無線通信畢業論文

時間:2022-06-17 22:27:21

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第1篇

論文的選定不是一下子就能夠確定的。若選擇的畢業論文題目范圍較大,則寫出來的畢業論文內容比較空洞,以下是學術參考網小編為各位同學準備的自動化論文格式。希望能夠幫助到大家~

正文是論文的主體,系指引言之后結論之前的部分,應按GB7713--87的規定格式編寫。這一部分的形式主要是根據作者意圖和文章內容而定。

實驗為研究手段的論文或技術報告,包括以下幾個方面:

(1)實驗原材料及制備方法。主要描述研究材料的可靠性、均衡性及隨機性的情況。

(2)實驗所用設備、裝置和儀器。通用設備應注明規格、型號,如果是自己特制的裝置,應提供示意圖,并附測試、計量所用儀器的精度,使讀者得知實驗結果的可信度和準確程度。

(3)實驗方法和過程。方法包括測量儀器、測定方法、標本處理、計算方法等,過程如何進行,操作應注意事項。若有技術上的經濟性,要正確處理好學術交流與技術保密的關系。

(4)實驗結果。結果部分是示出處理后的實驗效應,包括各項指標的數據和圖像。對結果進行分析,把實驗所得的數據和現象加以解釋,闡明自己的新發現或新見解。圖表的數量應擇其要者。

寫該部分時要注意:首先是選取數據必須嚴肅認真,實事求是;其次是描述現象要分清主次,抓住本質,圖表設計要精心,使其一目了然;最后是分析問題必須以理論為基礎,以事實為依據。

撰寫理論或解析文章,應注意以下內容:

(1)解析方法。包括前提條件、提出的假設、解析的現象、適用的理論和計算的程序;

(2)解析的結果。可用圖表、公式進行整理。

(3)分析討論。對結果的可信度、誤差的評價。

范文賞析:

工業自動化論文發展趨勢

摘要:目前計算機應用產業產業在我國工業控制自動化中的應用有了很大的發展,我國工業自動化計算機應用產業系統已經形成。工業控制自動化技術以低成本工業pc基礎為主流,向智能化、網絡化和集成化方向發展。隨著計算機應用產業的發展,工業自動化計算機應用產業產業的應用領域迅速擴大,其發展趨勢難以捉摸。本文就工業自動化計算機應用產業產業的發展現狀和特點,對其趨勢進行分析與討論。

關鍵詞:工業自動化;計算機應用產業應用;發展趨勢

一、引言

工業自動化計算機應用產業是工業自動化產業基礎的核心。傳統意義上計算機應用產業用于工業生產過程的測量、控制和管理,包括計算機過程輸入、輸出通道。而今天的工業自動化計算機應用產業內涵已經遠不止這些,其應用范圍也已經遠遠超出工業過程控制與管理。

目前,在通訊、網絡、軟件及光電的整合應用之下,工業自動化計算機應用產業也不再單純局限于工業自動化領域的應用,而是結合了通訊、電子、光電、半導體及軟件等應用,扮演愈來愈重要的角色且呈現多元及定制化的設計特點。計算機應用產業在工業自動化和信息化產業鏈中處于要素市場,處于快速發展的關鍵時期,不僅加速升級改造傳統行業,而且也為新一代工業自動化計算機應用產業的應用和發展提供了良好的發展機遇。

二、工業自動化計算機應用產業發展特點

1.界限模糊。工業自動化計算機應用產業的系統、自動化、機電一體化、數控、cims等技術和學科之間逐漸滲透,界限越來越模糊,而在實際中也沒有必要把它們分得很清楚,這是實際發展的需要,也是技術發展的必然。

2.技術融合。工業自動化一些fcs、ipc、nc/cnc與dcs、plc等計算機應用產業系統體系雖然設計初衷不一,各有特色,各有適宜的應用領域,也各有不適應的地方,但技術上都存在相互補充、相互促進、彼此共存的要素。僅僅靠獨立的學習已失去傳統意義上,各種控制系統之間融合不可阻擋。

3.應用領域擴大。過去,工業自動化計算機應用產業主要應用于過程控制,如控制電、煤、化、油等連續化、流程化的生產過程;離散加工制造機械、電子、汽車等自動化生產過程;單機自動化,如數控機床、智能儀器儀表,機器人等產品機電一體化等。目前,工業自動化計算機應用產業還逐漸應用于新的增長點,如公用工程、環保、樓宇與社區、道路與交通、農業與農村等。

三、工業自動化計算機應用產業發展趨勢

在計算機應用產業市場層面來說,主要表現為:(1)工業計算機應用產業市場規模急劇增長。即使受全球金融風暴襲擊,中國工業計算機應用產業市場依然將保持較快增長。據中國計算機應用產業行業協會工業計算機應用產業分會預計:未來5年,預計中國工業計算機應用產業市場仍將保持15%以上的年平均增長速度。未來的中國工業計算機應用產業市場,競爭雖然激烈,但格局會基本穩定,不論是傳統ipc市場,還是新興領域的嵌入式計算機應用產業,在構成工業計算機應用產業系統的數據采集板和功能方面,國內企業將與國外品牌同臺競爭,外資品牌占有較大優勢。(2)市場發展前景廣闊。工業計算機應用產業產品和技術為其他各行業提供可靠的嵌入式和智能化基礎平臺。隨著信息化深入,國民經濟許多行業的關鍵任務將越來越多地依靠工業計算機應用產業,以共性技術的低成本工業自動化升級改造傳統行業做主流技術路線使中國的工業計算機應用產業受到越來越高的重視。行業信息化需求增加,工業計算機應用產業的需求就大,其市場發展前景十分廣闊。(3)長尾市場趨勢。工業計算機應用產業在不同應用上,有不同的功能需求設計,需要設計符合其功能需求的產品。因產品復雜度高,價格較低,毛利率較高,相較于商用計算機應用產業市場,仍處于藍海市場。因單品數量少而小型供應商多,呈現長尾市場特點。

