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篇1

超寬帶無線電是對基于正弦載波的常規(guī)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(chǎn)生、調(diào)制解調(diào)、信號隱蔽性、系統(tǒng)處理增益等方面，具有獨(dú)特的優(yōu)勢，尤其是能夠在密集的多徑環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高速傳輸。由于脈沖持續(xù)時(shí)間很短，多徑分量在時(shí)域上不易重疊，多徑分辨能力高，通過先進(jìn)的多徑分離技術(shù)或瑞克接收機(jī)，可以充分利用多徑分量。

目前，典型的超寬帶無線通信調(diào)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(diào)制技術(shù)，主要討論TH-PPM、TH-PAM的基本原理，并且對比調(diào)制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，性能的好壞，并進(jìn)行動態(tài)的仿真，從仿真圖中較清楚的研究調(diào)制方式，從而得出正確的結(jié)論，細(xì)致的研究超寬帶無線通信中的調(diào)制技術(shù)。

關(guān)鍵字：超寬帶 調(diào)制方式 PPM調(diào)制 PAM調(diào)制 OFDM調(diào)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(shù)領(lǐng)域極大的重視。超寬帶通信技術(shù)以其傳輸速率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)成為短距離無線通信極具競爭力和發(fā)展前景的技術(shù)之一。FCC(美國通信委員會) 對超寬帶系統(tǒng)的最新定義是:相對帶寬(在- 10dB 點(diǎn)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(xiàn)有的無線電系統(tǒng)比較,在花費(fèi)更小的制造成本的條件下,能夠做到更高的數(shù)據(jù)傳輸速率(100～500MbPs) 、更強(qiáng)的抗干擾能力(處理增益50dB 以上) ,同時(shí)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(nèi)) 。

2.2 UWB基本原理

發(fā)射超寬帶(UWB) 信號最常用和最傳統(tǒng)的方法是發(fā)射一種時(shí)域上很短(占空比低達(dá)0. 5 %) 的沖激脈沖。這種傳輸技術(shù)稱為“沖擊無線電( IR) ”.UWB - IR 又被稱為基帶無載波無線電,因?yàn)樗幌駛鹘y(tǒng)通信系統(tǒng)中使用正弦波把信號調(diào)制到更高的載頻上,而是用基帶信號直接驅(qū)動天線輸出的[6];由信息數(shù)據(jù)對脈沖進(jìn)行調(diào)制,同時(shí),為了形成所產(chǎn)生信號的頻譜而用偽隨即序列對數(shù)據(jù)符號進(jìn)行編碼。因此沖擊脈沖和調(diào)制技術(shù)就是超寬帶的兩大關(guān)鍵所在。

2.2.1 脈沖信號

從本質(zhì)上講,產(chǎn)生脈沖寬度為納秒級的信號源是UWB 技術(shù)的前提條件。目前產(chǎn)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(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通瞬間的陡峭上升沿獲得脈沖信號。由于作為激發(fā)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(dá)到皮秒(10 - 12 ) 量級。另外,由于光導(dǎo)開關(guān)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(fā)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(dǎo)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(shè)計(jì)中,采用多個晶體管串行級聯(lián),使用并行同步觸發(fā)的方式,加快了雪崩過程,從而達(dá)到進(jìn)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(shí)域和頻域數(shù)學(xué)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(fù)周期為25～1000ns ,具有很寬的頻譜,如圖2-1 所示。實(shí)際通信中使用的是一長串的脈沖,由于時(shí)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(xiàn)了強(qiáng)烈的能量尖峰。這些尖峰將會對信號構(gòu)成干擾,通過數(shù)據(jù)信息和偽隨機(jī)碼來進(jìn)行編碼P調(diào)制,改變脈沖與脈沖間的時(shí)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(shí)間域和頻率域的表示

2.2.2 UWB的調(diào)制技術(shù)

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

(2-3)

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

a PAM- UWB

PAM是一種通過改變那些基于需傳輸數(shù)據(jù)的傳輸脈沖幅度的調(diào)制技術(shù)。在PAM調(diào)制系統(tǒng)中,一系列的脈沖幅度被用來代表需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。任何形狀的脈沖都是通過其幅度調(diào)制使傳輸數(shù)據(jù)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(fù)頻率,都可以增加一個固定平均功率譜密度的UWB 系統(tǒng)所能達(dá)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(diào)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(fù)周期。根據(jù)dj 的不同取值, 可將PAM調(diào)制方式分為以下三種:

（1） OOK(發(fā)送數(shù)據(jù)為1 ,UWB 信號的幅度為1 ;發(fā)送數(shù)據(jù)為0 ,UWB 信號的幅度為0) ;

（2）PPAM(發(fā)送數(shù)據(jù)為1 ,UWB 信號的幅度為β1 ;發(fā)送數(shù)據(jù)為0 ,UWB 信號的幅度為β2) ;

（3）BPSK(發(fā)送數(shù)據(jù)為1 ,UWB 信號的幅度為1 ;發(fā)送數(shù)據(jù)為0 ,UWB 信號的幅度為- 1) 。

對于這三種方式,在超寬帶的PAM調(diào)制方式中多采用BPSK方式。

b PPM- UWB

脈沖位置調(diào)制(PPM) 又稱時(shí)間調(diào)制(TM) ,是用每個脈沖出現(xiàn)的位置落后或超前某一標(biāo)準(zhǔn)或特定時(shí)刻來表示某個特定信息的[3]。二進(jìn)制PPM 是超寬帶無線通信系統(tǒng)經(jīng)常使用的一種調(diào)制方法,相對其它調(diào)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(guān)接收機(jī)來接收檢測信號,而這種接收機(jī)有著非常好的性能。采用脈沖位置調(diào)制( PPM) 的超寬帶信號波形如下:

(2-5)

其中, dj 取0 或1 ,δ為調(diào)制因子, 與脈沖寬度Tm (1/Tf ) 是一個數(shù)量級。當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)為1 時(shí)脈沖就會相應(yīng)滯后一個時(shí)延δ。

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

除了這些對脈沖的調(diào)制方法外,用偽隨機(jī)碼或偽隨機(jī)噪聲(PN) 對數(shù)據(jù)符號進(jìn)行編碼以得到所產(chǎn)生信號的頻譜時(shí),根據(jù)編碼的不同即擴(kuò)頻和多址技術(shù)不同,超寬帶系統(tǒng)又被分為跳時(shí)的超寬帶系統(tǒng)(TH - UWB) 、直擴(kuò)的超寬帶系統(tǒng)(DS - UWB) 、跳頻的超寬帶系統(tǒng)(FH - UWB) 和基帶多載波超寬帶系統(tǒng)(MC - UWB) 等[9]。

圖2-2 　不同調(diào)制方式的信號波形[4]

2.3 UWB 技術(shù)特點(diǎn)

由于UWB 與傳統(tǒng)通信系統(tǒng)相比,工作原理迥異,因此UWB 具有如下傳統(tǒng)通信系統(tǒng)無法比擬的技術(shù)特點(diǎn)[4]:

(1)系統(tǒng)容量大。香農(nóng)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號功率上升所帶來的效應(yīng),這一點(diǎn)也正是提出超寬帶技術(shù)的理論機(jī)理。超寬帶無線電系統(tǒng)用戶數(shù)量大大高于3G系統(tǒng)。

(2)高速的數(shù)據(jù)傳輸。UWB 系統(tǒng)使用上GHz 的超寬頻帶,根據(jù)香農(nóng)信道容量公式,即使把發(fā)送信號功率密度控制得很低,也可以實(shí)現(xiàn)高的信息速率。一般情況下,其最大數(shù)據(jù)傳輸速度可以達(dá)到幾百M(fèi)bps～1Gbps。

(3)多徑分辨能力強(qiáng)。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(shí)間上不易重疊,很容易分離出多徑分量,所以能充分利用發(fā)射信號的能量。實(shí)驗(yàn)表明,對常規(guī)無線電信號多徑衰落深達(dá)10～30dB 的多徑環(huán)境,UWB 信號的衰落最多不到5dB。

(4)隱蔽性好。因?yàn)閁WB 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(shè)備對于其他設(shè)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(nèi)和地下進(jìn)行精確定位,而GPS 定位系統(tǒng)只能工作在GPS 定位衛(wèi)星的可視范圍之內(nèi)。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(dá)厘米級。

(6)抗干擾能力強(qiáng)。UWB 擴(kuò)頻處理增益主要取決于脈沖的占空比和發(fā)送每個比特所用的脈沖數(shù)。UWB 的占空比一般為0. 01～0. 001 ,具有比其它擴(kuò)頻系統(tǒng)高得多的處理增益,抗干擾能力強(qiáng)。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(tǒng)接收機(jī)沒有本振、功放、鎖相環(huán)( PLL) 、壓控振蕩器(VCO) 、混頻器等, 因而結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)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(fā)送數(shù)據(jù),脈沖持續(xù)時(shí)間很短,一般在0. 20ns～1. 5ns之間,有很低的占空因數(shù),所以它只需要很低的電源功率。一般UWB 系統(tǒng)只需要50～70mW 的電源,是藍(lán)牙技術(shù)的十分之一[10]。盡管如此,UWB 在技術(shù)上面臨一定的挑戰(zhàn), 還有諸多技術(shù)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(diǎn),建立信道模型,解決多徑傳播;需要進(jìn)一步研究高速脈沖信號的生成、處理等技術(shù);研究新的調(diào)制技術(shù),進(jìn)一步降低收發(fā)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度等。

2.4 UWB發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成框圖

2.4.1 UWB發(fā)射機(jī)組成框圖

UWB發(fā)射機(jī)直接發(fā)送納秒級脈沖來傳輸數(shù)據(jù)而不需使用載波電路。所以，UWB發(fā)射機(jī)比現(xiàn)有的無線發(fā)射設(shè)備要簡單得多。TH-UWB發(fā)射機(jī)組成框圖如圖2-3所示[5]。

圖2-3 UWB發(fā)射機(jī)組成框圖

調(diào)制后的數(shù)據(jù)與偽碼產(chǎn)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(chǎn)生的時(shí)延控制脈沖信號發(fā)生器的發(fā)送時(shí)刻，脈沖信號發(fā)生器輸出的UWB信號由天線輻射出去。脈沖信號產(chǎn)生電路的一個關(guān)鍵部分是天線，它的作用相當(dāng)于一個濾波器。

2.4.2 UWB接收機(jī)組成框圖

TH-UWB接收機(jī)采用相關(guān)接收方式，接收機(jī)框圖如圖4所示。圖4中虛線內(nèi)的部分是相關(guān)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(jī)與發(fā)射機(jī)類似，兩者的區(qū)別在于接收機(jī)的基帶信號處理器從取樣/保持電路中解調(diào)數(shù)據(jù)，基帶信號處理器的輸出控制可編程時(shí)延電路，為可編程時(shí)延電路提供定時(shí)跟蹤信號，保證相關(guān)器正確解調(diào)出數(shù)據(jù)。

圖2-4 UWB接收機(jī)組成框圖

2.5 UWB 技術(shù)的應(yīng)用前景

UWB 系統(tǒng)在很低的功率譜密度的情況下,UWB具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢,最大可以提供高達(dá)1000Mbps 以上的傳輸速率,使UWB 同其它短距離無線通信系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢非常明顯,如表1 所示?，F(xiàn)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(nèi)打破了這一限制,UWB 的應(yīng)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(jié)束語

無線通信已經(jīng)迅速滲入我們的生活當(dāng)中,對容量不斷增長的要求需要一種不對現(xiàn)有的通信系統(tǒng)造成影響的新的無線通信方案,超寬帶脈沖無線電系統(tǒng)正好滿足了這一要求。UWB 技術(shù)對于無線短距離的高速數(shù)據(jù)通信是非常有競爭力的,隨著研究的深入,憑借多方面的優(yōu)勢,它將在很多領(lǐng)域占有一席之地。特別是短距離傳輸?shù)暮?G領(lǐng)域,UWB 將有廣闊的發(fā)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(fā)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(yīng)用范圍

無線局域網(wǎng)

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(wǎng)網(wǎng)關(guān)

筆記本、移動電話、掌上電腦、移動設(shè)備

無線電視、DVD , 高速因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

3 MATLAB 軟件工具介紹

3.1 MATLAB語言的概述

MATLAB是一種科學(xué)計(jì)算軟件，適用于工程應(yīng)用各領(lǐng)域的分析設(shè)計(jì)與復(fù)雜計(jì)算，它使用方便，輸入簡捷，運(yùn)算高效且內(nèi)容豐富，很容易由用戶自行擴(kuò)展。因此，它已成為大學(xué)教學(xué)和科學(xué)研究中最常用且必不可少的工具。

MATLAB是“矩陣實(shí)驗(yàn)室”（MATrix LABoratoy）的縮寫，它是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式程序語言，著重針對科學(xué)計(jì)算、工程計(jì)算和繪圖的需求。與其他計(jì)算機(jī)語言相比，其特點(diǎn)是簡潔和智能化，適應(yīng)科技專業(yè)人員的思維方式和書寫習(xí)慣，使得編程和調(diào)試效率大大提高。它用解釋方式工作，鍵入程序立即得出結(jié)果，人機(jī)交互性能好，為科技人員所樂于接受。特別是它可適應(yīng)多種平臺，并且隨計(jì)算機(jī)硬、軟件的更新而用時(shí)升級。因而，MATLAB語言是數(shù)值計(jì)算用得最頻繁的電子信息類學(xué)科工具。它大大提高了課程教學(xué)、解題作業(yè)、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(xué)講授線性代數(shù)課程時(shí)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用其他高級語言編程極為不便，便構(gòu)思并開發(fā)了MATLAB（MATrix LABoratory，矩陣實(shí)驗(yàn)室），它是集命令翻譯、科學(xué)計(jì)算于一身的一套交互式軟件系統(tǒng)，經(jīng)過在該大學(xué)進(jìn)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(shù)軟件包LINPACK和特征計(jì)算軟件包EISPACK中的子程序?yàn)榛A(chǔ)發(fā)展而成的一種開放型程序設(shè)計(jì)語言，其基本的數(shù)據(jù)單元是一個維數(shù)不加限制的矩陣，這就允許用戶可以根據(jù)數(shù)值計(jì)算問題的復(fù)雜程序，對問題進(jìn)行分段甚至逐句編程處理，顯然這與C、FORTRAN等傳統(tǒng)高級語言完全不同。在MATLAB下，矩陣的運(yùn)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(yīng)用范圍越來越廣泛，Moler博士等一批數(shù)學(xué)家與軟件專家組建了名為MathWorks的軟件開發(fā)公司，專門擴(kuò)展并改進(jìn)MATLAB。

為了準(zhǔn)確地把一個控制系統(tǒng)的復(fù)雜模型輸入給計(jì)算機(jī)，然后對之進(jìn)行進(jìn)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(tǒng)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(biāo)在模型窗口上畫出所需的控制系統(tǒng)模型，然后利用該軟件提供的功能來對系統(tǒng)直接進(jìn)行仿真。很明顯，這種做法使得一個很復(fù)雜系統(tǒng)的輸入變得相當(dāng)容易。SIMULINK的出現(xiàn)，更使得MATLAB的控制系統(tǒng)的仿真與其在CAD中的應(yīng)用打開了嶄新的局面。

