通信工程毕业论文范文
时间：2023-03-28 08:51:23
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篇1
超宽带（UWB,Ultra Wide Band）无线技术在无线电通信、雷达、跟踪、精确定位、成像、武器控制等众多领域具有广阔的应用前景，因此被认为是未来几年电信热门技术之一。1990年，美国国防部首先定义了“超宽带”概念，超宽带无线通信开始得到美国军方和政府部门的重视。2002年4月，美国FCC通过了超宽带技术的商用许可，超宽带无线通信在民用领域开始受到普遍关注。目前“超宽带”的定义只是针对信号频谱的相对带宽（或绝对带宽）而言，没有界定的时域波形特征。因此，有多种方式产生超宽带信号。其中，最典型的方法是利用纳秒级的窄脉冲（又称为冲激脉冲）的频谱特性来实现[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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[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
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[11] Jeffrey H.Miller,”Why UWB? A Review of Ultrawideband Technology”, NETEX
篇2
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5、空格破拆
篇3
关键词：应用技术型本科高校；特色专业；通信工程；培养方案
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）23-0192-03
一、引言
近年来，我国通信事业得到持续、快速、健康的发展，并取得举世瞩目的辉煌成就。截至2016年6月30日，我国移动电话用户总规模达到13亿，人口普及率达94.6%；移动宽带用户（3G和4G用户）总数达到8.38亿，占比达64.4%；4G用户总数达到6.13亿。另外，光纤接入用户占比超过68%，IPTV用户净增1991.7万户，总数达到6581.2万户。电话用户总抵多，位居全球第一。另外，在通信科研和生产方面，也取得长足的进步。通信产业的高速发展，促进了高等教育通信工程专业的快速发展。目前，在我国各层次大学中，开办通信工程专业的学校有近500所。在众多的通信工程专业中，制订一个适用于应用技术型本科高校，能与新技术接轨、与社会需求接轨、与学科发展接轨并具有特色的人才培养方案，显得尤为重要。
二、制订培养方案的指导思想与基本原则
（一）指导思想
贯彻党的教育方针，遵循高等教育发展规律，以培养适应区域经济社会发展、产业转型升级和公共服务发展需要的具有实践能力和创新精神的高层次应用技术型人才为目标，坚持以服务经济社会发展为宗旨，以就业为导向，专业对接产业，课程内容对应职业标准，教学过程对应生产过程；创新培养人才模式，大力推进产教融合、校企合作，采取理论教学和实训实践途径，提高学生学习、实践和创新创业能力；按照学以致用、全面发展的要求，整合课程资源，优化课程体系，更新教学内容，改革教学手段与方法，突出人才培养的实践性、应用性和技术性，全面提高应用技术型人才培养质量。
（二）基本原则
根据特色专业建设要求和应用技术型人才培养目标，制订具有特色的通信工程人才培养方案，其基本原则如下。
1.人才培养模式多样化原则。以服务经济社会发展为宗旨，以就业为导向，按照课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接的要求，遵循人才培养模式多样化的原则，创新人才培养模式。如推进产教融合、校企合作、岗位实习，探索“3+1”产教融合应用型人才培养模式，开办冠名班及订单式培养模式，“校企双导师制”培养模式，“专业方向模块”的特色培养模式，引入职业资格与工程认证教育培养模式，加强国际交流与合作，引进和改造国外人才培养方案、课程体系，开展中外联合培养模式，实现人才培养模式多样化，形成具有特色的人才培养模式。