 

 

 

 

2.在企業、行業發展角度來看:(1)國內企業將對市場細分敏銳把握。國產品牌規模的工業計算機應用產業企業,將會建立廣泛的直銷和服務網絡,取得長足進步。傳統ipc市場是我國工業計算機應用產業技術的發源地,將會一直是工業計算機應用產業的主戰場。(2)我國的工業計算機應用產業企業將由模仿向自主創新、由中國制造向中國創造的轉變。新一代epi,解決ipc工業計算機在多塵、潮濕、振動的環境下連接處易堵塞或氧化而接觸不良使工業計算機應用產業失效的問題,具有開放性、散熱性、抗振性、高穩定性、高可靠性等特點,而且加工工藝容易,成本低,將會得到廣泛推廣于國產數控裝置。未來幾年,本土企業會對新興行業應用敏感,對需求把握準確,率先發掘市場,推出自主創新的計算機應用產業技術。

3.在技術層面上來說,主要有以下幾點:(1)集中自動化趨向分布式自動化。傳統的工業自動化計算機應用產業按照傳統的軟件技術,采用具有強大集中運算能力的中央控制器,以面向過程的程序為軟件程序,需要做大量程序編制開發工作,還要編寫現場設備與控制系統、管理層的通信程序。com/dcom技術,提供了一種軟件架構,采用可復用的二進制軟件組件,相互通信并共享數據,為實現分布式自動化提供了技術基礎。dcom可以使com組件分布在不同的計算機上,并通過網絡相互連接,相互交換數據,構成一個完整的應用控制程序。這就意味著分布式設備、工具和應用所具備的性能起著與集中式應用一樣的作用,大大提高了系統的開放性、一致性和適用性,統一的工程和數據模型大大降低了工程項目的成本。(2)現場總線趨向以太網。近幾年,工業實時以太網技術已被工業自動化計算機應用產業廣泛接受?,F場總線到工業以太網可以進行平滑過渡,保護制造商與用戶自動化產品和解決方案問題,以最全面的profinet,automationworx為工業以太網協議。這種協議可以實現制造過程最佳化,直接訪問控制和生產級自動化數據,提供生產計劃管理系統,滿足不同的應用技術需求。通過設備描述和控制器邏輯分配,使用指定的pc工程工具實現集成,支持將自動化功能分散于各個智能子系統,從而進一步提高了系統的可用性,這種能夠不受限制的轉移現場總線為工業以太網通信,能發揮高動態性能、本地化診斷、無需設置設備系統自動組態等功能。(3)工業有線自動化趨向無線通信技術。工業無線技術通過供無線數據鏈路和靈活的網絡拓撲結構實現工廠內部設備與外部設備之間的通信提。無線通信技術具有數據傳輸速率高性價比優良、、區域廣泛、抗干擾性強、系統維護成本較低等優點,是有線通信系統發展的重要補充,將成為工業自動化領域的又一熱潮技術,據推測,無線技術的廣泛應用將使工業生產效率提高10%左右,市場需求和應用前景十分廣闊。

四、結語

如今的時代是變革的時代和推陳出新的時代。伴隨著新一代工業自動化計算機應用產業的興起,工業行業也將重新洗牌,各個行業面臨機遇與挑戰并存的局面。隨著工業自動化計算機應用產業發展的趨勢深不可測,只有抓住機遇,勇于和善于迎接挑戰,才會與新一代工業自動化計算機應用產業一起發展壯大。

 

參考文獻:

[1]劉美麗.現代工業條件下工業自動化的特點與作用[j].現代制造技術與裝備,2010(03).

第2篇

關鍵詞: 飛行試驗; 遙測傳輸; OFDM; SC?FDE

中圖分類號: TN911?34 文獻標識碼: A 文章編號: 1004?373X(2015)08?0062?04

Application prospect of OFDM and SC?FDE modulation technologies in flight test

GUO shi?wei, LIU dan, HUO jian?hua

(Testing Institute, Chinese Flight Test Establishment, Xi’an 710089, China)

Abstract: The lower spectral efficiency PCM / FM modulation mode is used in current flight test to transmit telemetry data. However, since the data needed to be transferred during the test flight has increased rapidly, it is need to expand the telemetry frequency band and use more efficient modulation mode to deal with the contradiction between flight test requirements and spectrum resource constraints. In this paper, while investigating the transmission characteristics of flight test telemetry channel, the application prospect of OFDM and SC?FDE modulation technologies which have high spectral efficiency and high anti?jamming capability in flight test telemetry data transmission is analyzed.