3.3 MATLAB語言的特點(diǎn)

MATLAB語言有以下特點(diǎn)。

(1) 起點(diǎn)高

每個變量代表一個矩陣，以矩陣運(yùn)算見長。當(dāng)前的科學(xué)計(jì)算中，幾乎無處不用矩陣運(yùn)算，這使它的優(yōu)勢得到了充分的體現(xiàn)。

(2) 人機(jī)界面適合科技人員

MATLAB的語言規(guī)則與筆算式相似。MATLAB的程序與科技人員的書寫習(xí)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(shù)無需定義。MATLAB不必有階數(shù)定義，輸入數(shù)據(jù)的行列數(shù)就決定了它的階數(shù)。鍵入算式立即得到結(jié)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(zhí)行，若有錯誤也立即做出反應(yīng)，便于編程者立即改正。這些都大大減輕了編程和調(diào)試的工作量。

(3) 強(qiáng)大而簡易的做圖功能

能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動確定坐標(biāo)繪圖，能規(guī)定多種坐標(biāo)系，（極坐標(biāo)系、對數(shù)坐標(biāo)系等），能繪制三維坐標(biāo)中的曲線和曲面，可設(shè)置不同顏色、線型、視角等。如果數(shù)據(jù)齊全，通常只需一條命令即可出圖。

(4) 智能化程度高

繪圖時(shí)自動選擇坐標(biāo)，大大方便了用戶；做數(shù)值積分時(shí)自動按精度選擇步長；自動檢測和顯示程序錯誤的能力強(qiáng)，易于調(diào)試。

(5) 功能豐富，可擴(kuò)展性強(qiáng)

MATLAB軟件包括基本部分和專業(yè)擴(kuò)展兩大部分。

基本部分包括矩陣的運(yùn)算和各種變換、代數(shù)和超越方程的求解、數(shù)據(jù)處理和傅立葉變換及數(shù)值積分等等?？梢猿浞譂M足大學(xué)理工科學(xué)生的計(jì)算需要。

擴(kuò)展部分稱為工具箱。它實(shí)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?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法?，F(xiàn)在已經(jīng)有控制系統(tǒng)、信號處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識、模糊集合、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)及小波分析等工具箱，并且向公式推導(dǎo)、系統(tǒng)仿真和實(shí)時(shí)運(yùn)行等領(lǐng)域發(fā)展。

MATLAB的核心內(nèi)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(xué)的理論知識，建立一個完整、準(zhǔn)確的需求說明，清楚、準(zhǔn)確地提出仿真試驗(yàn)所要解決的問題。

對所提出的仿真系統(tǒng)給出詳細(xì)定義，明確系統(tǒng)中的模塊、系統(tǒng)構(gòu)成、模塊之間的相互關(guān)系，系統(tǒng)的輸入輸出、邊界條件以及系統(tǒng)的約束條件，并明確仿真所要達(dá)到的目標(biāo)。

根據(jù)仿真系統(tǒng)分析的結(jié)果，確定系統(tǒng)中的參數(shù)、變量及其互之間的關(guān)系，并以數(shù)學(xué)形式將這些關(guān)系描述出來，從而構(gòu)成仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)建模是系統(tǒng)仿真中最關(guān)鍵的一步，所建立的數(shù)學(xué)模型必須盡可能準(zhǔn)確地反映所關(guān)心的真實(shí)系統(tǒng)的特性，而又不能過于復(fù)雜，以免降低模型的效率，增加不必要的計(jì)算過程，即建模需要根據(jù)求解問題的要求，在模型的近似程度與復(fù)雜程度之間折中。電子與通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型通常以方框圖形式或數(shù)學(xué)方程形式來表達(dá)。

根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型所需要的數(shù)據(jù)元素，收集與模型系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)學(xué)模型建立系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真模型，收集數(shù)據(jù)，確定其中各子模塊的結(jié)構(gòu)，輸入輸出接口，輸入輸出的數(shù)據(jù)表達(dá)形式，數(shù)據(jù)的存儲方式等。然后編制相應(yīng)的程序流程，用MATLAB語言實(shí)現(xiàn)。

仿真模型驗(yàn)證的目的是確定計(jì)算機(jī)仿真模型是否準(zhǔn)確表達(dá)了數(shù)學(xué)模型。仿真模型驗(yàn)證通常的方法是將數(shù)學(xué)模型的解析結(jié)果（或理論結(jié)果）與仿真所得到的數(shù)值結(jié)果相比較來完成的；或通過已知的系統(tǒng)輸入輸出結(jié)果，對比在相同條件下的系統(tǒng)仿真結(jié)果來驗(yàn)證仿真模型的正確性。

根據(jù)仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案，讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行計(jì)算，并在執(zhí)行計(jì)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(shù)和仿真機(jī)制下的輸出，得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而預(yù)測系統(tǒng)在實(shí)際環(huán)境中的運(yùn)行情況。

對仿真模型的運(yùn)行階段所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其目的是從運(yùn)行階段所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中找出系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律，對仿真系統(tǒng)的性能做出評價(jià)，為系統(tǒng)方案的最終決策提供輔助支持。對仿真結(jié)果進(jìn)行分析，對仿真數(shù)據(jù)的可靠性、一致性、置信度等做出判定，最終將仿真結(jié)果以曲線、圖表和文字等形式形成論文。

4 超寬帶無線的調(diào)制技術(shù)

發(fā)射超寬帶（UWB）信號最常用和最傳統(tǒng)的方法是發(fā)射時(shí)域上很短的脈沖。這種傳輸技術(shù)稱為“沖激無線電”（Impulse Radio,簡寫為IR）。信息數(shù)據(jù)符號對脈沖進(jìn)行調(diào)制，其調(diào)制方式可以有多種。脈沖位置調(diào)制（PPM）和脈沖幅度調(diào)制（PAM）是最常用的兩種調(diào)制方式。除了要對脈沖進(jìn)行調(diào)制外，為了形成所產(chǎn)生的信號的頻譜，還要用偽隨機(jī)碼或偽隨機(jī)噪聲（PN）對數(shù)據(jù)符號進(jìn)行編碼。一般是，編碼后的數(shù)據(jù)符號引起脈沖在時(shí)間軸上的偏移，這就是所謂的跳時(shí)超寬帶（TH-UWB，Time-Hopping UWB）。直接序列擴(kuò)譜（DS-SS）就是編碼后的數(shù)據(jù)符號對基本脈沖的幅度進(jìn)行調(diào)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(diào)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(shù)據(jù)速率來產(chǎn)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(fā)射高速率數(shù)據(jù)而不是窄脈沖所產(chǎn)生的具有UWB射頻帶寬的系統(tǒng)，就不應(yīng)該被排除在UWB系統(tǒng)之外。諸如正交頻分復(fù)用（OFDM），在數(shù)據(jù)速率適當(dāng)?shù)那闆r下也可產(chǎn)生UWB信號。因此，OFDM也是一種超寬帶的調(diào)制方式。

本文主要討論TH-UWB、DS-UWB和OFDM調(diào)制方式。

4.1 PPM-TH-UWB 調(diào)制方式

4.1.1 跳時(shí)超寬帶信號的產(chǎn)生

在結(jié)合了二進(jìn)制PPM的TH-UWB(二進(jìn)制PPM-TH-UWB或者PPM-TH-UWB)中,UWB信號的產(chǎn)生可以系統(tǒng)地描述如下(參見圖4-1描繪的發(fā)射鏈路) [1]。

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4-1 PPM-TH-UWB信號的發(fā)射方案

給定待發(fā)射的二進(jìn)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(fù)Ns次，產(chǎn)生一個二進(jìn)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(shí)是一種被稱為重復(fù)碼的(Ns,1)分組編碼器。一般術(shù)語上稱為信道編碼。

第二個模塊是傳輸編碼器，就是應(yīng)用整數(shù)值碼序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)和二進(jìn)制序列a=(…,a0,a1,…,aj,aj+1,…),產(chǎn)生一個新序列d，序列d的一般元素表達(dá)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(shí)數(shù)值序列，而a是二進(jìn)制序列，c是整數(shù)值序列.現(xiàn)在我們遵循最常用的方法，假定c是企業(yè)界隨機(jī)碼序列，它的元素cj是整數(shù)，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(shí)的編碼周期與二進(jìn)制碼重復(fù)的次數(shù)相等。我們必須牢記：傳輸編碼扮演了碼分多址編碼和發(fā)射信號的頻譜形成雙重角色[1]。

實(shí)數(shù)值序列d輸入到第三個模塊，即PPM調(diào)制模塊，產(chǎn)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(shí)間軸上的位置為 ，因此脈沖位置在jTs基礎(chǔ)上偏移了dj，脈沖的發(fā)生時(shí)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?yàn)榇耍琧被稱為TH碼。還要注意一點(diǎn)就是由PPM調(diào)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(shí)間(chip time)。

最后一個模塊是脈沖形成濾波器，其沖激響應(yīng)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(tǒng)級聯(lián)以后的輸出信號 可表示如下：

(4-2)

比特間隔或比特持續(xù)時(shí)間，也即用于傳輸一個比特的時(shí)間Tb，可表示為：Tb=NsTs。在式(4-2)中，cjTc定義了脈沖的隨機(jī)性或者說是相對于Ts整數(shù)倍時(shí)刻的抖動。如果用隨機(jī)TH抖動 來表示由TH編碼cjTc引起的時(shí)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(yuǎn)大于 。這兩個量的整體效果是產(chǎn)生一個分布在0和 之間的時(shí)間隨機(jī)位移量，用 表示這個時(shí)間隨機(jī)位移，可得發(fā)射信號的如下表達(dá)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(fā)射兩個不同的脈沖波形 和 來分別表示。上面分析的PPM調(diào)制的例子，引入了 這個時(shí)間位移量，它的值根據(jù)它所代表的比特而有所不同，其實(shí)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(dá)式：

(4-5)

當(dāng)將 設(shè)置為- 時(shí)，式(4-5)也表示了PAM和TH-UWB的結(jié)合，即PAM-TH-UWB模型[1]。

4.1.2 PPM-TH-UWB的發(fā)射鏈路 系統(tǒng)模型如圖4-2所示

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4-2 PPM-TH-UWB 發(fā)射器的系統(tǒng)模型

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

4.1.3 PPM-TH-UWB 仿真結(jié)果及其分析

圖（4-3）顯示了參數(shù)設(shè)置如下時(shí)所產(chǎn)生的UWB信號

以dBm為單位的平均發(fā)射功率Pow， 信號的抽樣頻率fc， 由二進(jìn)制源產(chǎn)生的比特?cái)?shù)numbits， 平均脈沖重復(fù)時(shí)間Ts（單位為秒），每個比特映射的脈沖數(shù)Ns， 碼片時(shí)間Tc（秒）， 跳時(shí)碼的碼元最大值Nh和周期Np，沖激響應(yīng)持續(xù)時(shí)間Tm, 脈沖波形形成因子tau（秒）， PPM時(shí)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(yīng)時(shí)隙的中間位置，而后五個脈沖則在其對應(yīng)時(shí)隙的起始位置。

圖4-3 PPM-TH-UWB 發(fā)射機(jī)產(chǎn)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(diào)制都對幅度譜的高斯形狀產(chǎn)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(diào)制的幅度譜包絡(luò)中，這是因?yàn)橐酝瑯拥男螤詈屯瑯拥钠骄β蕚鬏數(shù)乳g隔脈沖的結(jié)果。

4.2 PAM-DS-UWB調(diào)制方式

4.2.1 直接序列超寬帶信號的產(chǎn)生

直接序列擴(kuò)譜（DS-SS）是一種著名的數(shù)字調(diào)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(chǎn)生：首先，用偽隨機(jī)碼或二進(jìn)制PN碼序列對要發(fā)射的二進(jìn)制進(jìn)行編碼；其次，對一串窄脈沖進(jìn)行幅度調(diào)制。這一過程可以看做是目前使用DS-SS系統(tǒng)的一種極端方式，此時(shí)脈沖在時(shí)域上是具有典型時(shí)間的奈奎斯特型脈沖或方波。讓脈沖寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于切普間隔，很容易得到DS-SS-UWB的解析表達(dá)式。在傳統(tǒng)的DS-SS系統(tǒng)中，RF發(fā)射信號是對載波進(jìn)行幅度調(diào)制后得到的，通常使用二進(jìn)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(xì)地，上述信號可以通過如下過程產(chǎn)生（見圖所示發(fā)射鏈路）。

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

假定待發(fā)射的二進(jìn)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(tǒng)將每個比特重復(fù)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(tǒng)引入的冗余相當(dāng)于一個參數(shù)為(Ns,1)的重復(fù)碼編碼器。

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

發(fā)射編碼器將一個由 1組成、周期為Np的二進(jìn)制碼序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)應(yīng)用到序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…)，產(chǎn)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(shù)倍。注意，序列d的元素值為 1，這一點(diǎn)與序列a相同，其速率為Rc=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。

序列d進(jìn)入第三個系統(tǒng)——PAM調(diào)制器，產(chǎn)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(diào)制器輸出的信號進(jìn)入沖洲響應(yīng)為p(t)的脈沖形成濾波器。在傳統(tǒng)的DS-SS系統(tǒng)中，沖激響應(yīng)p(t)是持續(xù)時(shí)間為Ts的矩形脈沖。而在DS-UWB系統(tǒng)中，與TH方式相似，p(t)是持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)小于Ts的脈沖。

以上系統(tǒng)級聯(lián)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(xù)時(shí)間，即傳輸一個比特所用的時(shí)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(shí)移而且脈沖以規(guī)則的時(shí)間間隔出現(xiàn)，計(jì)算式(4-6)所示信號的PSD要比計(jì)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(diào)制器代替PAM調(diào)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(jī)特性，編碼會起到白化頻譜的作用。

4.2.2 PAM-DS-UWB 發(fā)射鏈路 其系統(tǒng)模型如圖4-6所示.

SHAPE \* MERGEFORMAT

圖4-6 PAM-DS-UWB 發(fā)射機(jī)系統(tǒng)模型

圖4-6中的前兩個模塊分別表示二進(jìn)制源和重復(fù)碼編碼器。第三個模塊是在重復(fù)碼編碼器的輸出端實(shí)現(xiàn)DS編碼和二進(jìn)制PAM調(diào)制。我們考慮偽隨機(jī)DS碼，分配給一般用戶的是長度為NP的二進(jìn)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(jié)果及其分析

圖4- 7 由PAM-DS-UWB發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的信號

圖（4-7）顯示了參數(shù)設(shè)置如下時(shí)所產(chǎn)生的UWB信號

以dBm為單位的平均發(fā)射功率Pow， 信號的抽樣頻率fc， 由二進(jìn)制源產(chǎn)生的比特?cái)?shù)numbits， 平均脈沖重復(fù)時(shí)間Ts（單位為秒），每個比特映射的脈沖數(shù)Ns， 碼片時(shí)間Tc（秒）， 跳時(shí)碼的碼元最大值Nh和周期Np，沖激響應(yīng)持續(xù)時(shí)間Tm, 脈沖波形形成因子tau（秒）， PPM時(shí)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(luò)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(fā)射脈沖數(shù)）值越大，圖形分布越寬，即幅度峰值越小。

