理规章制度。

2)查阅管理。查阅指导教师信息、题目信息,提交论文,查看论文审核状态,查看各阶段评阅分数,向指导教师、评阅教师进行咨询。

2.3.2方案设计

在对实际过程管理工作中问题分析的基础上,提出信息系统管理方案。设计本科毕业设计过程管理信息系统,具体工作流程如下:

(1)准备基础数据表。本系统需要准备多张相关基础数据表,包括学生信息表、教师信息表、管理员信息表、题目选择状态表、相关文件表、专业信息表等。由管理员向系统直接导入学生、教师的相关文件及专业信息表,为后续毕设工作提供基础数据。

(2)基础数据操作。该阶段由指导教师陆续在系统中录入申报题目相关信息,管理员对教师所申报题目进行审查,审查通过的题目由管理员公布在系统,此时学生可以查阅题目信息及指导教师信息,并进行选题。选题结束后毕设工作正式开始,在开题和期中检查过程中,学生需要在系统内完成相关信息的填写,由检查小组组长在系统内录入学生各环节成绩。

(3)评阅答辩阶段。管理员通过系统对学生答辩资格进行审查,然后向教师分配论文评阅工作,教师使用系统评阅论文并录入评分及评语。答辩结束后由答辩小组组长在系统内录入学生答辩成绩,系统根据规定比例自动计算学生总评成绩。完成录入工作后,系统自动生成相应表格并可以打印,方便整理归档。

3 结语

为了改善传统毕业设计整个过程管理效果不佳的普遍问题,本文重点用现代高等教育理论方法,结合毕业设计(论文)教学管理的实践, 提出了构建本科毕业设计(论文)教学管理的信息系统的解决方案,既规范毕业设计选题和管理过程,还可以综合提升教师、学生、管理者的工作效率。

【参考文献】

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中图分类号:B844.2 文献标志码:A 文章编号:1000—8772(2012)13—0176—02

随着时代的发展,人才的竞争日益激烈。大学毕业生必须具有较强的社会适应能力才能符合社会发展的需要。但是目前的大学毕业生在工作后,出现了很多社会适应的心理问题。高校不单单要教授学生书本知识,还要做好学生的思想政治工作和心理辅导工作。在校大学生毕业后要走向社会,必然会经过一段社会适应的心理过渡期,因此学校要对毕业生进行正确的引导和调试,解决他们的心理问题。

一、大学毕业生社会适应

从社会学的角度看,适应就是指外界环境不断被打破又不断恢复如初的过程。一些权威的社会学家认为适应可以从消极和积极两方面来理解。消极的理解是服从接受外界环境,积极的理解是改变干预外界环境。另外,一些学者认为,人在社会生活中都会追求一种安全感,只有人在社会生活中习以为常才能有这种安全感,就是所谓的适应。

二、大学毕业生社会适应中的心理问题

(一)工作适应方面的心理问题

工作适应是毕业生社会适应的重点内容。在刚进入社会的时候,每个学生都怀揣着梦想,所以一开始的时候都是信心满满。但是根据研究发现,大学毕业生社会适应调查结果显示,有52.8%的毕业生感到自己能在工作中得心应手,感觉一般的占16.4%,工作力不从心的占16.4%。这个调查结果并没有性别和学科的差异,只有毕业时间的差异。通常,毕业4到5年的学生比毕业1到3年的学生情况好。总体来看,适应好的人数还是占大部分的。

(二)人际适应方面的心理问题

人际适应也是社会适应中需要注意的一方面。从调查结果中看,大学毕业生的人际适应结果是在社会适应中最好的。大部分大学毕业生与领导、同事和朋友的关系都很好,但也有一部分毕业生感到自己在人际适应上有压抑感。从工作开始的时候,压抑感就产生了,这种压抑感随着时间的变长而越发强烈,当达到顶峰的时候会有些回落。

(三)生活适应方面的心理问题

生活适应是大学毕业生社会适应的最基本的内容。调查结果显示,大多数毕业生对自己的家庭生活、婚姻生活和文化生活感到满意。其中,感觉良好的占30%,感觉一般的占50%以上,感觉很差的占15%。生活适应很差的毕业生主要是因为随着职业生活的深入,当初从业的好奇心和激动的心情逐渐平缓和消失,取而代之的是矛盾和冲突。

三、大学毕业生社会适应心理问题的形成原因

(一)客观原因

1.心理素质要强大才能适应社会变革

未来社会有三大特点,即多样性、短暂性和新奇性,这些特点都会让人们感到不适应。有些人对社会的变革感到恐惧。美国著名未来学家是这样解释这一现象的,人们会对未来感到痛苦,原因是人的适应系统和决定事情的能力负担过重。只有当环境规律正常的情况下,社会才是理性的。如果社会发展过快,很多人都会受到未来的冲击。但目前,加速度的社会变革是社会发展的大趋势。人们为了适应快速发展的社会,必须要有强大的心理素质,尤其是大学毕业生,如果没有一个好的心理素质就会对未来社会不适应。

2.生活技能要强大才能适应快节奏的社会生活

生活技能就是日常生活中必备的能力。这些能力包括情绪处理的能力、决策能力、缓解压力的能力、交流沟通的能力等。毫无疑问,如果没有足够的生活技能是不能适应快节奏的社会生活的。大多数大学生从小到大的,一直过着与社会隔绝的生活,主要就是学习,所以对社会的认识也很匮乏。参加工作后就会遇到很多问题。工作生活中的紧张度、难度都比校园生活要大。所有的一切都带给职场新人很多压力,他们必须提高生活技能才能更好地适应快节奏的现实生活。

(二)主观原因

1.知识储备不足

据调查,毕业生感到工作不顺心的主要原因是知识不够用。这与科技的快速发展有关,仅仅具备某一方面的专业知识是远远不够的。在实际工作中,跨领域、跨学科的问题很多,这就需要大学毕业生们掌握相近学科的专业知识,要博学多才,只有提高自身素质才能避免在工作中的自卑感。

2.人际协调能力差

校园里学生可以张扬个性,但是企业要求统一和规范,讲究集体组织的力量。毕业生从业后,要了解自己的角色,学会处理人际关系,这些人际关系包括方方面面的内容。在工作中要处理好同事关系和上下级关系;在家庭生活中要处理好夫妻、父母、子女的关系;在社会生活中,要处理好朋友邻里的关系;在校园生活中,要处理好师生关系、同学关系等等。如果毕业生的人际协调能力差,那么自然会遇到很多困难,也会出现很多社会适应的心理问题。

3.生活经验的缺乏

大学毕业生由于缺乏生活实践经验,在融入社会时,就会产生强烈的矛盾冲击。毕竟大学毕业生涉世未深,为人处事上还不够成熟。具体地说,就是从小到大的家庭教育并没有训练他们的生活技能,也没有培养他们的生活实践能力,他们处理事情往往会依赖他人,很难控制自己的情绪,处事不够成熟。