Keywords: flight test; telemetry transmission; OFDM; SC?FDE

飛行試驗遙測傳輸系統是無線通信系統的一個重要組成部分。隨著飛行試驗遙測傳輸的數據量越來越大;同時為了給地面指揮員提供安全可靠的決策依據,對數據接收質量要求也越來越高。高質量、高速率的寬帶無線通信已成為飛行試驗遙測系統發展的必然趨勢。在無線寬帶通信系統中,信道的多徑效應會嚴重影響通信的可靠性。采用何種方案對抗信道的多徑效應與提高系統的傳輸性能有密切的關系,在IEEE 802.16a標準中,建議了正交頻分復用(OFDM)和頻域均衡技術的單載波傳輸(SC?FDE)兩種方案應用于物理層中。同時,這兩種技術方案也是第四代移動通信的核心技術。在飛行試驗中使用頻譜效率更高的OFDM和SC?FDE調制技術,不僅可以緩解頻譜資源緊張的局面,可以有效改善試飛數據在無線傳輸時的抗干擾性能,而且對遙測系統的革新也將起到很大的推動作用。

1 無線信道傳輸特性

無線信道作為無線通信系統的重要組成部分,其傳輸性能的好壞直接影響著無線通信系統的性能。飛行試驗遙測傳輸系統作為無線通信系統的一部分,主要是指地面遙測站與試驗對象之間的通信或者是試驗對象與試驗對象之間的通信。

由于無線信道具有復雜性和時變性的特點,信號在通過無線信道時會受到多種損耗衰減。一般,將無線信號在信道中傳播受到的影響分為自由空間路徑損耗、陰影衰落和多徑衰落三種。

1.1 自由空間路徑損耗

自由空間是這樣一種空間,在其內部的電磁波的反射、繞射、折射、吸收和色散等現象均不存在。當發射端和接收端之間存在一個電磁波可直射傳播而未被遮擋的路徑時,可以通過自由空間傳播模型來預測接收信號的強度。自由空間的路徑損失公式如下:

[PL[dB]=10lgPtPr=-10lgGtGrλ24π2d2] (1)

式中:[Pt]為發射端的發射功率;[Pr]為接收端的接收功率;[Gt]為發射天線增益;[Gr]為接收天線增益,λ為電磁波的波長;d是發射端與接收端之間的直射距離。對行試驗而言,發射功率、發射天線增益和接收天線增益都是固定值,接收功率可通過遙測接收機計算得出。當遙測天線校準時,發射端和接收端之間的距離也相對固定,即可計算出路徑損耗,比對之前的數據,可初步判斷遙測傳輸信道是否受到干擾。

1.2 陰影衰落

通常把電磁波在傳播的環境中,由各種障礙物對電磁波的阻礙和遮蔽形成的電磁波陰影區稱為陰影衰落。當試驗機通過不同障礙物的陰影區時將引起陰影衰落,遙測天線接收到的信號場強值會發生變化,若變化的過程中幅值低于遙測天線的跟蹤門限,天線的自跟蹤功能將不能使用。陰影衰落可以用一個概率密度呈對數正態分布的隨機變量來描述,可由以下公式描述:

[PLd[dB]=PLd+Xσ=PLd0+10nlgdd0+Xσ] (2)

式中:[Xσ]是一個零均值的高斯分布的隨機變量;[σ]為其標準離差。

1.3 多徑衰落

由于試驗機飛行速度很快,加之為了測出試驗機的安全包線,試飛員會操作試驗機做出各種機動動作,因此遙測傳輸的信號幅度和相位可能在短距離或短時間傳播后經歷了快速劇烈的變化。當遙測數據傳輸信道的周圍存在大量的建筑物時,到達接收端的電磁波信號經歷了不同的傳播路徑,因此具有不同的傳播延遲、不同的到達相位以及不同的多普勒頻移,從而使其具有隨機分布的幅度、相位。經過不同傳播路徑到達接收端的信號會相互干擾、相互影響,共同作用,將會產生衰落現象,稱為多徑衰落。由于不同路徑分量的幅度和相位不同,到達的時間和入射角不同,致使接收端接收到的復合信號在幅度和相位上會產生嚴重的失真。多徑傳播時電磁波信號會在時間上展寬,從而帶來符號間的ISI干擾。尤其是在試驗機起飛和著陸階段,ISI干擾造成遙測數據誤碼率增高,影響指揮員的及時決斷;同時由多徑產生的幅度變化會影響遙測天線的跟蹤性能。在飛行試驗時主要考慮的是多徑傳播、高速飛行時的多普勒頻移、高數據速率等因素。

2 OFDM與SC?FDE調制技術

2.1 OFDM調制技術

OFDM調制技術采用可以使信道頻譜重疊,但又互不影響的頻分復用(FDM)來并行傳輸數據,從而大大提高了頻譜的利用率。一般無線信道的頻率響應具有頻率選擇性,但對于每個子信道是相對平坦的,加之在每個子信道上進行的是窄帶傳輸,且信號的帶寬遠遠小于信道相關帶寬(取決于所選子載波數目),因此可以大大消除符號間的干擾。

OFDM 的核心思想是將數據流通過串并變換后,變成多路速率較低的子數據流,從而使得OFDM 符號長度比系統采樣間隔長很多,因此降低了由于時間彌散引入的符號間干擾(ISI)。在實際應用時,在傳輸數據中插入循環前綴,用來消除多徑傳播帶來的符號間干擾(ISI),同時也可以避免子載波間干擾(ICI)。如圖1所示為OFDM 系統的框圖。