4.3 OFDM調(diào)制技術(shù)

4．3．1 概述

多頻帶（MB）方式與本章前兩節(jié)分析研究的IR原理不同。根據(jù)2002年，F(xiàn)CC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(guī)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(tǒng)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(tǒng)來說相當(dāng)于熱噪聲，并不被窄帶通信系統(tǒng)的接收機(jī)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(nèi)可以使用不同的數(shù)據(jù)調(diào)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(shí)現(xiàn)。應(yīng)用最廣泛的是眾所周知的正交頻分復(fù)用（OFDM）。

4．3．2 多頻段OFDM-UWB信號產(chǎn)生

一個已調(diào)的OFDM信號由調(diào)制在不同載波頻率 上的同個并行發(fā)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(diào)制器輸入的二進(jìn)制序列每K比特編為一組，以產(chǎn)生具有N個符號的數(shù)據(jù)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(diào)制一個不同的載波。為了并行傳輸數(shù)據(jù)塊的N個符號，不同的調(diào)制載波信號在頻率上必須正交[8]。

所有調(diào)制器使用相同的矩形波，其持續(xù)時(shí)間為T：

（4-8）

如果符號 在星座圖中的點(diǎn)用 表示，OFDM信號中有N個符號的數(shù)據(jù)塊的表達(dá)式如下[1]：

（4-9）

而相應(yīng)的復(fù)包絡(luò)是

（4-10）

其中 ，S（t）是周期為T0的周期函數(shù)。

式（4-9）中OFDM信號的數(shù)字變換相當(dāng)于傳輸式（4-10）中復(fù)數(shù)包絡(luò)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(diào)制信號，考慮的是OFDM各個載波使用QPSK調(diào)制的情況。仿真整個發(fā)射鏈路，產(chǎn)生式（4-9）的信號。

4．3．3 OFDM仿真結(jié)果及其分析 要發(fā)射的總比特?cái)?shù)numbits； 調(diào)制信號的中心頻率fp； 抽樣頻率fc； 每個符號在其相應(yīng)載波上的傳輸時(shí)間T0； 循環(huán)前綴的持續(xù)時(shí)間TP；保護(hù)間隔時(shí)間TG， 矩形脈沖響應(yīng)的幅度為A， OFDM系統(tǒng)的子載波數(shù)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(shí)間里為了傳輸更多的符號，是以增加帶寬為代價(jià)的，也就是增加子載波的數(shù)量。

4.4 總結(jié)

通過一系列的仿真,我們可以得出以下結(jié)論:PAM、PPM兩種調(diào)制方法主要是為了進(jìn)行信息數(shù)據(jù)符號對脈沖的調(diào)制，而信號中的偽隨機(jī)TH碼和DS碼主要是為了產(chǎn)生信號的頻譜，使信號的功率譜密度在采用偽隨機(jī)碼調(diào)制后變得更加平滑，不能干擾到其它已經(jīng)存在的窄帶系統(tǒng)[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(xiàn)存的窄帶系統(tǒng)和開放頻段的通信系統(tǒng)具有很好的共存性，同傳統(tǒng)的超寬帶系統(tǒng)相比有很大的優(yōu)勢[11]。

5 性能分析及應(yīng)用前景

5.1 脈位調(diào)制(PPM)和脈幅調(diào)制(PAM)

脈位調(diào)制(PPM)是一種利用脈沖位置承載數(shù)據(jù)信息的調(diào)制方式。按照采用的離散數(shù)據(jù)符號的狀態(tài)數(shù)可以分為二進(jìn)制PPM(2PPM)和多進(jìn)制(MPPM)。在這種調(diào)制方式中，一個脈沖重復(fù)周期內(nèi)脈沖可能出現(xiàn)的位置有2個或M個，脈沖位置與符號狀態(tài)一一對應(yīng)。根據(jù)相鄰脈位之間距離與脈沖寬度之間關(guān)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(tǒng)傳輸可靠性，通常選擇相鄰脈位互為脈沖自相關(guān)函數(shù)的負(fù)峰值點(diǎn)，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(jī)利用相關(guān)器在相應(yīng)位置進(jìn)行相干檢測。鑒于UWB系統(tǒng)的復(fù)雜度和功率限制，實(shí)際應(yīng)用中，常用的調(diào)制方式為2PPM或2OPPM[3]。

PPM的優(yōu)點(diǎn)在于：它僅需要根據(jù)數(shù)據(jù)符號控制脈沖位置，不需要進(jìn)行脈沖幅度和極性的控制，便于以較低的復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)調(diào)制與解調(diào)。因此，PPM是UWB系統(tǒng)廣泛采用的調(diào)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(diǎn)。如果不對這些譜線進(jìn)行抑制，將很難滿足FCC對輻射譜的要求[10]。

脈幅調(diào)制（PAM）是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)最為常用的調(diào)制方式之一。在UWB系統(tǒng)中，考慮到實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和功率有效性，不宜采用多進(jìn)制PAM（MPAM）。UWB系統(tǒng)常用的PAM有兩種方式：開關(guān)鍵控（OOK）和二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）。前者可以采用非相干檢測降低接收機(jī)復(fù)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(dāng)發(fā)射能量相同時(shí)，使用二進(jìn)制PAM調(diào)制的信號可以比使用二進(jìn)制PPM調(diào)制的信號獲得更好的性能。

5.2 OFDM調(diào)制

OFDM有很多優(yōu)點(diǎn)：能夠提供較大的系統(tǒng)容量，具有較強(qiáng)的抗多徑干擾、抗頻率選擇性衰落和頻率擴(kuò)散能力，適應(yīng)多徑和移動信道傳播條件，能夠適應(yīng)不同設(shè)計(jì)需求，靈活分配數(shù)據(jù)容量和功率，可提供靈活的高速和變速綜合數(shù)據(jù)傳輸可以實(shí)現(xiàn)較高的安全傳輸性能，允許數(shù)據(jù)在復(fù)數(shù)的高速的射頻上被編碼。由于OFDM技術(shù)的良好性能使得它在無線通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用[12]。

OFDM技術(shù)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(diào)制技術(shù)，提高頻率利用率。OFDM可與PPM、PAM等結(jié)合使用，將會有性能更好的調(diào)制技術(shù)出現(xiàn)。

5.3 UWB的應(yīng)用前景

超寬帶技術(shù)在通信、雷達(dá)和無線定位等領(lǐng)域都將有廣闊的應(yīng)用前景。近年來，人們對超寬帶技術(shù)深入的研究使超寬帶技術(shù)在系統(tǒng)理論、功率放大器、脈沖的產(chǎn)生與接收、同步、集成電路等方面取得了重大進(jìn)步，尤其是在超寬帶無線產(chǎn)生領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，使超寬帶通信成為無線網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分成為可能。

相對于傳統(tǒng)的窄帶無線通信系統(tǒng)，超寬帶無線產(chǎn)生系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點(diǎn)和潛力，使超寬帶無線產(chǎn)生成為中短距無線網(wǎng)絡(luò)的理想接入技術(shù)。根據(jù)產(chǎn)生速率不同，擠兌超寬帶無線傳輸系統(tǒng)也具有不同的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。

利用超寬帶技術(shù)可以提供高數(shù)據(jù)率傳輸?shù)哪芰εc定位功能，可以設(shè)計(jì)依賴定位信息優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源管理的WPAN或WLAN，并應(yīng)用于多媒體傳輸、計(jì)算機(jī)通信和家庭娛樂等領(lǐng)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(shè)計(jì)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(tǒng)。該系統(tǒng)包括傳輸距離遠(yuǎn)（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(diǎn)。因而可以廣泛用于傳感器網(wǎng)絡(luò)、消防、公共安全、庫存盤點(diǎn)、人員監(jiān)護(hù)與救生等重要領(lǐng)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(yōu)點(diǎn)，該系統(tǒng)還可以應(yīng)用與偵察、情報(bào)收集、傷員救護(hù)、武器制導(dǎo)等軍事領(lǐng)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(nèi)，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(shí)由于使用窄脈沖為信號載體并采用跳時(shí)擴(kuò)頻，接收端必須已知發(fā)射端擴(kuò)頻碼的條件下才能解調(diào)出發(fā)射數(shù)據(jù)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(yīng)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(jié)論

超寬帶無線通信技術(shù)是目前發(fā)展的熱門技術(shù)。它以其自身的優(yōu)點(diǎn)，被研究人員廣泛關(guān)注。超寬帶無線電技術(shù)大體包括基帶脈沖傳輸方式和帶通載波調(diào)制傳輸?shù)姆绞絻纱箢?。脈沖傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是把信息調(diào)制在離散脈沖信號上發(fā)射，而帶通載波調(diào)制傳輸?shù)奶攸c(diǎn)則是把信息調(diào)制在正弦載波上發(fā)射。本論文是以采用基帶脈沖傳輸技術(shù)的經(jīng)典超寬帶無線電通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行研究的。

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

常采用不同的調(diào)制方案，對系統(tǒng)傳輸速率、搞多徑干擾能力有很大影響。對它們進(jìn)行分析比較，對系統(tǒng)調(diào)制信號的設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。通常，在一個通信系統(tǒng)中，應(yīng)用何種調(diào)制方式不僅要看調(diào)制方式本身性能，還要根據(jù)系統(tǒng)總的設(shè)計(jì)加以考慮。

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篇2

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)誠信承諾保證書

本人鄭重承諾：《》畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的內(nèi)容真實(shí)、可靠，是本人在 指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所完成。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)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(dān)全部責(zé)任。

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(注：此頁附于本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(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(guī)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(chǎn)生、調(diào)制解調(diào)、信號隱蔽性、系統(tǒng)處理增益等方面，具有獨(dú)特的優(yōu)勢，尤其是能夠在密集的多徑環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高速傳輸。由于脈沖持續(xù)時(shí)間很短，多徑分量在時(shí)域上不易重疊，多徑分辨能力高，通過先進(jìn)的多徑分離技術(shù)或瑞克接收機(jī)，可以充分利用多徑分量。

目前，典型的超寬帶無線通信調(diào)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(diào)制技術(shù)，主要討論TH-PPM、TH-PAM的基本原理，并且對比調(diào)制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，性能的好壞，并進(jìn)行動態(tài)的仿真，從仿真圖中較清楚的研究調(diào)制方式，從而得出正確的結(jié)論，細(xì)致的研究超寬帶無線通信中的調(diào)制技術(shù)。

關(guān)鍵字：超寬帶 調(diào)制方式 PPM調(diào)制 PAM調(diào)制 OFDM調(diào)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(shù)領(lǐng)域極大的重視。超寬帶通信技術(shù)以其傳輸速率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)成為短距離無線通信極具競爭力和發(fā)展前景的技術(shù)之一。FCC(美國通信委員會) 對超寬帶系統(tǒng)的最新定義是:相對帶寬(在- 10dB 點(diǎn)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(xiàn)有的無線電系統(tǒng)比較，在花費(fèi)更小的制造成本的條件下，能夠做到更高的數(shù)據(jù)傳輸速率(100～500MbPs) 、更強(qiáng)的抗干擾能力(處理增益50dB 以上) ，同時(shí)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(nèi)) 。

2.2 UWB基本原理

發(fā)射超寬帶(UWB) 信號最常用和最傳統(tǒng)的方法是發(fā)射一種時(shí)域上很短(占空比低達(dá)0. 5 %) 的沖激脈沖。這種傳輸技術(shù)稱為“沖擊無線電( IR) ”.UWB - IR 又被稱為基帶無載波無線電，因?yàn)樗幌駛鹘y(tǒng)通信系統(tǒng)中使用正弦波把信號調(diào)制到更高的載頻上，而是用基帶信號直接驅(qū)動天線輸出的[6];由信息數(shù)據(jù)對脈沖進(jìn)行調(diào)制，同時(shí)，為了形成所產(chǎn)生信號的頻譜而用偽隨即序列對數(shù)據(jù)符號進(jìn)行編碼。因此沖擊脈沖和調(diào)制技術(shù)就是超寬帶的兩大關(guān)鍵所在。

2.2.1 脈沖信號

從本質(zhì)上講，產(chǎn)生脈沖寬度為納秒級的信號源是UWB 技術(shù)的前提條件。目前產(chǎn)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(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通瞬間的陡峭上升沿獲得脈沖信號。由于作為激發(fā)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(dá)到皮秒(10 - 12 ) 量級。另外，由于光導(dǎo)開關(guān)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(fā)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(dǎo)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(shè)計(jì)中，采用多個晶體管串行級聯(lián)，使用并行同步觸發(fā)的方式，加快了雪崩過程，從而達(dá)到進(jìn)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(shí)域和頻域數(shù)學(xué)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(fù)周期為25～1000ns ，具有很寬的頻譜，如圖2-1 所示。實(shí)際通信中使用的是一長串的脈沖，由于時(shí)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(xiàn)了強(qiáng)烈的能量尖峰。這些尖峰將會對信號構(gòu)成干擾，通過數(shù)據(jù)信息和偽隨機(jī)碼來進(jìn)行編碼P調(diào)制，改變脈沖與脈沖間的時(shí)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(shí)間域和頻率域的表示

2.2.2 UWB的調(diào)制技術(shù)

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

(2-3)

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

a PAM- UWB

PAM是一種通過改變那些基于需傳輸數(shù)據(jù)的傳輸脈沖幅度的調(diào)制技術(shù)。在PAM調(diào)制系統(tǒng)中，一系列的脈沖幅度被用來代表需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。任何形狀的脈沖都是通過其幅度調(diào)制使傳輸數(shù)據(jù)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(fù)頻率，都可以增加一個固定平均功率譜密度的UWB 系統(tǒng)所能達(dá)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(diào)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(fù)周期。根據(jù)dj 的不同取值， 可將PAM調(diào)制方式分為以下三種:

（1） OOK(發(fā)送數(shù)據(jù)為1 ，UWB 信號的幅度為1 ;發(fā)送數(shù)據(jù)為0 ，UWB 信號的幅度為0) ;

（2）PPAM(發(fā)送數(shù)據(jù)為1 ，UWB 信號的幅度為β1 ;發(fā)送數(shù)據(jù)為0 ，UWB 信號的幅度為β2) ;

（3）BPSK(發(fā)送數(shù)據(jù)為1 ，UWB 信號的幅度為1 ;發(fā)送數(shù)據(jù)為0 ，UWB 信號的幅度為- 1) 。

對于這三種方式，在超寬帶的PAM調(diào)制方式中多采用BPSK方式。

b PPM- UWB

脈沖位置調(diào)制(PPM) 又稱時(shí)間調(diào)制(TM) ，是用每個脈沖出現(xiàn)的位置落后或超前某一標(biāo)準(zhǔn)或特定時(shí)刻來表示某個特定信息的[3]。二進(jìn)制PPM 是超寬帶無線通信系統(tǒng)經(jīng)常使用的一種調(diào)制方法，相對其它調(diào)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(guān)接收機(jī)來接收檢測信號，而這種接收機(jī)有著非常好的性能。采用脈沖位置調(diào)制( PPM) 的超寬帶信號波形如下:

(2-5)

其中， dj 取0 或1 ，δ為調(diào)制因子， 與脈沖寬度Tm (1/Tf ) 是一個數(shù)量級。當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)為1 時(shí)脈沖就會相應(yīng)滯后一個時(shí)延δ。