2.贯彻通识教育理念的原则。按照适应国家和区域经济社会发展需要的高层次应用技术型人才培养目标定位，遵循人才培养内在规律，在专业教育过程中始终贯彻通识教育理念，开设系列通识教育课程。为了有利于应用技术型人才培养需要，适度压缩通识教育类课程的学时学分，增设专业导论课程，形成专业自身通识教育课程模块。通识课程教育为学生个性与全面发展、思想政治素质与文化技能素质、身体与心理素质全面发展和形成，提供必备的课程支撑。
3.课程体系整体优化原则。以社会经济发展和行业企业需求对学生专业知识、能力、技术技能结构的要求为导向，按照课程对应职业标准，照顾大多数学生学习基础和教育需求，重新审定、合理调整专业课程体系，避免专业培养同质化，突出体现高层次、有特色的应用型人才培养目标，科学设置学科基础平台课程和专业课程体系。学科基础平台课程本着够用、会用和终身学习发展必需的要求设置，压缩理论性强、应用程度不高的课程学时数，适度降低课程难度系数。
按照专业集群对应产业链的要求，引入行业企业课程，根据不同专业特点，开设职（执）业资格和工程认证课程。按照行业企业和职业岗位要求调整专业方向课程，适当开设与行业企业和职业岗位对应的微课程。根据建立现代职业教育体系的需要，在专业主干（核心）课程中，设置与专业学位研究生教育相连通的课程，为学生发展打通上升通道。
4.实践教学体系与专业培养目标相适应的原则。人才培养目标应与学校学科专业发展定位相匹配，坚持“应用性、差异化、集群化、有特色、高质量”的专业建设理念，根据学生能力形成规律和教学活动的内在逻辑关系，构建具有特色的实践教学体系。
根据专业特点，在结构上注重层次性，知识与能力上注重系统性和完备性。为了加强学生对专业知识的理解、专业技能的应用、技术能力和创新精神的形成，把课程实验、认知实习、实训、课程设计与岗位见习、学科综合实习、企业岗位操作和技术开发、毕业实习、毕业论文（设计）有机地结合起来，让第二课堂活动贯穿整个学习过程，形成相互联系、相互渗透的有特色的实践教学体系。
5.创新性原则。以转变教育思想观念为先导，在课程体系、人才培养模式、教学内容与方法、教学过程等人才培养全过程进行改革与创新，探索由相关专业组成的专业群与区域产业链的紧密对接，面向新（兴）支柱产业、高新技术产业、服务业形成应用技术型交叉专业群，促进学科专业交叉融合。注重培养学生“将理论转换为技术，将技术转换为生产力和产品”的能力，满足经济社会发展对高层次应用技术型人才的需求，提高学生、用人单位和社会对学校人才培养的满意度。
三、培养方案的基本结构
培养方案的结构主要包括：（1）专业代码；（2）培养目标；（3）专业优势与特色；（4）培养要求；（5）知识、能力、素质结构与能力实现方式；（6）指导性专业方向；（7）主干学科；（8）专业主干（核心）课程或核心知识领域；（9）学制与学位；（10）最低毕业学分；（11）专业主要实验和实践性教学要求；（12）毕业条件及其他必要说明。
培养方案所涉及的课程体系由通识教育类、专业教育类、职业技能培训类、创新创业能力训练类和集中实践教学环节、课外学分五个部分构成。
通识课程由通识教育必修课和通识教育选修课组成，强调在不同学科之间构建共同的知识结构基础平台，使学生基础扎实、知识面宽、能力强、素质高。
专业教育类课程由专业必修课和专业选修课构成。该类课程设置应本着学科专业自身的发展需要，结合行业企业要求，更新课程和教学内容。
职业技能培训类课程是培训学生从事本专业领域工作应当具备的职业技能。根据行业职业岗位和各专业实务中所需具备的职业技能，专业性职业技能培训类课程应开设职业技能证书培训课程2―3门，积极引进工程认证课程。同时，兼顾行业的发展和细分，根据经济社会发展形势，更新职业技能培训课程体系，开设3―5个学分和职业岗位对接的微课群，促进学生职业能力的提升。
集中实践教学环节贯穿在人才培养的全过程，主要由独立于理论课程开设的实验实训课程、课程设计、实习实训、专业实习、毕业实习及毕业设计（论文）、社会实践等组成。
设置10个课外学分，学生可利用课外科技文化活动时间参加教科研活动、文化活动、技能训练、科技发明创造和社会实践等，获得相应的课外学分。
四、通信工程专业培养方案的制订
（一）审视人才培养目标，适应信息通信企业的人才需求及趋势
根据“以人为本，求实创新，强化特色，协调发展”的办学思路和尊重学生个性发展的基本原则，以未来10年社会产业发展需要、科技文化发展需要和个体发展需要为出发点和落脚点，按学分制改革要求，深入研究信息通信技术快速发展对人才的需求和趋势，把握专业发展内涵，对人才培养目标进行重新审视定位，制订特色鲜明、适应性强、创新性强的培养方案。
（二）专业课程前置，技术培养提前，改革培养过程