發射端,先將調制后的串行數據流進行串/并變換,然后把并行數據通過傅里葉逆變換(IFFT)從頻域變換到時域,最后插入循環前綴(CP)通過無線信道發送出去。接收端與發射端的操作程序相反,移除循環前綴(CP)之后,通過傅里葉變換(FFT),將接收到的時域數據變換到頻域后進行信道均衡。IFFT與FFT變換的表達式如下:

IFFT變換:

[xk=1Ml=0M-1Xlexpj2πlkM, 0≤k≤M-1] (3)

FFT變換:

[Xl=k=0M-1xkexp-j2πklM, 0≤l≤M-1] (4)

OFDM調制的缺點主要有:對頻率偏移和相位噪聲敏感,尤其是與TDMA,CDMA和FDMA等多址方式結合使用時,數據同步器的設計尤為重要,同時由于需要采用相干檢測,需采用高效的信道估計器,以方便均衡器的設計;由于OFDM系統是由一系列相互獨立的調制子載波組成,且數目較多。因此會有概率出現較大的峰均比(PAPR)。為了能夠不失真地傳輸這些高PAPR的OFDM信號,發送端對高功率放大器的線性度要求很高且發送效率極低。雖然OFDM調制有其技術局限性,但可明顯改善無線信道的性能:抗多徑干擾,便于信道估計,易于實現頻域均衡,在飛行試驗起飛和著陸階段時可消除碼間干擾(ISI);陡峭的頻譜,頻譜利用率較高,有效地緩減了現行飛行試驗時遙測頻譜資源緊張的局面;易于實現天線分集和 MIMO 系統,為建設遙測天線陣列提供了技術支撐;因此OFDM在眾多國際標準中得到采用,將是未來寬帶無線通信的主流技術。

2.2 SC?FDE調制技術

單載波頻域均衡(SC?FDE)系統并非常用的單載波系統,而是在OFDM系統的基礎上發展起來的一種分塊傳輸系統,將系統的均衡技術放在頻域上進行,而非傳統單載波系統那樣在時域進行均衡。SC?FDE的系統框圖如圖2所示。可以得出,SC?FDE系統與OFDM系統結構基本上是相同的,所不同的是SC?FDE系統將IFFT模塊放在了接收端。這樣在發送端,數據是在時域上經過調制之后直接送入信道進行傳輸,而非OFDM系統在頻域上調制。接收端接收信號后,經過FFT變換后,在頻域進行信道均衡,最后利用IFFT變換回時域。

SC?FDE系統既實用單載波傳輸方式,還保留了OFDM 系統處理信號的方法,因此SC?FDE系統兼具多載波技術(OFDM)和單載波技術的優點。與OFDM 相比,SC?FDE具有的優點有:

(1) 當電磁波傳輸存在時延擴散時,SC?FDE系統可取的與OFDM系統有近似的均衡性能,因SC?FDE均衡系統的復雜度與電磁波多徑擴散的對數成正比,因此接收端可以方便地對信號進行相關處理。

(2) 由于OFDM系統是由多個子信號疊加而成,若某一時刻,多個信號的相位一致,疊加信號的瞬時功率將遠遠大于信號的平均功率,導致較大的PAPR,功放相比SC?FDE系統需要更寬的線性范圍。

(3) SC?FDE對頻偏的敏感性要比OFDM小很多,從而部分減小了接收時頻率同步的代價。但單載波的信號映射方式不利于復用是SC?FDE的不足之處。

2.3 OFDM 和SC?FDE 的性能比較

本文從信道容量及峰均比兩個方面對比OFDM和SC?FDE系統,通過公式計算來比較二者的性能。

3 結 語

在對無線信道傳輸特性分析的基礎上,得出飛行試驗遙測數據傳輸時所關心的傳輸損耗,同時給出多徑傳播所引起的信號衰落的解決辦法。再對比OFDM與SC?FDE調制技術時,發現這兩種調制技術均適應與飛行試驗中遙測數據傳輸,與傳統的PCM/FM調制方式相比,不僅提高了頻譜利用率,緩解了遙測頻譜資源緊張的局面;同時較高的頻譜效率提供了更高的數據傳輸速率,可以應對先行飛行試驗遙測數據傳輸高速率的需求;而且通過自帶的均衡消除了碼間串擾,大大增加了數據在傳輸時的可靠性,降低了誤碼率,為地面指揮員做出及時、正確的判斷提供了強有力的保障,也為飛行試驗多目標監控提供了技術支持。

1.3 多徑衰落

由于試驗機飛行速度很快,加之為了測出試驗機的安全包線,試飛員會操作試驗機做出各種機動動作,因此遙測傳輸的信號幅度和相位可能在短距離或短時間傳播后經歷了快速劇烈的變化。當遙測數據傳輸信道的周圍存在大量的建筑物時,到達接收端的電磁波信號經歷了不同的傳播路徑,因此具有不同的傳播延遲、不同的到達相位以及不同的多普勒頻移,從而使其具有隨機分布的幅度、相位。經過不同傳播路徑到達接收端的信號會相互干擾、相互影響,共同作用,將會產生衰落現象,稱為多徑衰落。由于不同路徑分量的幅度和相位不同,到達的時間和入射角不同,致使接收端接收到的復合信號在幅度和相位上會產生嚴重的失真。多徑傳播時電磁波信號會在時間上展寬,從而帶來符號間的ISI干擾。尤其是在試驗機起飛和著陸階段,ISI干擾造成遙測數據誤碼率增高,影響指揮員的及時決斷;同時由多徑產生的幅度變化會影響遙測天線的跟蹤性能。在飛行試驗時主要考慮的是多徑傳播、高速飛行時的多普勒頻移、高數據速率等因素。