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

除了這些對脈沖的調(diào)制方法外，用偽隨機(jī)碼或偽隨機(jī)噪聲(PN) 對數(shù)據(jù)符號進(jìn)行編碼以得到所產(chǎn)生信號的頻譜時(shí)，根據(jù)編碼的不同即擴(kuò)頻和多址技術(shù)不同，超寬帶系統(tǒng)又被分為跳時(shí)的超寬帶系統(tǒng)(TH - UWB) 、直擴(kuò)的超寬帶系統(tǒng)(DS - UWB) 、跳頻的超寬帶系統(tǒng)(FH - UWB) 和基帶多載波超寬帶系統(tǒng)(MC - UWB) 等[9]。

圖2-2 　不同調(diào)制方式的信號波形[4]

2.3 UWB 技術(shù)特點(diǎn)

由于UWB 與傳統(tǒng)通信系統(tǒng)相比，工作原理迥異，因此UWB 具有如下傳統(tǒng)通信系統(tǒng)無法比擬的技術(shù)特點(diǎn)[4]:

(1)系統(tǒng)容量大。香農(nóng)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號功率上升所帶來的效應(yīng)，這一點(diǎn)也正是提出超寬帶技術(shù)的理論機(jī)理。超寬帶無線電系統(tǒng)用戶數(shù)量大大高于3G系統(tǒng)。

(2)高速的數(shù)據(jù)傳輸。UWB 系統(tǒng)使用上GHz 的超寬頻帶，根據(jù)香農(nóng)信道容量公式，即使把發(fā)送信號功率密度控制得很低，也可以實(shí)現(xiàn)高的信息速率。一般情況下，其最大數(shù)據(jù)傳輸速度可以達(dá)到幾百M(fèi)bps～1Gbps。

(3)多徑分辨能力強(qiáng)。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(shí)間上不易重疊，很容易分離出多徑分量，所以能充分利用發(fā)射信號的能量。實(shí)驗(yàn)表明，對常規(guī)無線電信號多徑衰落深達(dá)10～30dB 的多徑環(huán)境，UWB 信號的衰落最多不到5dB。

(4)隱蔽性好。因?yàn)閁WB 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(shè)備對于其他設(shè)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(nèi)和地下進(jìn)行精確定位，而GPS 定位系統(tǒng)只能工作在GPS 定位衛(wèi)星的可視范圍之內(nèi)。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(dá)厘米級。

(6)抗干擾能力強(qiáng)。UWB 擴(kuò)頻處理增益主要取決于脈沖的占空比和發(fā)送每個比特所用的脈沖數(shù)。UWB 的占空比一般為0. 01～0. 001 ，具有比其它擴(kuò)頻系統(tǒng)高得多的處理增益，抗干擾能力強(qiáng)。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(tǒng)接收機(jī)沒有本振、功放、鎖相環(huán)( PLL) 、壓控振蕩器(VCO) 、混頻器等， 因而結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)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(fā)送數(shù)據(jù)，脈沖持續(xù)時(shí)間很短，一般在0. 20ns～1. 5ns之間，有很低的占空因數(shù)，所以它只需要很低的電源功率。一般UWB 系統(tǒng)只需要50～70mW 的電源，是藍(lán)牙技術(shù)的十分之一[10]。盡管如此，UWB 在技術(shù)上面臨一定的挑戰(zhàn)， 還有諸多技術(shù)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(diǎn)，建立信道模型，解決多徑傳播;需要進(jìn)一步研究高速脈沖信號的生成、處理等技術(shù);研究新的調(diào)制技術(shù)，進(jìn)一步降低收發(fā)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度等。

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2.4 UWB發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成框圖

2.4.1 UWB發(fā)射機(jī)組成框圖

UWB發(fā)射機(jī)直接發(fā)送納秒級脈沖來傳輸數(shù)據(jù)而不需使用載波電路。所以，UWB發(fā)射機(jī)比現(xiàn)有的無線發(fā)射設(shè)備要簡單得多。TH-UWB發(fā)射機(jī)組成框圖如圖2-3所示[5]。

圖2-3 UWB發(fā)射機(jī)組成框圖

調(diào)制后的數(shù)據(jù)與偽碼產(chǎn)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(chǎn)生的時(shí)延控制脈沖信號發(fā)生器的發(fā)送時(shí)刻，脈沖信號發(fā)生器輸出的UWB信號由天線輻射出去。脈沖信號產(chǎn)生電路的一個關(guān)鍵部分是天線，它的作用相當(dāng)于一個濾波器。

2.4.2 UWB接收機(jī)組成框圖

TH-UWB接收機(jī)采用相關(guān)接收方式，接收機(jī)框圖如圖4所示。圖4中虛線內(nèi)的部分是相關(guān)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(jī)與發(fā)射機(jī)類似，兩者的區(qū)別在于接收機(jī)的基帶信號處理器從取樣/保持電路中解調(diào)數(shù)據(jù)，基帶信號處理器的輸出控制可編程時(shí)延電路，為可編程時(shí)延電路提供定時(shí)跟蹤信號，保證相關(guān)器正確解調(diào)出數(shù)據(jù)。

圖2-4 UWB接收機(jī)組成框圖

2.5 UWB 技術(shù)的應(yīng)用前景

UWB 系統(tǒng)在很低的功率譜密度的情況下，UWB具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢，最大可以提供高達(dá)1000Mbps 以上的傳輸速率，使UWB 同其它短距離無線通信系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢非常明顯，如表1 所示。現(xiàn)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(nèi)打破了這一限制，UWB 的應(yīng)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(jié)束語

無線通信已經(jīng)迅速滲入我們的生活當(dāng)中，對容量不斷增長的要求需要一種不對現(xiàn)有的通信系統(tǒng)造成影響的新的無線通信方案，超寬帶脈沖無線電系統(tǒng)正好滿足了這一要求。UWB 技術(shù)對于無線短距離的高速數(shù)據(jù)通信是非常有競爭力的，隨著研究的深入，憑借多方面的優(yōu)勢，它將在很多領(lǐng)域占有一席之地。特別是短距離傳輸?shù)暮?G領(lǐng)域，UWB 將有廣闊的發(fā)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(wǎng)網(wǎng)關(guān)

無線電視、DVD ， 高速因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

3 MATLAB 軟件工具介紹

3.1 MATLAB語言的概述

MATLAB是一種科學(xué)計(jì)算軟件，適用于工程應(yīng)用各領(lǐng)域的分析設(shè)計(jì)與復(fù)雜計(jì)算，它使用方便，輸入簡捷，運(yùn)算高效且內(nèi)容豐富，很容易由用戶自行擴(kuò)展。因此，它已成為大學(xué)教學(xué)和科學(xué)研究中最常用且必不可少的工具。

MATLAB是“矩陣實(shí)驗(yàn)室”（MATrix LABoratoy）的縮寫，它是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式程序語言，著重針對科學(xué)計(jì)算、工程計(jì)算和繪圖的需求。與其他計(jì)算機(jī)語言相比，其特點(diǎn)是簡潔和智能化，適應(yīng)科技專業(yè)人員的思維方式和書寫習(xí)慣，使得編程和調(diào)試效率大大提高。它用解釋方式工作，鍵入程序立即得出結(jié)果，人機(jī)交互性能好，為科技人員所樂于接受。特別是它可適應(yīng)多種平臺，并且隨計(jì)算機(jī)硬、軟件的更新而用時(shí)升級。因而，MATLAB語言是數(shù)值計(jì)算用得最頻繁的電子信息類學(xué)科工具。它大大提高了課程教學(xué)、解題作業(yè)、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(xué)講授線性代數(shù)課程時(shí)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用其他高級語言編程極為不便，便構(gòu)思并開發(fā)了MATLAB（MATrix LABoratory，矩陣實(shí)驗(yàn)室），它是集命令翻譯、科學(xué)計(jì)算于一身的一套交互式軟件系統(tǒng)，經(jīng)過在該大學(xué)進(jìn)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(shù)軟件包LINPACK和特征計(jì)算軟件包EISPACK中的子程序?yàn)榛A(chǔ)發(fā)展而成的一種開放型程序設(shè)計(jì)語言，其基本的數(shù)據(jù)單元是一個維數(shù)不加限制的矩陣，這就允許用戶可以根據(jù)數(shù)值計(jì)算問題的復(fù)雜程序，對問題進(jìn)行分段甚至逐句編程處理，顯然這與C、FORTRAN等傳統(tǒng)高級語言完全不同。在MATLAB下，矩陣的運(yùn)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(yīng)用范圍越來越廣泛，Moler博士等一批數(shù)學(xué)家與軟件專家組建了名為MathWorks的軟件開發(fā)公司，專門擴(kuò)展并改進(jìn)MATLAB。

為了準(zhǔn)確地把一個控制系統(tǒng)的復(fù)雜模型輸入給計(jì)算機(jī)，然后對之進(jìn)行進(jìn)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(tǒng)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(biāo)在模型窗口上畫出所需的控制系統(tǒng)模型，然后利用該軟件提供的功能來對系統(tǒng)直接進(jìn)行仿真。很明顯，這種做法使得一個很復(fù)雜系統(tǒng)的輸入變得相當(dāng)容易。SIMULINK的出現(xiàn)，更使得MATLAB的控制系統(tǒng)的仿真與其在CAD中的應(yīng)用打開了嶄新的局面。

3.3 MATLAB語言的特點(diǎn)

MATLAB語言有以下特點(diǎn)。

(1) 起點(diǎn)高

每個變量代表一個矩陣，以矩陣運(yùn)算見長。當(dāng)前的科學(xué)計(jì)算中，幾乎無處不用矩陣運(yùn)算，這使它的優(yōu)勢得到了充分的體現(xiàn)。

(2) 人機(jī)界面適合科技人員

MATLAB的語言規(guī)則與筆算式相似。MATLAB的程序與科技人員的書寫習(xí)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(shù)無需定義。MATLAB不必有階數(shù)定義，輸入數(shù)據(jù)的行列數(shù)就決定了它的階數(shù)。鍵入算式立即得到結(jié)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(zhí)行，若有錯誤也立即做出反應(yīng)，便于編程者立即改正。這些都大大減輕了編程和調(diào)試的工作量。

(3) 強(qiáng)大而簡易的做圖功能

能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動確定坐標(biāo)繪圖，能規(guī)定多種坐標(biāo)系，（極坐標(biāo)系、對數(shù)坐標(biāo)系等），能繪制三維坐標(biāo)中的曲線和曲面，可設(shè)置不同顏色、線型、視角等。如果數(shù)據(jù)齊全，通常只需一條命令即可出圖。

(4) 智能化程度高

繪圖時(shí)自動選擇坐標(biāo)，大大方便了用戶；做數(shù)值積分時(shí)自動按精度選擇步長；自動檢測和顯示程序錯誤的能力強(qiáng)，易于調(diào)試。

(5) 功能豐富，可擴(kuò)展性強(qiáng)

MATLAB軟件包括基本部分和專業(yè)擴(kuò)展兩大部分。

基本部分包括矩陣的運(yùn)算和各種變換、代數(shù)和超越方程的求解、數(shù)據(jù)處理和傅立葉變換及數(shù)值積分等等?？梢猿浞譂M足大學(xué)理工科學(xué)生的計(jì)算需要。

擴(kuò)展部分稱為工具箱。它實(shí)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?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法。現(xiàn)在已經(jīng)有控制系統(tǒng)、信號處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識、模糊集合、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)及小波分析等工具箱，并且向公式推導(dǎo)、系統(tǒng)仿真和實(shí)時(shí)運(yùn)行等領(lǐng)域發(fā)展。

MATLAB的核心內(nèi)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(xué)的理論知識，建立一個完整、準(zhǔn)確的需求說明，清楚、準(zhǔn)確地提出仿真試驗(yàn)所要解決的問題。

對所提出的仿真系統(tǒng)給出詳細(xì)定義，明確系統(tǒng)中的模塊、系統(tǒng)構(gòu)成、模塊之間的相互關(guān)系，系統(tǒng)的輸入輸出、邊界條件以及系統(tǒng)的約束條件，并明確仿真所要達(dá)到的目標(biāo)。

根據(jù)仿真系統(tǒng)分析的結(jié)果，確定系統(tǒng)中的參數(shù)、變量及其互之間的關(guān)系，并以數(shù)學(xué)形式將這些關(guān)系描述出來，從而構(gòu)成仿真系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)建模是系統(tǒng)仿真中最關(guān)鍵的一步，所建立的數(shù)學(xué)模型必須盡可能準(zhǔn)確地反映所關(guān)心的真實(shí)系統(tǒng)的特性，而又不能過于復(fù)雜，以免降低模型的效率，增加不必要的計(jì)算過程，即建模需要根據(jù)求解問題的要求，在模型的近似程度與復(fù)雜程度之間折中。電子與通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型通常以方框圖形式或數(shù)學(xué)方程形式來表達(dá)。

根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型所需要的數(shù)據(jù)元素，收集與模型系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)學(xué)模型建立系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真模型，收集數(shù)據(jù)，確定其中各子模塊的結(jié)構(gòu)，輸入輸出接口，輸入輸出的數(shù)據(jù)表達(dá)形式，數(shù)據(jù)的存儲方式等。然后編制相應(yīng)的程序流程，用MATLAB語言實(shí)現(xiàn)。

篇4

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

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）模式最初由前蘇聯(lián)引進(jìn)。從1952年起，中國開始學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)模式的高等教育改革，其中前蘇聯(lián)關(guān)于高等教育的環(huán)節(jié)：講授、課堂討論、習(xí)題、答疑、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)（論文）、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等是重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容之一。[1]

目前，國內(nèi)高校從高職高專、獨(dú)立學(xué)院（民辦學(xué)院）到普通本科學(xué)校在大學(xué)生最后階段基本都開展畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課程。2004年，國家教育部辦公廳《關(guān)于加強(qiáng)普通高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作的通知》（以下簡稱“通知”），該通知中指出了高等學(xué)校開展畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的重要意義及加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的教學(xué)管理、指導(dǎo)教師管理及學(xué)風(fēng)建設(shè)等意見。[2]但是早在2001年就有復(fù)旦大學(xué)的一項(xiàng)關(guān)于“本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是否應(yīng)該取消”的調(diào)查，結(jié)果有相當(dāng)一部分學(xué)生認(rèn)為應(yīng)該取消。而關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）存廢之爭的激烈論辯，主要集中出現(xiàn)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(wǎng)上辯論雙方針對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的意義和缺點(diǎn)展開了激烈的討論，但是關(guān)于其存或棄仍然是眾說紛紜。[4]雖然本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果質(zhì)量堪憂，但筆者認(rèn)為，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的存在仍然具有重要意義。目前，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）存在相當(dāng)多的問題和不足，這是導(dǎo)致其質(zhì)量下滑的重要原因。

一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的重要意義以及存在的缺點(diǎn)和不足

早在1983年，王廣生等就認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不同于課堂教學(xué)，其所學(xué)的內(nèi)容是書本上找不到的，是需要通過發(fā)揮主觀能動性、運(yùn)用創(chuàng)造性思維去探索和發(fā)現(xiàn)的。[5]劉繼紅認(rèn)為，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是一項(xiàng)包括學(xué)習(xí)、探索、創(chuàng)新相結(jié)合的綜合教學(xué)環(huán)節(jié)，是大學(xué)期間檢驗(yàn)學(xué)生知識技能的手段，并且能為學(xué)生將來工作做準(zhǔn)備[6]；劉秀紅認(rèn)為，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是加強(qiáng)素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)，其培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用各方面知識分析問題、解決問題及自學(xué)的能力[7]；肖翔認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是理論與實(shí)踐結(jié)合的一次重要機(jī)會，有助于提高學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新思維能力，讓學(xué)生掌握實(shí)踐和創(chuàng)新技能。[8]