长期以来，许多高校的通信工程专业基本上遵循这样一个课程教学习惯顺序：从高等数学开始，接着是电路分析基础、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、信号与系统……@样的顺序，虽然看起来符合一定的教学规律，但会带来一个问题。即：一些应用技术类课程，如单片机、嵌入式系统等课程的开课时间，会因基础课程的习惯性排序而被推后，甚至在大学三年级时才开课。显然，这样的培养方案很难满足应用技术型人才的培养要求，而将专业课程适当前置，就可解决这个问题。即：在大学第一学期开始上电路分析基础课程的直流电路部分，这部分内容不需要高等数学的支持，只要具备高中基础知识即可进行教学。在大学第二学期讲述交流电路时，所需的高等数学基础知识已经具备。同时，由于有了电路分析基础，这一学期可以同时开设模拟电子技术课程，这样技术培养的过程就得以提前了。
（三）创新课程体系，优化人才培养方案
以实现专业人才培养目标为着眼点，从学分制管理出发，按照“厚基础、宽口径、善创新、高素质”的人才培养思路，对本专业现有课程体系进行重新梳理，选择符合专业人才培养目标要求的课程，组合成具有培养特色的课程体系。
从课程相关性和衔接性出发，将专业教学内容体系归纳为以下四个课群。
1.学科基础课群。主要组成课程：电路分析基础、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、信号与系统、微机原理与通信接口、通信原理、高频电子线路、电磁场与电磁波。
2.信息处理课群。主要组成课程：数字信号处理、信息理论与编码、图像处理与通信、信息安全技术、数据结构与算法、数据库与信息系统、高级程序设计、数值计算方法。
3.通信系统课群。主要组成课程：交换技术、移动通信、光纤通信、通信网原理与技术、微波技术与天线、宽带无线通信、多媒体通信技术、数字电视技术。
4.应用技术课群。主要组成课程：单片机原理与应用、嵌入式系统、DSP原理与应用、EDA原理与应用、FPGA原理与应用。
针对上述课群组成教学组，对与课群相关的教材选用、教学内容选择、课时安排、教学环节衔接等问题进行研讨，使培养方案的可行性得到充分论证。
（四）加强实践教学环节的统筹规划，增加综合性、设计性和自主性实验项目
运用先进的实验仪器设备和实验装置，采用先进的现代设计工具和设计方法，使学生能够在加强基础的同时，与新技术接轨，与社会需求接轨，与学科发展接轨。在通信工程特色专业建设项目的推动下，利用通信系统综合平台、单片机应用实践平台、嵌入式系统实践平台和FPGA应用实践平台，通过建立多元化的实践教学体系，将理论体系的学习与综合实验技能相结合，针对上述四个课群，强化学生对知识体系的理解与应用，培养学生综合运用所学知识的能力。
学科基础课群综合训练与设计以系统仿真为主，信息处理课群综合训练与设计以编程实现为主，通信系统课群综合训练与设计以通信系统综合平台训练为主，应用技术课群综合训练与设计以系统设计与实现为主。
五、结语
研究并制订通信工程特色专业培养方案的过程，是推进特色专业建设的过程，是通信工程特色专业建设的阶段性成果。我们将认真落实培养方案中的各个教学环节，在方案实施阶段扎实推进师资队伍建设、教材建设、课程建设的各项工作，努力形成高质量的通信工程专业人才培养模式，为国家信息通信领域培养高质量创新人才、为应用技术型本科高校通信工程专业的建设和改革，起到重要的示范作用。
参考文献：
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Applied Science Universities' Talent Development Program of Characteristic Specialty Research and Construction
LIU Lan，YU Hua
篇4
依据高等教育指导委员会制定的电子信息工程专业的培养目标，围绕学校人才培养目标定位，“方案”从始至终体现“具有创新意识、高素质、应用型”的人才培养思路，体现以学生为本，以毕业生社会需求和就业为导向的价值观，加强学生思想品德等通用素质和能力教育，注重培养学生的社会责任感，培养方式逐步体现精细化，差异化、个性化的特征。我校电信专业明确了自己的的培养目标：本专业培养德、智、体、美全面发展，具有扎实的电子技术和信息系统等方面基本知识，掌握分析、设计、应用电子设备及信息系统的基本技能，具备良好的沟通能力和团队精神等基本素质，能在电子信息行业及各级企事业单位从事设计、应用开发以及技术管理等工作，具有创新意识的高素质应用型人才。