2 OFDM與SC?FDE調制技術

2.1 OFDM調制技術

OFDM調制技術采用可以使信道頻譜重疊,但又互不影響的頻分復用(FDM)來并行傳輸數據,從而大大提高了頻譜的利用率。一般無線信道的頻率響應具有頻率選擇性,但對于每個子信道是相對平坦的,加之在每個子信道上進行的是窄帶傳輸,且信號的帶寬遠遠小于信道相關帶寬(取決于所選子載波數目),因此可以大大消除符號間的干擾。

OFDM 的核心思想是將數據流通過串并變換后,變成多路速率較低的子數據流,從而使得OFDM 符號長度比系統采樣間隔長很多,因此降低了由于時間彌散引入的符號間干擾(ISI)。在實際應用時,在傳輸數據中插入循環前綴,用來消除多徑傳播帶來的符號間干擾(ISI),同時也可以避免子載波間干擾(ICI)。如圖1所示為OFDM 系統的框圖。

發射端,先將調制后的串行數據流進行串/并變換,然后把并行數據通過傅里葉逆變換(IFFT)從頻域變換到時域,最后插入循環前綴(CP)通過無線信道發送出去。接收端與發射端的操作程序相反,移除循環前綴(CP)之后,通過傅里葉變換(FFT),將接收到的時域數據變換到頻域后進行信道均衡。IFFT與FFT變換的表達式如下:

IFFT變換:

[xk=1Ml=0M-1Xlexpj2πlkM, 0≤k≤M-1] (3)

FFT變換:

[Xl=k=0M-1xkexp-j2πklM, 0≤l≤M-1] (4)

OFDM調制的缺點主要有:對頻率偏移和相位噪聲敏感,尤其是與TDMA,CDMA和FDMA等多址方式結合使用時,數據同步器的設計尤為重要,同時由于需要采用相干檢測,需采用高效的信道估計器,以方便均衡器的設計;由于OFDM系統是由一系列相互獨立的調制子載波組成,且數目較多。因此會有概率出現較大的峰均比(PAPR)。為了能夠不失真地傳輸這些高PAPR的OFDM信號,發送端對高功率放大器的線性度要求很高且發送效率極低。雖然OFDM調制有其技術局限性,但可明顯改善無線信道的性能:抗多徑干擾,便于信道估計,易于實現頻域均衡,在飛行試驗起飛和著陸階段時可消除碼間干擾(ISI);陡峭的頻譜,頻譜利用率較高,有效地緩減了現行飛行試驗時遙測頻譜資源緊張的局面;易于實現天線分集和 MIMO 系統,為建設遙測天線陣列提供了技術支撐;因此OFDM在眾多國際標準中得到采用,將是未來寬帶無線通信的主流技術。

2.2 SC?FDE調制技術

單載波頻域均衡(SC?FDE)系統并非常用的單載波系統,而是在OFDM系統的基礎上發展起來的一種分塊傳輸系統,將系統的均衡技術放在頻域上進行,而非傳統單載波系統那樣在時域進行均衡。SC?FDE的系統框圖如圖2所示??梢缘贸?,SC?FDE系統與OFDM系統結構基本上是相同的,所不同的是SC?FDE系統將IFFT模塊放在了接收端。這樣在發送端,數據是在時域上經過調制之后直接送入信道進行傳輸,而非OFDM系統在頻域上調制。接收端接收信號后,經過FFT變換后,在頻域進行信道均衡,最后利用IFFT變換回時域。

SC?FDE系統既實用單載波傳輸方式,還保留了OFDM 系統處理信號的方法,因此SC?FDE系統兼具多載波技術(OFDM)和單載波技術的優點。與OFDM 相比,SC?FDE具有的優點有:

(1) 當電磁波傳輸存在時延擴散時,SC?FDE系統可取的與OFDM系統有近似的均衡性能,因SC?FDE均衡系統的復雜度與電磁波多徑擴散的對數成正比,因此接收端可以方便地對信號進行相關處理。

(2) 由于OFDM系統是由多個子信號疊加而成,若某一時刻,多個信號的相位一致,疊加信號的瞬時功率將遠遠大于信號的平均功率,導致較大的PAPR,功放相比SC?FDE系統需要更寬的線性范圍。

(3) SC?FDE對頻偏的敏感性要比OFDM小很多,從而部分減小了接收時頻率同步的代價。但單載波的信號映射方式不利于復用是SC?FDE的不足之處。

2.3 OFDM 和SC?FDE 的性能比較

本文從信道容量及峰均比兩個方面對比OFDM和SC?FDE系統,通過公式計算來比較二者的性能。

3 結 語

在對無線信道傳輸特性分析的基礎上,得出飛行試驗遙測數據傳輸時所關心的傳輸損耗,同時給出多徑傳播所引起的信號衰落的解決辦法。再對比OFDM與SC?FDE調制技術時,發現這兩種調制技術均適應與飛行試驗中遙測數據傳輸,與傳統的PCM/FM調制方式相比,不僅提高了頻譜利用率,緩解了遙測頻譜資源緊張的局面;同時較高的頻譜效率提供了更高的數據傳輸速率,可以應對先行飛行試驗遙測數據傳輸高速率的需求;而且通過自帶的均衡消除了碼間串擾,大大增加了數據在傳輸時的可靠性,降低了誤碼率,為地面指揮員做出及時、正確的判斷提供了強有力的保障,也為飛行試驗多目標監控提供了技術支持。

參考文獻

[1] 王新征.OFDM與SC?FDE中的信道估計與均衡[D].濟南:山東大學,2005.