筆者認(rèn)為，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本身就是一個小的系統(tǒng)，其包含系統(tǒng)內(nèi)部及外部環(huán)境：系統(tǒng)內(nèi)部是利益相關(guān)者（高校、教師、學(xué)生）之間的組合及連接，外部環(huán)境是系統(tǒng)所處的政治、經(jīng)濟(jì)、社會環(huán)境等。關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的意義及不足可以從系統(tǒng)的角度出發(fā)來進(jìn)行探討。本文分別從外部環(huán)境角度、高校角度、教師角度、學(xué)生角度等四個視角分析畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的重要意義及不足之處，并將其總結(jié)如表1所示。

鑒于畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）存在的問題，王宇提出“在從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向社會主義市場經(jīng)濟(jì)過渡的過程中，畢業(yè)設(shè)計(jì)這個在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下模仿前蘇聯(lián)的辦學(xué)方式是否會有所變化，有待于進(jìn)一步實(shí)踐探索”。[14]美國作為眾所周知的全球高等教育最發(fā)達(dá)的國家，在長期教育實(shí)踐發(fā)展過程中，也經(jīng)歷了一系列的困境和反思，其與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）類似的頂峰體驗(yàn)課程的開設(shè)和歷次改革對我國的畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)模式的創(chuàng)新提供了思路和啟示。

二、 借鑒美國頂峰體驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）新模式

“capstone”（頂峰體驗(yàn)）一詞最初是指建筑物上的“拱頂石”或者“壓頂石”。當(dāng)建筑物上放置“capstone”時(shí)，預(yù)示著工程的完結(jié)。因此，“capstone”引申為事業(yè)、工作等達(dá)到圓滿時(shí)的頂點(diǎn)。在教育行業(yè)中，頂峰體驗(yàn)課程被認(rèn)為是通往一段學(xué)業(yè)、研究行將結(jié)束時(shí)所提供的課程[15]，它主要是針對大學(xué)準(zhǔn)畢業(yè)生在大學(xué)階段能夠?qū)⑺@得的知識進(jìn)行應(yīng)用的課程或者經(jīng)歷[16]，其含義與“大四研討會”無二。頂峰體驗(yàn)的形式不是固定不變的，它可以是一段實(shí)習(xí)經(jīng)歷、制作關(guān)于專業(yè)發(fā)展的報(bào)告、在校外發(fā)表的會議論文，等等。重要的是，我們要認(rèn)識到頂峰體驗(yàn)課程的內(nèi)容不是通用的，頂峰體驗(yàn)課程應(yīng)該可以為學(xué)生提供系統(tǒng)化學(xué)科知識技能的實(shí)踐活動，以使得他們在將來能夠把知識應(yīng)用于真實(shí)的環(huán)境。

自從我國開展廣泛的教學(xué)改革以來，許多高校都進(jìn)行了深入的研究和實(shí)踐，而且有些在實(shí)踐過程中也取得了較好的效果。教學(xué)改革源于在教學(xué)過程中的總結(jié)和反思。頂峰體驗(yàn)課程在美國作為一種教學(xué)體系的設(shè)置，在我國也得到了廣泛的借鑒研究。頂峰體驗(yàn)課程在我國很多高校的文科類、工程類專業(yè)中有不少的研究借鑒，它還應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)、教學(xué)體系設(shè)置及畢業(yè)設(shè)計(jì)改革等方面。

由當(dāng)前畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的缺點(diǎn)和不足可以看出，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總體上存在忽視學(xué)生主體地位、課程目標(biāo)和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一致以及忽視畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）后的跟蹤反饋情況等問題。國內(nèi)學(xué)者在針對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的過程管理方面也有不少的研究。桑玉軍將全面質(zhì)量管理理念融入畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程管理，提出構(gòu)建畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）全面質(zhì)量管理體系，并且在實(shí)踐中取得了一定的成效。[17]施小平從全面質(zhì)量管理理念出發(fā)，結(jié)合具體實(shí)踐，探討畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）全面質(zhì)量管理的策略。[18]本文在借鑒頂峰體驗(yàn)課程管理的基礎(chǔ)上，構(gòu)建如圖1所示的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）全過程管理模式。

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）全過程管理模式就是在課程目標(biāo)的指引下，高校投入必要的資源（教師、財(cái)物、時(shí)間等），對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的整個過程進(jìn)行全方位的監(jiān)控和管理。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始之前召開動員會，確定整個畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）流程，對指導(dǎo)教師進(jìn)行培訓(xùn)和指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生主觀能動性、個人興趣愛好、將來職業(yè)發(fā)展方向等優(yōu)化選題方案，對學(xué)生進(jìn)行必要的計(jì)算機(jī)技能及寫作方法論等方面的指導(dǎo)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行過程中，學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主管部門應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督管理，通過中期檢查等手段獲知畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展、師生信息溝通等方面的信息，有效調(diào)控畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的時(shí)間、資源等方面的投入。在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）最后的檢驗(yàn)和評價(jià)階段，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主管部門應(yīng)通過與目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)的對比，科學(xué)合理的評分，及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，將整個流程中出現(xiàn)的問題和經(jīng)驗(yàn)反饋到下個年度的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)踐過程中。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 佟君.關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)與頂峰體驗(yàn)課程的比較研究[D].上海交通大學(xué)，2009.

[2] 教育部辦公廳.教育部辦公廳關(guān)于加強(qiáng)普通高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作的通知[R].2004.

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[5] 王廣生，張立群，王如泉. 應(yīng)當(dāng)重視畢業(yè)設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)[J].高等教育研究，1983（4）：15-18.

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[13] 張寶春.重視與加強(qiáng)對高職畢業(yè)論文的指導(dǎo)工作[J].中國高教研究，2002（5）：65.

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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(xué)院教務(wù)處，教授；王業(yè)社（1974-），男，湖南武岡人，邵陽學(xué)院教務(wù)處，副教授。（湖南 

邵陽 422000）

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

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

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是高校本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)本科專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)的全面總結(jié)和終極檢驗(yàn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量是本科人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要表征，是衡量高校辦學(xué)質(zhì)量、辦學(xué)效益的主要評價(jià)內(nèi)容，是本科教學(xué)工作水平評估的關(guān)鍵指標(biāo)之一。近年來，邵陽學(xué)院作為一所以工學(xué)為主體、文學(xué)與管理學(xué)為兩翼、多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合性新建地方本科院校，樹立全面質(zhì)量管理理念，科學(xué)構(gòu)建畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量監(jiān)控體系，促進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量持續(xù)提高。

一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作存在的主要問題

1.學(xué)生重視不夠

部分學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）重視不夠，認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）跟專業(yè)課程設(shè)計(jì)差不多，無非就是走形式、走過場，反正都能過關(guān)；甚至有些學(xué)生認(rèn)為就業(yè)關(guān)系自己一生，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有就業(yè)重要，常常要等到學(xué)校中期檢查后甚至畢業(yè)答辯前兩三周才正式開始做畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），其質(zhì)量自然無法保證。

2.教師重視不夠

近年來，學(xué)生就業(yè)壓力日益增大，部分指導(dǎo)教師認(rèn)為畢業(yè)生找工作是關(guān)系到學(xué)生一生的重大事情，如果不讓學(xué)生參加人才交流會似乎不近人情。此外，由于教師自身學(xué)術(shù)水平欠佳，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題無創(chuàng)新，甚至常常是“老面孔”，學(xué)生基本上可以照葫蘆畫瓢，起不到綜合訓(xùn)練的效果。

3.教師精力投入不夠

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師不但要承擔(dān)繁重的教學(xué)任務(wù)，還要承擔(dān)科研任務(wù)，工作量較大，精力投入常常不足，個別教師甚至較長時(shí)間都沒有與學(xué)生見面，結(jié)果導(dǎo)致指導(dǎo)教師對學(xué)生的管理過松，缺少必要的指導(dǎo)

4.學(xué)生精力投入不夠

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本科教學(xué)工作的最后一個階段，一般安排在第8學(xué)期。企業(yè)招聘優(yōu)秀員工心切，招聘活動普遍提前，第7學(xué)期就已接連不斷；多數(shù)學(xué)生也出于就業(yè)壓力，花費(fèi)大量精力參加各種各樣的招聘活動，嚴(yán)重影響畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的時(shí)間、精力投入。部分學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的方案是否科學(xué)、過程是否正確、操作是否規(guī)范、工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型計(jì)算是否合理、設(shè)計(jì)說明書和論文是否編寫規(guī)范等問題沒有認(rèn)真思考和深入探討，馬虎應(yīng)付，傅衍了事，甚至還有個別學(xué)生有抄襲現(xiàn)象。

5.選題不恰當(dāng)

選題時(shí)避重就輕、避難就易現(xiàn)象比較嚴(yán)重；有些學(xué)生選題范圍過大，超出了本科生的研究范圍；有些學(xué)生選題過窄，無法開展研究；有些選題與專業(yè)結(jié)合不緊密，或根本與專業(yè)無關(guān)；有些選題過于陳舊，缺乏創(chuàng)新，影響學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮。

6.工作條件有限

高校擴(kuò)招后，原有教學(xué)場地、教學(xué)儀器設(shè)備、圖書資料等難以滿足學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作的需求；尤其是一些新技術(shù)、新方法、新手段，學(xué)?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備無法滿足其要求，而到校外進(jìn)行試驗(yàn)又涉及到經(jīng)費(fèi)不足的問題。

7.管理不到位

學(xué)校雖然制訂了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)施、檢查、評分等的具體管理規(guī)定，但實(shí)施細(xì)則往往并不一定很完善，特別是缺少行之有效的過程監(jiān)管辦法，過程監(jiān)管不到位的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，教師指導(dǎo)也在一定程度上流于形式。

二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量監(jiān)控體系構(gòu)建的基本理念與原則

1.理念

（1）制度領(lǐng)先，規(guī)范畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）管理。嚴(yán)格的規(guī)章制度是規(guī)范畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）管理的根本保證。學(xué)校必須根據(jù)學(xué)校實(shí)際制訂切實(shí)可行的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）管理規(guī)定及相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從制度層面和源頭規(guī)范畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的組織管理、指導(dǎo)教師的遴選、任務(wù)書下達(dá)、選題與開題、方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)研究與設(shè)計(jì)計(jì)算、論文撰寫、論文答辯、評閱與評分、總結(jié)歸檔等環(huán)節(jié)，確保畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）全過程處于可控范圍內(nèi)。

（2）以人為本，推行全面質(zhì)量管理理念。全面質(zhì)量管理的核心思想集中體現(xiàn)為全員、全程、全面的質(zhì)量管理。全員是指畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量管理人人有責(zé)，相關(guān)人員都要做好本職工作，參加質(zhì)量管理工作；全過程是指要全面把握畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量形成全過程的各環(huán)節(jié)或相關(guān)因素，構(gòu)建一個科學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量管理體系，推行預(yù)防為主、防檢結(jié)合的工作方針，不斷改進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量管理工作；全面是指要以畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量為中心，學(xué)校各級領(lǐng)導(dǎo)高度重視，切實(shí)落實(shí)各項(xiàng)工作措施與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，不斷完善畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量監(jiān)控與保證體系。

影響畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量的主要因素是人，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量管理的主體不僅包括學(xué)生及其指導(dǎo)教師，還包括教輔人員、教學(xué)管理人員、后勤保障人員等?？梢哉f，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量人人有責(zé)。因此，必須牢固樹立“以人為本”和“質(zhì)量形成于全過程”的科學(xué)理念，[1]重視學(xué)生、指導(dǎo)教師、教輔人員、教學(xué)管理人員、后勤保障人員的主觀能動性與協(xié)同合作，發(fā)揮質(zhì)量管理的激勵功能，優(yōu)化人、財(cái)、物等教學(xué)資源配置，建立畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量監(jiān)控體系，實(shí)施全過程全方位質(zhì)量管理，將質(zhì)量管理從“事后把關(guān)型”、“事后審核型”轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆孪阮A(yù)防型”和“過程控制型”。[1]

（3）系統(tǒng)集成，[1]持續(xù)提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量監(jiān)控體系是由質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制訂與實(shí)施、信息的收集、整理與反饋及其運(yùn)行調(diào)控等環(huán)節(jié)構(gòu)成的閉環(huán)式回路系統(tǒng)。有效及時(shí)的信息反饋是質(zhì)量監(jiān)控的基礎(chǔ)，學(xué)校必須建立通暢的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）信息反饋系統(tǒng)，重視信息的收集、整理、反饋工作，注重反饋與調(diào)控的相互作用，避免出現(xiàn)“監(jiān)而不控”的現(xiàn)象，促進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量持續(xù)提升。

2.原則

（1）目標(biāo)性原則。[2]教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控要及時(shí)發(fā)現(xiàn)甚至能提前預(yù)測偏離于人才培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)任務(wù)的各種偏差，并采取及時(shí)、有效的措施預(yù)防、糾正偏差，確保教學(xué)任務(wù)與人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（2）全員性原則。[2]人才培養(yǎng)是高等學(xué)校的基本任務(wù)，教學(xué)工作是高等學(xué)校的中心工作，教學(xué)質(zhì)量是全體師生員工共同努力的結(jié)果，人人都是教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)中的一分子，學(xué)生是主體，學(xué)校是基礎(chǔ)，職能部門是核心，教師是保證。

（3）系統(tǒng)性原則。[2]教學(xué)質(zhì)量不但與學(xué)校辦學(xué)指導(dǎo)思想、人才培養(yǎng)目標(biāo)有關(guān)，還廣泛涉及教師、學(xué)生、辦學(xué)條件、教學(xué)設(shè)施、教學(xué)管理等諸因素，是一個多層次、多因素構(gòu)成的網(wǎng)狀教學(xué)管理系統(tǒng)共同作用的結(jié)果。

（4）全程性原則。[3]畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）必須從方案制訂、指導(dǎo)教師遴選、選題、任務(wù)書下達(dá)、選題、開題、試驗(yàn)研究與設(shè)計(jì)計(jì)算全過程、論文撰寫、論文答辯、評閱、評分、總結(jié)歸檔等各個環(huán)節(jié)對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)施全過程質(zhì)量監(jiān)控。

（5）可操作性原則。[3]教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系的構(gòu)建不但要有利于監(jiān)控目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，又要保證監(jiān)控體系科學(xué)、完善、簡單、便于操作。教學(xué)質(zhì)量評價(jià)應(yīng)采取定量評價(jià)與定性評價(jià)相結(jié)合的方式進(jìn)行。僅有定量評價(jià)，監(jiān)控工作量過大，將導(dǎo)致監(jiān)控體系難以執(zhí)行；僅有定性評價(jià)，又會使評價(jià)結(jié)果模棱兩可，將導(dǎo)致質(zhì)量監(jiān)控流于形式。

（6）發(fā)展性原則。[4]構(gòu)建畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量監(jiān)控體系就是要通過對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作各環(huán)節(jié)的信息收集、整理、診斷與反饋，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其存在的問題，不斷改進(jìn)工作。通過質(zhì)量監(jiān)控，力求畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作更加規(guī)范，不斷提升畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量。