2电子信息工程专业人才培养方案修订遵循的基本原则
2.1充分的调查论证
(1)召开学生座谈会，征集毕业年级学生及毕业后走上工作岗位学生对“方案”的修订意见，了解学生自身需求。坚持以学生的学为中心，处理好教与学的关系。(2)邀请用人单位参与“方案”的修订。了解行业最新发展动态，邀请用人单位参与修订论证，充分考虑行业对专业人才的要求，尤其是行业协会制定的人才质量标准。(3)参照执行教育部的专业规范标准，确保专业完整性。
2.2德、智、体、美全面发展，处理好通识教育与专业教育的关系
本着“通识教育为体，专业教育为用”的思想，通识素质类教育贯穿始终，德育工作与通识类课程考核结合，学术讲座日常化，引进并开设高质量的艺术类通识教育课程。针对全国各地生源基础教育水平差异，对外语、数学、计算机课程进行分级教学。专业教育逐步向产学研合作的模式靠近，专业课程开设以业界需求为主导，鼓励与业界建立长期、稳定、互动的合作关系，鼓励“方案”的部分课程以合作教育的形式开展，包括合作办学、合作育人、合作就业、合作发展等。
2.3大力开展第二课堂教育，“方案”反映培养学生创新意识的要求设置6学分区间，给予参加学科竞赛、参与教师教、科研课题研究，参加人文、社会科学、自然科技、军事、历史、艺
术类通识课程修读，开展创业，参加职业资格认证考试、英语四、六级考试，参加计算机等级考试等学生的学分奖励，该模块是学生毕业必要条件之一。
2.4改革实践教学模式，加强实践教学环节，处理好理论教学与实践教学的关系
按照《普通高等学校本科教学工作合格评估方案》，工科实践教学比例占总学分不低于25%。根据校企合作的实际情况，改革实践教学模式，灵活多样，毕业实习以集中统一安排为主。重点让学生体验基层行业工人的工作过程，磨练意志，为走上工作岗位打下良好的基础。提倡学生的毕业论文(设计)以参与教师的教、科研课题的形式完成。重视课程设计。
2.5合理安排第四学年教学工作
根据学生职业发展需求“，方案”要考虑考取研究生深造和就业两种需求，1-10周集中安排课程，剩余时间安排毕业实习、毕业论文(设计)、准备研究生考试，确保教学秩序。
2.6教学计划统一性与灵活性相结合
随时关注行业发展需求，建立专业与行业信息交流机制，将行业发展最新的信息整合为课程资源，通过短课时的课程、讲座等形式开设，同时必须坚持“方案”的执行稳定性。
2.7分方向培养
在电子技术和信息系统的理论基础上，从第三学年开始分方向培养：嵌入式集成电路、信号与信息处理两个方向。嵌入式集成电路方向主要课程：嵌入式系统原理与应用、嵌入式操作系统、嵌入式微控制器应用、嵌入式Linux设备驱动开发;信号与信息处理方向主要课程：信息论基础、数字图像处理、DSP技术与应用、信息与网络安全。同时设置多门其他方向的选修课：通信工程、物联网工程、计算机网络、软件工程等。
3小结
篇5
关键词：产学研合作；毕业设计；创新能力
作者简介：许钢（1972-），男，安徽芜湖人，安徽工程大学电气工程学院，副教授；俞晓峰（1978-），男，安徽淮南人，安徽工程大学电气工程学院，讲师。（安徽 芜湖 241000）
基金项目：本文系2010年度安徽省教育厅质量工程一般项目（项目编号：20100733）、安徽高校省级自然科学研究产学研重点项目（项目编号：KJ2011A035）的研究成果。
中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0145-02
毕业设计是普通高等院校“应用型人才”培养计划的重要组成部分，学生通过毕业设计可以接受全面的专业训练，其创新能力、动手能力、综合分析能力、解决实际工程问题的能力会得到较大提升。近年来，高等院校特别是一些地方性高等院校的规模不断壮大，但高等教育的投入却滞后于学生规模的增长，仪器设备和实习基地的配备也略显不足，同时学生面临着日趋严峻的就业压力，这些情况对毕业设计的完成和指导工作造成了很大的影响。如何利用现有资源提升毕业设计质量，培养学生一丝不苟的科学精神和认真负责的工作态度，是值得每一位教学工作者思索和探讨的问题。
一、产学研合作教育构建本科毕业设计的新模式
安徽工程大学电气工程学院深度融合地方经济的发展，与企业开展科技合作，签订人才培养合作协议，联合开办相关本科专业，以产学研项目为切入点，逐步探索和建立了产学研合作的应用型人才培养新模式，总结了一条产学研结合提升本科毕业设计质量的新道路。