[2] 曾興雯,劉乃安,孫獻璞.擴展頻譜通信及其多址技術[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004.

[3] 杜雪.SC?FDE系統的同步技術研究[D].西安:西安電子科技大學,2004.

[4] 黃信安,李亞.基于PCM?FM體制下遙測作用距離研究[J].現代電子技術,2012,35(9):16?18.

, 2002, l: 27?36.

[6] 王文博,鄭侃.寬帶無線通信OFDM技術[M].北京:人民郵電出版社,2003.

[7] 張偉.OFDM系統信道估計與均衡[D].濟南:山東大學,2004.

[8] CHEN Pei, KOBAYASHI Hisashi. Maximum likelihood channel estimation and signal detection for OFDM systems [C]// Proceedings of 2002 IEEE International Conference on Communications. [S.l.]: IEEE, 2002, 3: 1640?1645.

[9] 趙曉菲.SC?FDE系統中信道估計技術研究[D].杭州:杭州電子科技大學,2011.

第3篇

關鍵詞:立人教育;實踐教學改革;人文素養

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)47-0106-02

一、引言

2010年,我國制定的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020)》中提出:教育改革要貫徹素質教育,促進學生全面發展,指出了我國高等教育中存在的主要問題在于創新型、實用型、復合型人才緊缺,學生社會適應能力和就業創業能力不強。高等工程教育的主旨首先是要“立人”,其次才是將學生培養成合格的工程技術人員。在很長的一段時間里,高等工程教育片面地強調知識和技能,而忽視了學生的人文素養,導致了工科學生創新能力不強,社會適應能力很差。在這個大眾創業、萬眾創新的時代,起決定性因素的卻往往是個人的綜合素質,而不僅僅是人的知識和技能,所以在實踐教學過程中不但要傳授學生專業知識,提高工程實踐能力,而且要通過實踐教學培養學生的人文素質,讓學生體會人文知識的重要性。只有真正重視學生的全面發展,學校才能在四年的時間里培養出卓越的工程師和行業的弄潮兒,而不只是局限于技師和匠人?;诖耍鳛楹鲜〉牡胤叫跃C合院校,根據自身辦學特點和學校目前的實踐教學現狀,以“立人教育”為指導,應用性人才為培養目標,深化實踐教學改革,構建合理的實踐教學體系。

二、完善和創新實踐教學體系

秉承吉首大學“立人教育”的理念,依據專業人才培養方案,緊扣企業對通信專業人才的能力要求,以學生為中心突出學生個性,根據學生在不同學習階段的知識結構和能力結構,按照一、二學年重基礎,三、四學年重創新的思路,分為“基礎技能、專業能力、工程實踐、應用創新”四個階段完善和創新學科實踐教學體系。

基礎技能階段:改革實踐教學,確保學生能夠盡快適應大學學習方式和環境,改變中學學習慣性,充分熟悉計算機系統,掌握常用工具軟件的使用,對專業有一定的認識和了解,建立初步的工程素養和思維方式。

專業能力階段:改革實踐教學,確保學生能夠直觀和深刻地理解專業基礎知識,有意識地引導學生學會獨立分析和思考知識中的重點和難點,進一步加深對專業的理解,讓學生通過實驗夯實基礎知識,鍛煉學生動手能力,激發學生的學習興趣和熱情,培養學生正確的價值觀和審美情趣。

工程實踐階段:改革實踐教學,確保學生能夠綜合應用專業知識和專業基礎知識,引導學生解決企業工程實際和生活中的問題,并鼓勵學生創造性地解決問題。讓學生通過實驗能夠解決實際問題,并在實踐中培養自己的創新思維和團隊協作意識。

應用創新階段:改革實踐教學,確保學生能夠了解專業發展方向和熱點,學習行業中的新技術,并能夠利用新技術解決實際問題,通過在實習基地完成畢業實習,熟悉企業研發和工程模式,完成行業技能培訓與職業資格認證,進一步對學生的創新能力,實踐能力和綜合素養進行全方位地培養和鍛煉。

三、打造一流教學實驗平臺

實驗室建設是特色專業建設的基礎,在充分調研和論證的基礎上,對通信工程實驗室建設進行了統一規劃,分四個層次構建實驗平臺:公共教學實驗室、專業基礎實驗室、專業實驗室、研究性實驗室。目前,建設有“移動通信綜合實驗室”、“嵌入式技術實驗室”、“PCB制板實驗室”等綜合性實驗室,建設有“通信仿真實驗室”、“DSP技術仿真實驗室”、“MATLAB仿真實驗室”等設計性實驗室,與企業聯合建設有“3G移動通信實驗室”,已經初步形成通信專業人才培養的實驗室體系。在充分利用現有實驗平臺的基礎上,將進一步加強實驗室的建設力度,完善與華為浙江通信技術公司聯合建立的“3G移動通信實驗室”,與華為浙江通信技術公司協作籌建無線通信設備E-LAB,構建基于MATLAB和LabVIEW的相關通信專業課網絡虛擬實驗室,探索建立移動互聯虛擬實驗室。