三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量監(jiān)控體系的構(gòu)建

1.構(gòu)建實(shí)踐

（1）確立校系二級畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）管理體制。建立層次分明、職責(zé)明確的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）管理體制，是確保畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量的基礎(chǔ)。根據(jù)學(xué)校實(shí)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(guī)定各系是畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)過程的主要執(zhí)行者，是畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量監(jiān)控工作的基礎(chǔ)和主體，切實(shí)增強(qiáng)系主任在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作中的第一責(zé)任人意識。學(xué)校是畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量監(jiān)控的組織者和實(shí)施者，教務(wù)處主要負(fù)責(zé)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作的組織與協(xié)調(diào)工作，教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控處主要負(fù)責(zé)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量監(jiān)控工作。

（2）建立畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。建立科學(xué)、完善的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及其環(huán)節(jié)工作規(guī)范是建立畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量監(jiān)控體系、提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量的前提。學(xué)校制定了《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作條例》，從指導(dǎo)教師的遴選、課題的選定與學(xué)生選題、開題、教師指導(dǎo)與過程管理、答辯與評分、優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評選、經(jīng)費(fèi)使用等方面都做出了詳細(xì)規(guī)定，并制定了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、各階段檢查與評價(jià)指標(biāo)體系，綜合評價(jià)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量。

（3）推行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作全年全覆蓋制度。教務(wù)處每年下學(xué)期開學(xué)不久即下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作通知，要求各系制訂切實(shí)可行的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作方案，并在期中以前完成指導(dǎo)教師遴選、課題下達(dá)與學(xué)生選題等前期準(zhǔn)備工作，組織學(xué)生積極準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的開題工作，使學(xué)生盡早接觸課題，允許學(xué)生提前完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作，為日后的就業(yè)工作留出更多的時(shí)間。

（4）強(qiáng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程監(jiān)控。實(shí)施畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前期、中期、后期檢查制度，組織學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)團(tuán)和校內(nèi)專家逐系開展畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作情況檢查。前期重點(diǎn)檢查畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）計(jì)劃與指導(dǎo)教師落實(shí)情況、選題質(zhì)量、開題情況，中期重點(diǎn)檢查畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)完成情況及指導(dǎo)教師的指導(dǎo)情況，后期重點(diǎn)督察畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評閱、答辯、成績評定、優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）推薦與評審等環(huán)節(jié)的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性，切實(shí)落實(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題審批制度與雙向選擇機(jī)制、開題報(bào)告審核制度、答辯資格審查制度、成績評定的約束機(jī)制，強(qiáng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作過程管理。

（5）實(shí)施優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獎勵制度。為調(diào)動師生積極性，每年在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作結(jié)束后，學(xué)校都開展了優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）和優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師的評選工作，對獲得優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的學(xué)生及其指導(dǎo)教師均給予適當(dāng)獎勵，頒發(fā)榮譽(yù)證書，記入檔案，并將優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要匯編成集。

（6）堅(jiān)持畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量評價(jià)制度。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作結(jié)束后，各系要對本系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)行總結(jié)，客觀評價(jià)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，學(xué)校組織校內(nèi)專家對全校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）按比例進(jìn)行隨機(jī)抽查與質(zhì)量評價(jià)，進(jìn)一步查找不足，提出改進(jìn)意見，為改進(jìn)今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

2.實(shí)踐成效

多年來，我校不斷完善畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）管理規(guī)范，加強(qiáng)對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)的管理，構(gòu)建畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量監(jiān)控體系，推進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作的改革與創(chuàng)新，推動畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量的不斷提高。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量監(jiān)控體系的建立與完善，提高了師生對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作重要性的認(rèn)識，極大地調(diào)動了指導(dǎo)教師、學(xué)生參與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作積極性、創(chuàng)造性，鼓勵學(xué)生自覺、主動、認(rèn)真、積極地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），鞏固所學(xué)的專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度與團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，學(xué)生的動手能力、解決實(shí)際問題的能力都得到較好的訓(xùn)練和提高，達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的教學(xué)目的。近幾年來，學(xué)校先后有60余篇優(yōu)秀畢業(yè)論文公開發(fā)表，“水族文字輸入系統(tǒng)”等4項(xiàng)畢業(yè)設(shè)計(jì)獲得計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)，每年都有優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)被企業(yè)采用，社會聲譽(yù)不斷提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]黨傳升,羅梅娟,呂廷杰.構(gòu)建基于全面質(zhì)量管理的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)質(zhì)量監(jiān)控體系[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(社會科學(xué)版),2007,(2):71-74.

篇6

為了培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需求的高技能應(yīng)用性人才，必須加快高等職業(yè)教育的改革和發(fā)展，以就業(yè)為導(dǎo)向，大力推進(jìn)工學(xué)結(jié)合、勤工儉學(xué)。從2008年起，湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動化系不斷進(jìn)行教學(xué)改革，在工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式方面不斷實(shí)踐和探索，尤其在電氣專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)采取工學(xué)結(jié)合的方式進(jìn)行了大膽創(chuàng)新與嘗試。以這幾年的實(shí)踐來看，不但取得了不錯的教學(xué)效果，而且為合作企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

一、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的創(chuàng)新模式

具體做法就是與株洲電氣控制設(shè)備廠合作，在一個月的時(shí)間內(nèi)，由系里專業(yè)教師和企業(yè)技術(shù)員負(fù)責(zé)對電氣專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行GGD1-13進(jìn)線柜、GGD1-06饋電柜、GGJ1-01C低壓無功功率補(bǔ)償柜的部分設(shè)計(jì)與制作安裝三個課題的技術(shù)指導(dǎo)，學(xué)生通過在“學(xué)中做、做中學(xué)”來制作出實(shí)實(shí)在在的低壓電氣柜產(chǎn)品，并經(jīng)性能測試達(dá)到合格要求。學(xué)生再把設(shè)計(jì)、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(yè)論文設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

二、創(chuàng)新模式的特色

該模式一實(shí)施就很受學(xué)生和企業(yè)的歡迎，為什么會出現(xiàn)這種情況呢?通過這幾年的運(yùn)作，發(fā)現(xiàn)該模式具有以下鮮明特色。

1.改革了傳統(tǒng)的教學(xué)管理模式，使之更加貼近現(xiàn)代高職教育理念。畢業(yè)論文設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)的在教室內(nèi)由教師指導(dǎo)學(xué)生做課題，變成了在企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場由學(xué)生親自做具體電氣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作，主要是通過實(shí)踐磨練來培養(yǎng)學(xué)生的各種技能，不僅能增強(qiáng)實(shí)踐能力，而且有利于學(xué)生學(xué)習(xí)書本上、課堂上學(xué)不到的“隱性知識”，實(shí)現(xiàn)了從傳授理論知識為主向傳授技能為主的轉(zhuǎn)變;從追求學(xué)科的完整性向注重知識的實(shí)踐性的轉(zhuǎn)變;從介紹理論研究成果向介紹實(shí)踐技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)為主的轉(zhuǎn)變。

2.有利于實(shí)施個性化教學(xué)模式，方便對學(xué)生進(jìn)行因材施教。由于高職學(xué)生生源分布廣，水平參差不齊，如果仍然沿用傳統(tǒng)自然分班制的齊步走教學(xué)方式，就會遇到學(xué)生“一頭吃不飽，而另一頭吃不了”的教學(xué)難題，而個性化的分級教學(xué)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(tài)管理等積極因素，充分調(diào)動學(xué)生的主動性，為他們提供了更大的個性發(fā)展空間，激發(fā)了其積極性和自覺性，改變了齊步走的教學(xué)方式，從而根除了“優(yōu)等生吃不飽，差生吃不了”的現(xiàn)象，提高了教學(xué)效率和學(xué)習(xí)效果。創(chuàng)新的這一模式就方便實(shí)施個性化分級教學(xué)，因?yàn)檫@一模式有三個難易程度不同的電氣柜的設(shè)計(jì)和制作，底子差的學(xué)生可選擇一個容易的電氣柜進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作，能力強(qiáng)的學(xué)生可選擇難一點(diǎn)的一個或兩個電氣柜進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作，一個產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制作由3到5個學(xué)生組成一組來完成，每個成員都能根據(jù)能力和喜愛選擇能夠完成的任務(wù)，若有困難也能請教指導(dǎo)教師和能力強(qiáng)的學(xué)生來協(xié)助自己，直至完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)工作。

3.激化了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，改變了學(xué)習(xí)觀念，變讓我學(xué)為我要學(xué)。讓學(xué)生對具體的電氣產(chǎn)品根據(jù)所學(xué)理論知識和國家標(biāo)準(zhǔn)做設(shè)計(jì)，并親自動手制作，使學(xué)生產(chǎn)生了極強(qiáng)的新奇感和挑戰(zhàn)感，愿意不斷主動學(xué)習(xí)、琢磨、鉆研想方設(shè)法完成它。這一模式改變了傳統(tǒng)的教學(xué)過程，從以往的學(xué)科知識和動作技能導(dǎo)向的教學(xué)過程轉(zhuǎn)向?yàn)楝F(xiàn)代的職業(yè)活動和智力技能行動導(dǎo)向的教學(xué)過程，且采用行動導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)法，注重學(xué)生過程學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)績效評價(jià)，給他們更多自學(xué)、動手、應(yīng)用、表達(dá)、創(chuàng)作和合作的機(jī)會，真正體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。

4.有利于增強(qiáng)學(xué)生的自心，勇敢面對就業(yè)。許多企業(yè)或公司招聘員工時(shí)，都要求必須具有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，這正是高職院校畢業(yè)學(xué)生所缺乏的，因而就業(yè)競爭力不強(qiáng)。而該模式彌補(bǔ)這種不足，增長了學(xué)生的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。學(xué)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(xué)的認(rèn)可時(shí)不僅心情激動，而且對自己擁有這樣的實(shí)際能力和經(jīng)歷感到自豪。面對企業(yè)招聘時(shí)，就能心有底氣從容應(yīng)對，順利被用人單位錄用。

5.校企合作形成了良性循環(huán)，具有持續(xù)性。課堂設(shè)在企業(yè)里，企業(yè)建在學(xué)校中，以畢業(yè)論文設(shè)計(jì)為紐帶，學(xué)校將課堂延伸到合作企業(yè)，選擇企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作為課題，專兼職教師和學(xué)生以雙員身份共同完成設(shè)計(jì)和制作企業(yè)產(chǎn)品的全過程，在“做中教、教中產(chǎn)、做中學(xué)”實(shí)現(xiàn)教學(xué)、學(xué)習(xí)、生產(chǎn)與人才培養(yǎng)同步，師資質(zhì)量與實(shí)訓(xùn)基地內(nèi)涵建設(shè)跟畢業(yè)論文設(shè)計(jì)教學(xué)改革同步。這幾年由學(xué)生制作的電氣柜，很大一部分已經(jīng)銷售出去，從買方企業(yè)反饋的信息來看，電氣柜性能優(yōu)良運(yùn)行正常，為合作企業(yè)創(chuàng)造了幾萬元的經(jīng)濟(jì)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(xù)合作打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

總之，通過工學(xué)結(jié)合創(chuàng)新畢業(yè)論文設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的改革，真正形成了“專業(yè)+生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)車間+師生員工”的專業(yè)建設(shè)特色，成功構(gòu)建了電氣專業(yè)以畢業(yè)論文設(shè)計(jì)為切入點(diǎn)的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)新模式，實(shí)現(xiàn)了校企合作雙贏。

參考文獻(xiàn):

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篇7

中圖分類號 G642.477

文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1005-4634（2012）05-0033-03

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論知識、專業(yè)技術(shù)解決問題的基本技能和素質(zhì)，培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合分析問題與獨(dú)立解決問題的能力。同時(shí)也是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)識、能力、素質(zhì)等方面實(shí)際狀況、評價(jià)學(xué)校和教師教育教學(xué)質(zhì)量的有效方式和手段，是很重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是最重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一，是對大學(xué)生學(xué)習(xí)的總結(jié)、檢驗(yàn)和鞏固，重要性可想而知。目前很多高校都設(shè)立了環(huán)境工程專業(yè)，為我國環(huán)境工程及相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展提供了較多的工程技術(shù)人員，這些高校畢業(yè)生也是我國環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域的生力軍；隨著高校碩士研究生的擴(kuò)招，不少畢業(yè)生進(jìn)入碩士階段進(jìn)修，為后續(xù)科學(xué)研究提供人才支持。

近年來，由于擴(kuò)招使新建本科院校學(xué)生整體素質(zhì)下降、就業(yè)率較低、師資隊(duì)伍薄弱，多重壓力導(dǎo)致很多新建應(yīng)用型本科院校中的環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量有較大滑坡。下面針對目前新建應(yīng)用型本科院校環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中存在的問題進(jìn)行全面解析，并在此基礎(chǔ)上提出新建應(yīng)用型本科院校環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量控制及評價(jià)機(jī)制的思路。

1 癥結(jié)問題解析

1.1學(xué)校的管理問題

據(jù)調(diào)查，很多新建應(yīng)用型本科院校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）都較為靈活，可以進(jìn)入相關(guān)的環(huán)境保護(hù)公司、市政設(shè)計(jì)（研究）院參與實(shí)際工程設(shè)計(jì)等或留在學(xué)校進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。但是有些高校擔(dān)心學(xué)生的設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，只允許畢業(yè)生進(jìn)入乙級以上設(shè)計(jì)院，而不能進(jìn)入環(huán)境保護(hù)公司特別是私企。目前環(huán)境工程專業(yè)學(xué)生的就業(yè)形勢不容樂觀，所以很多學(xué)生通過自己的努力或者人脈關(guān)系找到了環(huán)境保護(hù)公司，很多環(huán)境保護(hù)公司都是私企，但是這與學(xué)校的要求相抵觸，很多學(xué)生只能隱瞞學(xué)校進(jìn)入，這給學(xué)生造成了精神壓力，影響了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的進(jìn)度和質(zhì)量。很多學(xué)校不是根據(jù)自身學(xué)校的層次、學(xué)生素質(zhì)等靈活應(yīng)對，管理制度過于死板。

很多高校對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求都表現(xiàn)的“頭重腳輕”，即開始時(shí)對同學(xué)們提出較高的要求，到后面則是草草收場。特別是畢業(yè)答辯過程中，設(shè)計(jì)（論文）有無達(dá)到要求、格式是否規(guī)范、學(xué)生對設(shè)計(jì)（論文）的熟悉程度等不強(qiáng)烈要求，這種風(fēng)氣容易被下屆的畢業(yè)生所“借鑒”，形成了一種惡性循環(huán)。

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的時(shí)間很短，一般為6～10周，再除去碩士研究生入學(xué)面試時(shí)間1～2周，剩下的時(shí)間內(nèi)做出一個完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)就不錯了，更別說質(zhì)量控制了。對于畢業(yè)論文就更不用說，由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間很短導(dǎo)致數(shù)據(jù)非常缺乏，如果進(jìn)行有關(guān)“活性污泥法污水處理”等方面的試驗(yàn)研究論文，有可能微生物還沒有生長穩(wěn)定，更別說進(jìn)行詳細(xì)的試驗(yàn)研究。以運(yùn)用活性污泥法處理生活污水的試驗(yàn)研究為例，資料查詢、方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)準(zhǔn)備需要3～4周，活性污泥培養(yǎng)和馴化需要3～4周，以上這些時(shí)間都占據(jù)了6～8周，根本沒時(shí)間進(jìn)行真正的測試和研究。

1.2畢業(yè)生自身問題

畢業(yè)生自身對畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(yīng)用型本科院校、老師對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量控制不力使學(xué)生產(chǎn)生麻痹思想，學(xué)生對知識的接受和掌握程度不佳，存在較為嚴(yán)重的知識缺漏問題等。

畢業(yè)生對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不重視表現(xiàn)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(biāo)下標(biāo)缺失和混淆；（3）設(shè)計(jì)圖紙從網(wǎng)上下載，或者論文數(shù)據(jù)源自網(wǎng)絡(luò)而非自己親自實(shí)驗(yàn)所得，或從網(wǎng)上直接下載綜述性論文代替論文（設(shè)計(jì)）。

1.3指導(dǎo)老師責(zé)任心不強(qiáng)

一般來說畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行時(shí)間為10周左右（視各個院校具體課程設(shè)置情況、教學(xué)周長短等情況各異），由于師資缺乏，每個教師指導(dǎo)學(xué)生數(shù)量較多，再加上繁重的教學(xué)任務(wù)和科研任務(wù)以及教學(xué)過程中繁多的瑣事，使有些指導(dǎo)老師對分配給自己指導(dǎo)的學(xué)生的任務(wù)實(shí)施、進(jìn)程等過程不聞不問，或無心過問，任由學(xué)生自己設(shè)計(jì)（試驗(yàn)），也不對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行過程控制和終端控制等質(zhì)量控制，導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量低，缺乏師生間的互動。有些指導(dǎo)老師對學(xué)生剽竊得到的成果采取默許的態(tài)度，助長了學(xué)生的剽竊風(fēng)氣；另外，有些老師要求不嚴(yán)格，將畢業(yè)論文軟化，如忽視進(jìn)行試驗(yàn)研究才能寫畢業(yè)論文的要求，私自默許學(xué)生撰寫綜述性論文。

此外，有些老師責(zé)任心不強(qiáng)表現(xiàn)在相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)不合實(shí)際，卻不加查閱，反而隨意估寫。如某老師在對學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行編寫時(shí)錯誤的將水設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)COD定為500～600mg/L，眾所周知，我國城市污水的水質(zhì)COD一般低于200mg/L，北方城市又略低于南方城市。某些指導(dǎo)老師對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）來源不明的資料和數(shù)據(jù)不進(jìn)行批評，任其發(fā)展。也有一些老師由于工程經(jīng)驗(yàn)（科研工作經(jīng)驗(yàn)）缺乏，對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不能進(jìn)行有效的指導(dǎo)。

1.4師資缺乏導(dǎo)致供需不平衡

環(huán)境工程專業(yè)目前較為熱門的方向有環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價(jià)、大氣污染控制工程、污染水體生態(tài)修復(fù)工程、土壤污染修復(fù)等領(lǐng)域，也是目前國內(nèi)較為缺乏相應(yīng)工程技術(shù)專業(yè)人才的領(lǐng)域，但是目前這些領(lǐng)域的師資非常缺乏，導(dǎo)致多數(shù)新建應(yīng)用型本科院校目前環(huán)境工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)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(lǐng)域和教師的科學(xué)研究課題等，沒有真正培養(yǎng)出社會所需要的專門人才。而國內(nèi)對水污染控制領(lǐng)域的人才量需求不大，導(dǎo)致環(huán)境工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)困難，這就造成供需之間的失調(diào)。

2 質(zhì)量控制及評價(jià)機(jī)制探討

提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）水平是關(guān)系到新建應(yīng)用型本科院校辦學(xué)質(zhì)量、人才培養(yǎng)方案實(shí)施和學(xué)生素質(zhì)的大事，筆者根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)提出如下幾點(diǎn)建議，希望對新建應(yīng)用型本科院校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量提高能有所幫助和借鑒。

2.1更新學(xué)校層面畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）管理理念

改變傳統(tǒng)觀念，打破新建應(yīng)用型本科院校畢業(yè)生必須以設(shè)計(jì)為主、論文為輔的思路，針對專業(yè)特點(diǎn)和就業(yè)需要，選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)或畢業(yè)論文。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，環(huán)境工程專業(yè)35%～50%的畢業(yè)生可能進(jìn)入較好的高校（科研所）進(jìn)行深造，所以科學(xué)研究方法是非常重要的，也為攻讀碩士研究生做準(zhǔn)備。另外，很多學(xué)生會進(jìn)入污水處理廠，那么污水處理廠的運(yùn)行管理知識是其必須的，所以建議學(xué)校因人而異，不能搞“一刀切”，全部搞畢業(yè)設(shè)計(jì)，否定畢業(yè)論文的作用。有的畢業(yè)生考取碩士研究生，則可選擇跟著指導(dǎo)老師進(jìn)行簡單的實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究，有的學(xué)生畢業(yè)后擬進(jìn)入工礦企業(yè)從事環(huán)境保護(hù)工作，為積累工作經(jīng)驗(yàn)可進(jìn)入某些工礦企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場作業(yè)練習(xí)。這就需要指導(dǎo)老師的配合，根據(jù)學(xué)生的具體情況合理的分配畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目。

高校應(yīng)該多給青年教師或低學(xué)歷、低文憑且經(jīng)驗(yàn)不足的教師提供工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)及科研經(jīng)驗(yàn)等學(xué)習(xí)提高的機(jī)會，使其有能力指導(dǎo)好畢業(yè)生的設(shè)計(jì)（論文）。

有些高校的課時(shí)量要求較高，使很多沒有指導(dǎo)能力的老師加入到畢業(yè)生指導(dǎo)的行列，所以高校的課時(shí)量問題需要妥善安排。盡可能提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的時(shí)間，保證設(shè)計(jì)（研究）充足的實(shí)踐，建議畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間應(yīng)該為12～15周。

最后，建議提高對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程的資金投入，因?yàn)閷た茖I(yè)學(xué)生來說，一個優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）離不開充足的經(jīng)費(fèi)、良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)施和實(shí)驗(yàn)條件、充足的設(shè)計(jì)資料等。很多指導(dǎo)老師因?yàn)闆]有足夠的經(jīng)費(fèi)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(yè)生的畢業(yè)論文是綜述性論文的主要原因之一。

2.2加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師能力的提升

很多新建應(yīng)用型本科院校由于升本時(shí)間很短，師資隊(duì)伍很薄弱，很多指導(dǎo)老師沒有接觸過工程實(shí)例，對很多設(shè)計(jì)圖紙的畫法、比例、管線布置、標(biāo)高等概念非常模糊。此外，近些年來，很多新建應(yīng)用型本科院校迎接教育部教學(xué)水平評估對教師學(xué)歷的需要，提高了對博士學(xué)位人員的引進(jìn)力度。而這些博士學(xué)位指導(dǎo)老師經(jīng)驗(yàn)更為缺乏，特別對于跨學(xué)科攻讀的碩士、博士來說，可能他們擅長之處就是科學(xué)研究，而不是工程設(shè)計(jì)。所以這些老師應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提高知識的更新速度和工程素質(zhì)。所以對于一些工程類高校來說，培養(yǎng)指導(dǎo)老師的過程控制是非常重要的。對于指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的老師來說，應(yīng)根據(jù)學(xué)生的水平、愛好，設(shè)計(jì)適合的研究內(nèi)容，這無疑也能提高指導(dǎo)老師的指導(dǎo)水平和畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量，發(fā)揮其知識層次的優(yōu)勢。

另一方面，指導(dǎo)老師的責(zé)任心也是影響畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。經(jīng)常檢查學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的進(jìn)展，并及時(shí)解決學(xué)生設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的疑難問題，保證畢業(yè)論文順利進(jìn)行，這是對學(xué)生負(fù)責(zé)、對自己負(fù)責(zé)、對社會負(fù)責(zé)。為此，新建應(yīng)用型本科院校必須加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及評價(jià)方案的制定和實(shí)施工作。

2.3嚴(yán)格畢業(yè)生管理和要求

近些年來，新建應(yīng)用型本科院?？紤]到畢業(yè)生的就業(yè)壓力大，為提高畢業(yè)生就業(yè)率而讓學(xué)生把大量的時(shí)間和精力花費(fèi)在求職和單位面試上，更有畢業(yè)生以求職、面試為由做一些與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）無關(guān)的事情，而降低了對畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求。表面上看這只是短期現(xiàn)象，但很多高校卻沒有發(fā)覺它的負(fù)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。這種現(xiàn)象會一屆一屆呈負(fù)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)下去，即“惡性循環(huán)”，這必將廢掉人才培養(yǎng)的目標(biāo)，使畢業(yè)生的就業(yè)壓力越來越大。

提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求，表面上看犧牲了畢業(yè)生的求職時(shí)間或?qū)嵙?xí)時(shí)間，但是提高了畢業(yè)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，促進(jìn)高校教學(xué)質(zhì)量呈良性循環(huán)發(fā)展。最主要的是，要使畢業(yè)生明白畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程是對整個大學(xué)所學(xué)知識的一個全面總結(jié)，是對自身分析問題、解決問題、理論聯(lián)系實(shí)際能力的培養(yǎng)過程，要建立起學(xué)習(xí)上的整體和長遠(yuǎn)目標(biāo)，從思想上提高對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的重視程度。

2.4做好答辯工作，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量控制機(jī)制

答辯過程是對指導(dǎo)教師創(chuàng)新能力和創(chuàng)新成果的檢測過程。因此應(yīng)認(rèn)真組織好答辯工作，規(guī)范答辯過程，科學(xué)、合理、公正地考核畢業(yè)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量，確保答辯過程的嚴(yán)肅性、成績評定的合理性和評價(jià)結(jié)果的公正性。避免不管畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）好壞與否，畢業(yè)生同樣畢業(yè)，指導(dǎo)老師仍然指導(dǎo)下一屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的現(xiàn)象。對于畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不能達(dá)標(biāo)的畢業(yè)生和指導(dǎo)老師都必須給予相應(yīng)處罰，如：畢業(yè)生進(jìn)行二次答辯或延遲答辯或推遲畢業(yè)，取消指導(dǎo)老師下一年指導(dǎo)畢業(yè)生設(shè)計(jì)（論文）等工作。提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的二次答辯或推遲畢業(yè)的幾率，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量，嚴(yán)格控制畢業(yè)答辯的“走過場”行為。

2.5提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評價(jià)機(jī)制

目前，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評價(jià)包括指導(dǎo)老師評價(jià)、評閱老師評價(jià)和答辯小組評價(jià)等三個評價(jià)結(jié)果的綜合，其中指導(dǎo)老師評價(jià)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(jià)機(jī)制會因?yàn)槟承├蠋煹乃?、?zé)任心等問題而導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評價(jià)結(jié)果的失真。應(yīng)該改變這種評價(jià)機(jī)制，提高答辯小組評價(jià)分值比例，因?yàn)榇疝q小組是多名教師共同審閱下的結(jié)果，能比較全面的代表畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量。另外，新建應(yīng)用型本科院校雖然對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績等級進(jìn)行規(guī)定，如：優(yōu)秀不超過20%，良好不超過40%，但是由于指導(dǎo)老師評定份額較大以及對自己指導(dǎo)學(xué)生的偏袒使畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績偏高，優(yōu)秀在50%以上，最差的成績也是良好以上。

篇8

關(guān)鍵詞： 新建本科院校；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）；質(zhì)量；措施

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

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

0 引言

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本科人才培養(yǎng)的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決實(shí)際問題能力的全面檢查，是集中訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)研究能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的必要過程。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量的高低，關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量的水平和人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

新建本科院校由于建立時(shí)間短，而且絕大部分由?？圃盒Ｉ駷楸究圃盒?，加上高校持續(xù)擴(kuò)招，新建本科院校普遍存在師資不足、本科教學(xué)不夠規(guī)范、教師科研能力不強(qiáng)等亟需解決的問題。針對上述面臨的問題，必須加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）管理工作，注重對本科生運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識發(fā)現(xiàn)問題、解決問題能力的培養(yǎng)，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師業(yè)務(wù)水平，加強(qiáng)過程管理，與就業(yè)相結(jié)合，嚴(yán)把選題關(guān)。

1 新建本科院校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量狀況

以西京學(xué)院為例，本課題研究所選取的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是西京學(xué)院2005年升本后2009屆及以后學(xué)生的論文。為了解西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量狀況，作者查閱了大量資料，并對部分指導(dǎo)教師和教研室主任進(jìn)行了訪談，通過分析歸納，西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(chuàng)新人才的培養(yǎng)，不能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，沒有做到因材施教。教師和學(xué)生平時(shí)的接觸并不多，學(xué)生對導(dǎo)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(dāng)。學(xué)生對自己所學(xué)的專業(yè)不感興趣，理論基礎(chǔ)比較薄弱，對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的選題比較盲目，有些學(xué)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(xué)生僅根據(jù)自己手頭有限的資料來確定自己的選題，在寫作過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)資料不足時(shí)，不愿繼續(xù)收集資料，中途改換課題，而有些學(xué)生硬著頭皮寫下去，對選題內(nèi)容把握不準(zhǔn)只能湊字?jǐn)?shù)，只能小題大作或大題小作。

1.2 指導(dǎo)教師責(zé)任心不強(qiáng)，指導(dǎo)不力 學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）格式不規(guī)范（包括開題報(bào)告和任務(wù)書），指導(dǎo)教師不能很好的把關(guān)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書中開題報(bào)告研究方法一欄，學(xué)生擬采用的研究方法相同的較多。同時(shí)，有些學(xué)生的論文寫作時(shí)間相同，任務(wù)書也基本相同，教師也未指出，學(xué)生也沒有根據(jù)自己的情況修改。

1.3 教師對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的重視程度不夠 對《西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(rèn)為三本的學(xué)生底子薄，基礎(chǔ)差，畢業(yè)設(shè)計(jì)差是正常的。

1.4 抄襲拼湊現(xiàn)象較為嚴(yán)重 大學(xué)生誠信的缺失導(dǎo)致畢業(yè)論文抄襲嚴(yán)重。一些學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)、圖書文獻(xiàn)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(jié)果只能是答辯不過，影響自己的畢業(yè)證和學(xué)位。

2 新建本科院校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）存在問題的原因分析

指導(dǎo)教師普遍缺乏指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)。由于新建本科院校擴(kuò)招發(fā)展迅速，導(dǎo)致師資力量短缺。新進(jìn)的研究生教師缺少必要的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，不具備指導(dǎo)資格，在高職稱教師的輔導(dǎo)下指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于學(xué)生過多，加之三本院校教學(xué)任務(wù)重，無暇顧及新的指導(dǎo)教師，也是導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量不好的原因。受實(shí)習(xí)、考研、培訓(xùn)等影響，師生之間缺少必要的溝通。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)安排在7-8學(xué)期進(jìn)行，學(xué)生面臨實(shí)習(xí)、考研、就業(yè)等方面的影響，無法靜下心來做畢業(yè)設(shè)計(jì)，與導(dǎo)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(tài)度和職能處室對畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視程度都影響著畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3 提高新建本科院校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量的措施