四、構建綜合創新實驗平臺

通信工程專業積極推進綜合創新實驗平臺建設,首先,積極與長沙拓建信息科技有限公司和長沙智能制造研究總院等企業展開合作籌建創新人才培養基地、大學生創業平臺,讓學生參與企業項目和產品研發;其次,繼續完善校級創新工作室管理制度和人才培養模式,發揮學科競賽在實踐創新中的重要作用,實施“一專業一競賽”的計劃,以學科競賽作為推進器,積極引導學生根據自身特長有選擇性地參加相關專業學科競賽,培養學生創造性地解決實際問題的能力;再者,準備啟動“學生創新能力培養行動”,形成了老師和學生共同參與學生科技創新活動的良好氛圍,積極鼓勵學生參與教師科研團隊,鼓勵教師指導學生承擔大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目,制作課外科技作品和吉首大學本科生專項科研項目,以培養學生研究性學習和自主探究的能力。

五、加強校外實踐教學基地建設

通信工程專業將新一代移動通信技術、物聯網技術與應用、現代電子通信技術在工業信息化過程中的應用作為校企合作育人過程中重點的培養方向,主要涵蓋“新一代移動通信技術與網絡優化”、“嵌入式與物聯網技術及其應用”、“工業4.0及信息技術”、“Android手機應用開發”等四個方向,積極開展與華為浙江通信技術公司、長沙拓建科技信息公司、北京千鋒互聯科技有限公司、深圳嵌云通信科技有限公司等企業的合作,加強校外實踐教學基地建設,共同制定人才培養方案,共同組建教學團隊,共建校企一體的實訓基地,共同完成課程見習、畢業實習以及畢業論文等實踐教學環節。選派優秀老師進行企業培訓以及企業選派技術人員共同作為專業知識教學以及各實習階段指導教師,對學生工作情況進行考核評價。根據企業需求和學生自己的意愿,大力推進學生進行從業資格認證和企業資格認證。

六、結論

實踐教學對于培養學生的實踐精神、創新意識、科學素養和動手能力有著重要的作用,而推動實踐環節中人文素質的培養,進一步提高學生的團隊協作精神、正確的思維方式和價值觀念有著積極的意義,是貫徹素質教育,促進學生全面發展的一種途徑。文中對通信工程專業實踐教學體系、教學實驗平臺、創新實驗平臺和校外實習基地的構建和完善進行了探索,并將“立人教育”理念融入其中,實踐表明,實踐教學改革對學生培養和學科建設有著積極的作用,相信能夠為國家培養更多復合型、應用型和創新型的人才。

參考文獻:

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[2]崔琦,王晶.加強高等工程教育實踐教學中的人文素質培養[J].高等工程教育研究,2013,(1):177-180.

第4篇

關鍵詞:實踐教學;科技創新;綜合設計

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)04-0104-02

針對大學生中普遍存在實踐創新能力亟待提高的現狀,在教學中積極推進實驗教學環節的改革,增加實踐教學的比重,強化實踐教學環節,提高學生實踐創新能力。一直以來,學校非常重視實踐性教學環節的改革與建設。在專業實驗室建設中,投資大量資金,用于購置實驗教學設備,購進諸如EDA實驗開發系統、嵌入式操作平臺、DSP開發軟硬件系統、LabView系統軟件、PROTEUS專業仿真軟件等高科技、綜合性實踐教學設備,保證了實驗室提供各種層次的實驗教學平臺,為實驗及實踐教學提供了牢固的物質保障。如何真正將理論聯系實際,通過強化實踐教學環節,完善大學生的創新培養機制,培養學生的科技創新能力,結合多年教學經歷,提出以下幾點構想。

一、合理規劃課程結構,培養實踐創新能力

大學生從跨進大學校門開始,就為他們四年的培養安排了相應的指導性教學計劃,其中就有各種實驗、實習等實踐環節的課程,就電子技術類實驗課程有《電路分析》、《模擬電子線路》、《數字電路》、《機電傳動控制》、《傳感器檢測技術》、《微機原理》、《單片機技術應用》、《EDA技術》、電子技術綜合課程設計等。在傳統的實驗教學中,開設的驗證性實驗項目多,教師包辦一切,學生在指定的時間進入實驗室,按照教師的講述和實驗指導書一步一步去完成。這種教學方法是一種典型的“灌輸式”教學法,學生很難有獨立思考的空間和自由發揮的余地,更談不上有所創新、有所突破。為了克服傳統實驗項目設置上的缺點,修訂新的學生培養計劃和實驗教學內容,對專業基礎課程安排一定比例的綜合性、設計性實驗項目。綜合性實驗涉及的教學內容廣、系統全面,能夠培養學生綜合、靈活運用所學知識的能力。設計性實驗從形式上迫使學生無法按圖索驥的完成實驗任務,必須調動個人的思維和創造性,有助于培養學生的自主意識、創新意識和創造能力。