針對畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）存在的各種問題，要提高本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，就要著力解決好以下問題：

①了解學(xué)生專業(yè)方向，合理引導(dǎo)學(xué)生選題。指導(dǎo)教師可以事先了解自己所帶學(xué)生的方向，專業(yè)知識掌握的程度等，綜合各個方面為學(xué)生擬題目或者根據(jù)自己所帶項(xiàng)目選題，讓學(xué)生能夠充分發(fā)揮自己綜合運(yùn)用專業(yè)的能力。

②教師要結(jié)合自身實(shí)際，切實(shí)負(fù)起責(zé)任。畢業(yè)論文的研究工作與平時(shí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不同，是一個“系統(tǒng)工程”，它包括論文選題、資料收集、研究內(nèi)容的具體實(shí)施、畢業(yè)論文的寫作、畢業(yè)論文答辯等環(huán)節(jié)。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(zhì)量。而每一個環(huán)節(jié)，都需要指導(dǎo)教師的參與，這就要求教師要有高度的責(zé)任心，把學(xué)生的事情當(dāng)做自己的事情，把學(xué)生的困難當(dāng)做自己的困難?？傊?，教師要有高度的責(zé)任心，這種責(zé)任心要貫穿于整個畢業(yè)論文的每一個階段。雖然辛苦，但作為教師神圣職業(yè)工作的一部分，這是我們應(yīng)該做到的。

③指導(dǎo)教師要提高自身的科研學(xué)術(shù)能力。

④狠抓教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力。

4 結(jié)論

新建本科院校在各方面都存在較多的不足，諸如辦學(xué)歷史短，教學(xué)、科研還相對薄弱，師資隊(duì)伍、學(xué)生自身水平等都受到一定制約，因此教學(xué)質(zhì)量上的差距就集中反映在本科畢業(yè)論文質(zhì)量的缺陷上。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作階段，加強(qiáng)指導(dǎo)教師和學(xué)生之間及時(shí)的溝通和交流，及時(shí)幫助學(xué)生解決論文工作中的困難，在態(tài)度上、規(guī)范上嚴(yán)格要求學(xué)生，在提升論文質(zhì)量的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，同時(shí)，指導(dǎo)教師也要加強(qiáng)自身的科研學(xué)術(shù)水平。

總之，畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件復(fù)雜的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，體現(xiàn)了學(xué)校的整體教學(xué)水平。新建地方本科院校更應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，采取強(qiáng)有力的措施，充分發(fā)揮教師在畢業(yè)論文中的指導(dǎo)作用，從各方面入手，提高畢業(yè)論文的質(zhì)量。這對于新建地方本科院校實(shí)現(xiàn)“內(nèi)涵式建設(shè)”具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

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1 前言

高等學(xué)校本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本科實(shí)踐教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，更是本科教學(xué)計(jì)劃的最后一個重要環(huán)節(jié)，是衡量本科教育培養(yǎng)水平的重要依據(jù)。

如今，隨著社會的發(fā)展，高校教學(xué)規(guī)模的逐步擴(kuò)大與深化、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)布置環(huán)節(jié)的逐漸細(xì)化都將有效地促使畢業(yè)設(shè)計(jì)過程管理的信息化、現(xiàn)代化。然而，現(xiàn)階段畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程管理大多依然沿用傳統(tǒng)人工管理的方式，這樣既不能滿足近年來高校連續(xù)擴(kuò)招的要求，同時(shí)也對提高高校本科教學(xué)秘書的工作效率產(chǎn)生了制約。本論文在對本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過程管理流程和方法研究的基礎(chǔ)上，希望通過在其中引入信息系統(tǒng)的應(yīng)用，提高本科畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的效率，從而進(jìn)一步促進(jìn)本科教學(xué)相關(guān)環(huán)節(jié)的進(jìn)步。

2 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用探索

2.1 實(shí)際過程管理工作程序分析

為了完成本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過程管理的信息化，有必要了解本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過程管理工作的程序，從而為后續(xù)工作提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。實(shí)際本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過程管理工作程序有十余個階段，包括成立畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)組、教師題目申報(bào)、題目審查、公布題目學(xué)生選題、選題結(jié)果統(tǒng)計(jì)、實(shí)施階段、答辯資格審查、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文評閱、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯、成績評定、畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)、整理歸檔。

2.2 實(shí)際過程管理工作問題分析

（1）學(xué)生?，F(xiàn)有工作程序下，學(xué)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(fù)填寫個人信息和論文信息，這不僅增加了學(xué)生的工作量，也給管理者的核對、整理、歸檔工作增加了負(fù)擔(dān)，而且由于數(shù)據(jù)量大，繁瑣復(fù)雜，工作中極易出現(xiàn)錯誤。

（2）教師。在現(xiàn)有工作程序下，教師在題目申報(bào)和審查過程中，需要多次提交、修改題目、背景等相關(guān)信息，如不能及時(shí)更新數(shù)據(jù)，將對后續(xù)工作的進(jìn)行產(chǎn)生影響。

（3）管理者。畢業(yè)設(shè)計(jì)整個過程中，作為管理者要面臨來自學(xué)生、教師的各種信息數(shù)據(jù)，數(shù)量龐大，且需要隨時(shí)更新；學(xué)生選題和答辯資格審查仍然需要人工審核，無法實(shí)現(xiàn)與學(xué)?，F(xiàn)有教學(xué)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的對接。

2.3 信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.3.1系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)由相互管理的學(xué)生、教師、管理者共同組成。

（1）管理者

1）信息維護(hù)。通過現(xiàn)有教學(xué)管理系統(tǒng)導(dǎo)入學(xué)生、教師個人信息，設(shè)置操作權(quán)限，并對用戶信息進(jìn)行添加、修改，畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)通知、公告。

2）審查管理。設(shè)置畢業(yè)設(shè)計(jì)題目、類型等基礎(chǔ)參數(shù)，審查教師申報(bào)題目、學(xué)生提交文檔及學(xué)生答辯資格，完成開題、中期檢查和畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯成績錄入。

（2）教師

1）信息維護(hù)。對個人信息進(jìn)行維護(hù)，申報(bào)、修改、刪除題目，查看申報(bào)題目審核狀態(tài)，查閱畢業(yè)設(shè)計(jì)通知、公告及學(xué)校相關(guān)管理規(guī)章制度。

2）審查管理。評閱論文，對論文進(jìn)行修改、刪除，提交評閱分?jǐn)?shù)、意見，對學(xué)生進(jìn)行選擇，回答學(xué)生咨詢的問題。

（3）學(xué)生

1）信息維護(hù)。對個人信息進(jìn)行維護(hù)，查閱畢業(yè)設(shè)計(jì)通知、公告及學(xué)校相關(guān)管理規(guī)章制度。

2）查閱管理。查閱指導(dǎo)教師信息、題目信息，提交論文，查看論文審核狀態(tài)，查看各階段評閱分?jǐn)?shù)，向指導(dǎo)教師、評閱教師進(jìn)行咨詢。

2.3.2方案設(shè)計(jì)

在對實(shí)際過程管理工作中問題分析的基礎(chǔ)上，提出信息系統(tǒng)管理方案。設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)過程管理信息系統(tǒng)，具體工作流程如下：

（1）準(zhǔn)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表。本系統(tǒng)需要準(zhǔn)備多張相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表，包括學(xué)生信息表、教師信息表、管理員信息表、題目選擇狀態(tài)表、相關(guān)文件表、專業(yè)信息表等。由管理員向系統(tǒng)直接導(dǎo)入學(xué)生、教師的相關(guān)文件及專業(yè)信息表，為后續(xù)畢設(shè)工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)操作。該階段由指導(dǎo)教師陸續(xù)在系統(tǒng)中錄入申報(bào)題目相關(guān)信息，管理員對教師所申報(bào)題目進(jìn)行審查，審查通過的題目由管理員公布在系統(tǒng)，此時(shí)學(xué)生可以查閱題目信息及指導(dǎo)教師信息，并進(jìn)行選題。選題結(jié)束后畢設(shè)工作正式開始，在開題和期中檢查過程中，學(xué)生需要在系統(tǒng)內(nèi)完成相關(guān)信息的填寫，由檢查小組組長在系統(tǒng)內(nèi)錄入學(xué)生各環(huán)節(jié)成績。

（3）評閱答辯階段。管理員通過系統(tǒng)對學(xué)生答辯資格進(jìn)行審查，然后向教師分配論文評閱工作，教師使用系統(tǒng)評閱論文并錄入評分及評語。答辯結(jié)束后由答辯小組組長在系統(tǒng)內(nèi)錄入學(xué)生答辯成績，系統(tǒng)根據(jù)規(guī)定比例自動計(jì)算學(xué)生總評成績。完成錄入工作后，系統(tǒng)自動生成相應(yīng)表格并可以打印，方便整理歸檔。

3 結(jié)語

為了改善傳統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)整個過程管理效果不佳的普遍問題，本文重點(diǎn)用現(xiàn)代高等教育理論方法，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)管理的實(shí)踐， 提出了構(gòu)建本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)管理的信息系統(tǒng)的解決方案，既規(guī)范畢業(yè)設(shè)計(jì)選題和管理過程，還可以綜合提升教師、學(xué)生、管理者的工作效率。

【參考文獻(xiàn)】

篇10

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

隨著時(shí)代的發(fā)展，人才的競爭日益激烈。大學(xué)畢業(yè)生必須具有較強(qiáng)的社會適應(yīng)能力才能符合社會發(fā)展的需要。但是目前的大學(xué)畢業(yè)生在工作后，出現(xiàn)了很多社會適應(yīng)的心理問題。高校不單單要教授學(xué)生書本知識，還要做好學(xué)生的思想政治工作和心理輔導(dǎo)工作。在校大學(xué)生畢業(yè)后要走向社會，必然會經(jīng)過一段社會適應(yīng)的心理過渡期，因此學(xué)校要對畢業(yè)生進(jìn)行正確的引導(dǎo)和調(diào)試，解決他們的心理問題。

一、大學(xué)畢業(yè)生社會適應(yīng)

從社會學(xué)的角度看，適應(yīng)就是指外界環(huán)境不斷被打破又不斷恢復(fù)如初的過程。一些權(quán)威的社會學(xué)家認(rèn)為適應(yīng)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(huán)境，積極的理解是改變干預(yù)外界環(huán)境。另外，一些學(xué)者認(rèn)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(xí)以為常才能有這種安全感，就是所謂的適應(yīng)。

二、大學(xué)畢業(yè)生社會適應(yīng)中的心理問題

（一）工作適應(yīng)方面的心理問題

工作適應(yīng)是畢業(yè)生社會適應(yīng)的重點(diǎn)內(nèi)容。在剛進(jìn)入社會的時(shí)候，每個學(xué)生都懷揣著夢想，所以一開始的時(shí)候都是信心滿滿。但是根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，大學(xué)畢業(yè)生社會適應(yīng)調(diào)查結(jié)果顯示，有52.8%的畢業(yè)生感到自己能在工作中得心應(yīng)手，感覺一般的占16.4%，工作力不從心的占16.4%。這個調(diào)查結(jié)果并沒有性別和學(xué)科的差異，只有畢業(yè)時(shí)間的差異。通常，畢業(yè)4到5年的學(xué)生比畢業(yè)1到3年的學(xué)生情況好?？傮w來看，適應(yīng)好的人數(shù)還是占大部分的。

（二）人際適應(yīng)方面的心理問題

人際適應(yīng)也是社會適應(yīng)中需要注意的一方面。從調(diào)查結(jié)果中看，大學(xué)畢業(yè)生的人際適應(yīng)結(jié)果是在社會適應(yīng)中最好的。大部分大學(xué)畢業(yè)生與領(lǐng)導(dǎo)、同事和朋友的關(guān)系都很好，但也有一部分畢業(yè)生感到自己在人際適應(yīng)上有壓抑感。從工作開始的時(shí)候，壓抑感就產(chǎn)生了，這種壓抑感隨著時(shí)間的變長而越發(fā)強(qiáng)烈，當(dāng)達(dá)到頂峰的時(shí)候會有些回落。

（三）生活適應(yīng)方面的心理問題

生活適應(yīng)是大學(xué)畢業(yè)生社會適應(yīng)的最基本的內(nèi)容。調(diào)查結(jié)果顯示，大多數(shù)畢業(yè)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(yīng)很差的畢業(yè)生主要是因?yàn)殡S著職業(yè)生活的深入，當(dāng)初從業(yè)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(xué)畢業(yè)生社會適應(yīng)心理問題的形成原因

（一）客觀原因

1.心理素質(zhì)要強(qiáng)大才能適應(yīng)社會變革

未來社會有三大特點(diǎn)，即多樣性、短暫性和新奇性，這些特點(diǎn)都會讓人們感到不適應(yīng)。有些人對社會的變革感到恐懼。美國著名未來學(xué)家是這樣解釋這一現(xiàn)象的，人們會對未來感到痛苦，原因是人的適應(yīng)系統(tǒng)和決定事情的能力負(fù)擔(dān)過重。只有當(dāng)環(huán)境規(guī)律正常的情況下，社會才是理性的。如果社會發(fā)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(fā)展的大趨勢。人們?yōu)榱诉m應(yīng)快速發(fā)展的社會，必須要有強(qiáng)大的心理素質(zhì)，尤其是大學(xué)畢業(yè)生，如果沒有一個好的心理素質(zhì)就會對未來社會不適應(yīng)。

2.生活技能要強(qiáng)大才能適應(yīng)快節(jié)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(yīng)快節(jié)奏的社會生活的。大多數(shù)大學(xué)生從小到大的，一直過著與社會隔絕的生活，主要就是學(xué)習(xí)，所以對社會的認(rèn)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(yīng)快節(jié)奏的現(xiàn)實(shí)生活。

（二）主觀原因

1.知識儲備不足

據(jù)調(diào)查，畢業(yè)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(fā)展有關(guān)，僅僅具備某一方面的專業(yè)知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。在實(shí)際工作中，跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的問題很多，這就需要大學(xué)畢業(yè)生們掌握相近學(xué)科的專業(yè)知識，要博學(xué)多才，只有提高自身素質(zhì)才能避免在工作中的自卑感。

2.人際協(xié)調(diào)能力差

校園里學(xué)生可以張揚(yáng)個性，但是企業(yè)要求統(tǒng)一和規(guī)范，講究集體組織的力量。畢業(yè)生從業(yè)后，要了解自己的角色，學(xué)會處理人際關(guān)系，這些人際關(guān)系包括方方面面的內(nèi)容。在工作中要處理好同事關(guān)系和上下級關(guān)系；在家庭生活中要處理好夫妻、父母、子女的關(guān)系；在社會生活中，要處理好朋友鄰里的關(guān)系；在校園生活中，要處理好師生關(guān)系、同學(xué)關(guān)系等等。如果畢業(yè)生的人際協(xié)調(diào)能力差，那么自然會遇到很多困難，也會出現(xiàn)很多社會適應(yīng)的心理問題。

3.生活經(jīng)驗(yàn)的缺乏

大學(xué)畢業(yè)生由于缺乏生活實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在融入社會時(shí)，就會產(chǎn)生強(qiáng)烈的矛盾沖擊。畢竟大學(xué)畢業(yè)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(xùn)練他們的生活技能，也沒有培養(yǎng)他們的生活實(shí)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。