二、重視課程設計環節,提升學生的動手能力

為了保證學生真正掌握所學的課程并能應用自如,在每門專業主干課程后,都配套有課程設計環節,以提高學生綜合運用課程知識和綜合設計的水平,課程設計分為三個階段完成。

1.在專業基礎課配套課程設計,培養學生設計能力和動手能力。在學生大二完成《電路分析》、《模擬電子線路》、《數字電路》專業基礎課后,配套《電子系統綜合設計》課程設計,課程設計內容以基本電路設計為核心,針對模擬及數字電路內容進行綜合實踐。指導學生完成中規模的電路系統設計,例如:針對模擬信號的放大電路設計、濾波電路設計、應用正反饋的信號發生器設計等,針對數字信號,完成數字鐘設計、智能搶答器設計、模擬交通燈設計等。在課程設計中,突出培養學生的設計及動手能力。在設計階段,應用MULTISIM軟件進行電路設計,電路的正確性及元器件的參數修正及計算通過軟件仿真最終確定。在硬件實現階段,所設計的系統在軟件上仿真通過實現后,需要在實驗板上連線、焊接、調試通過完成。在這一環節,通過學生親手將功能芯片、阻容元件焊接在實際電路板上,并通過調試將題目要求的功能全部實現,對于學生的實際動手能力的提升具有重要意義。

2.在每門主干專業課程完成后配套課程設計,以提高學生對專業技術的應用能力。在這一階段的課程設計中,更突出設計內容的綜合性,并適當增加設計應用技術的難度。以《單片機課程綜合設計》為例,在課程設計的選題上,發揮廣大教師的積極參與,不斷對課程設計的題目進行更新,修改課程設計的內容,增加設計性、綜合性設計內容。目前,開設的新增加的課程設計題目包括:基于CAN局域網絡的遠程數據采集板卡設計實現;基于凌陽單片機的音樂播放器設計開發實例;基于I2C總線的公交語音報站播放器設計;基于ZIGBEE無線通信系統設計;通過大量新穎的具有高技術含量的綜合設計,充分調動學生的熱情,讓學生從實驗中既學到知識,由學會探索問題進而解決問題,發揮潛能,提高創造能力。

3.通過智能儀器綜合實踐,將工程應用與課程教學緊密結合。智能儀器綜合實踐環節是測控專業第七學期開設的一門綜合性設計類課程,是學生在學習完成大學主要所有主干專業課程后的一次設計性實踐,其特點是具有系統性和工程性。經過這次課程設計后,學生即將進入畢業設計階段,因此,課程設計的效果對后期畢業論文的順利進行及后期學生的就業意義重大。

在課程設計中,注重將大學所學知識的綜合運用,因此從設計內容層面,涉及單片機、EDA、模擬電路、數字電路及數字信號處理各個學科的綜合知識。除此而外,為增加設計內容的工程性,增加電子線路板設計及繪制環節,為學生講解PCB電路板的設計方法及技巧,多層電路板的設計技術及高速電路板的設計,等等,進一步提高學生應用所學知識進行工程綜合設計的水平。

三、積極開展科技創新活動,提高大學生的科技創新能力

學校每年投入近百萬資金,組織開展大學生科技創新活動?;顒硬捎脤W生自主申報的形式,學生是項目負責人,由學生根據項目需求,聯系專業課教師作為指導教師。按照項目具體需求,學生進行項目規劃、經費預算,完成項目申請報告。項目執行過程中,為提高創新能力和獨立進行系統設計能力,采用以學生設計為主、教師指導為輔的方式,學校通過項目匯報、中期檢查及結題報告的形式,監督項目的進行,保證完成的質量。項目完成時間期限一般為1―2年,受益面達到30%以上。學生一般可以在大學一、二年級提出申報項目,然后根據科技創新項目的內容要求,在接下來的學習中逐漸豐富自身的知識和能力,在學習中逐步把項目完成。通過以學校的行為開展科技創新,鼓勵學生參加創新實驗項目,激發對實踐技能的學習熱情,吸引大學生積極參與進來,在學生中營造一個科研開發與實踐創新的良好風氣。激發學生對電子專業課程的學習興趣,使學生由被動學習狀態轉入主動學習狀態,并以此鼓勵學生開拓進取,逐步把自己培養成高素質、強能力、厚知識的新型人才。

四、結語

實驗教學對于引導學生掌握科學的思維方法,培養綜合分析問題和解決問題的能力,嚴謹求實的工作作風和協同工作的團隊精神,等等方面具有獨特的、不可替代的作用。實驗教學與理論教學互為依托,相輔相承。以培養學生的實踐能力、創新能力和提高教學質量為宗旨,以實驗教學改革為核心,以高素質實驗教學隊伍和完備的實驗條件為保障,全面提高實踐教學水平,有利于全面推進學生知識、能力、素質協調發展,有利于培養厚基礎、強能力、高素質的創新人才。

參考文獻:

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[4]江錦花.大學生科技創新與開放實驗室管理模式[J].實驗室研究與探索,2009,(12):32-48.

Enhance the Experiment Teaching Improve the Mechanism of College Students' Innovation

WEI Xue-liang,CAO Xu-dong,LI Jun-jie

(College of Geophysics and Information Engineering,China University of Petroleum,Beijing 102249,China)

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