1.产学研结合构建毕业设计选题模式
选题对毕业设计的内容和方向进行了规划，是决定设计质量的首要条件。从近年毕业设计选题情况来看，存在着题目雷同、内容陈旧、理论性课题偏多、部分选题脱离专业培养目标等问题，导致学生缺乏热情和动力，严重影响了教学效果。新模式下，产学研结合毕业设计的选题工作提前至第三学年的第二学期初开展。指导教师可根据承担的研究项目，提炼出若干子课题，供学生选择；也可由教师参考安徽产学研合作网的企业需求，根据企业提出的技术参数拟定毕业设计课题；对于学院下属电子协会中部分实践经验丰富的学生，鼓励其结合企业生产实际自行选题。毕业设计的选题应坚持理论联系实际的原则，要使学生通过毕业设计掌握专业领域的最新发展动态，务求做到“真题真做”。另外，选题也可由指导教师设计不同的实现方案，即“相同选题，不同方案”，这样不仅可以满足“一人一题”的要求，而且有利于强化学生间的交流和探讨，培养团队合作精神。毕业设计的产学研选题工作结束后，课题统一上报至学院教学工作委员会，委员会对课题的深度、广度、创新性及相关工作量进行审核后，在学期末和普通毕业设计选题时同时下发，供学生选择。
2.产学研结合毕业设计指导教师团队建设和职责
在学生完成毕业设计的过程中，教师的指导对设计质量的提高起着关键作用。产学研结合的毕业设计课题，鼓励校企合作，课题的指导工作由校内指导教师和企业指导教师共同承担。校内指导教师长期工作于教学第一线，理论水平高，知识体系完备；企业指导教师长期工作于生产第一线，业务水平高，实践经验丰富。两者在共同指导学生完成毕业设计的过程中会产生交集，可以取长补短，便于学校和企业建立长期的合作关系，也有利于打造产学研一体化的良好环境。在毕业设计的不同阶段，教师承担的任务和职责也会发生变化。
（1）在毕业设计的开始阶段，学生初次接触综合性课题的实际开展工作，多少都会有些茫然和不适应。在这一阶段，校内指导教师要向学生提供一定数量的参考资料，指导和督促学生进行阅读与消化，并引导学生利用图书馆和网络相关资源查阅所需文献。在充分理解和掌握课题要求之后，教师要协助学生制订工作计划和设计方案，撰写开题报告。制订设计方案时需要与企业指导教师沟通，并依据生产实际进行完善和修改。在这一阶段，校内指导教师发挥主要作用，企业指导教师作为辅助。
（2）在毕业设计进行阶段，校内指导教师要对学生的工作进行有效监督，保证每周不少于2次，每次不少于1学时的一对一指导时间。教师要带领学生深入企业生产实际进行调研，了解企业的生产现状和工艺流程，充分发挥学生的主观能动性，调动学生完成毕业设计的积极性。对于设计中的难点和重点，教师要带领学生亲自参与研发，并联合企业指导教师进行攻关。企业指导教师对毕业设计的工程应用性进行把关，主要进行可行性和可靠性等方面的指导，并对设计的阶段性成果进行验收。在这一阶段，校内指导教师和企业指导教师要同时参与毕业设计的指导工作。
（3）在毕业设计收尾阶段，学生需要对毕业设计的成果进行综合性调试。调试是实现系统设计目标，降低运行成本不可或缺的一环，也是强化学生实践能力、提升分析和解决问题能力的主要方法。在以往的毕业设计中，调试环节通常流于形式、纸上谈兵，有时候甚至被忽略。产学研毕业设计强调“真题真做”，调试通常分成两个步骤进行：首先是在学校的实验室环境中进行功能验证性调试，其次是进行工业现场调试。验证性调试由校内指导教师协助学生完成，工业现场的调试由校内指导教师和企业指导教师同时参与指导。工业现场环境复杂、干扰较多、参数变化较快，学生在短时间内可能难以发现和解决问题，这种情况下教师可直接参与调试，学生在协助教师的过程中，同样会接受一次生动的理论联系实际的教育。在这一阶段，校内指导教师和企业指导教师要同时参与对毕业设计的指导工作。
3.产学研结合毕业设计论文撰写和成绩评定模式
在论文的撰写阶段，教师负责指导学生制定和完善论文提纲，并对论文进行审核，确保学生论文格式符合学校的相关规定。论文撰写紧密围绕设计内容进行，对于涉及到的基本理论、概念、芯片介绍一笔带过，将重心放在系统的设计、优化和调试上，在降低工作量的同时很好地保证了论文质量。同时安徽工程大学电气工程学院还实行了灵活多样的毕业论文替代机制，对于已在中文核心期刊上发表了与毕业设计相关的论文的学生，或毕业设计成果获得了省级以上奖励的学生，或毕业设计研发产品已经通过相关企业的验收并投入实际应用的学生，经学院教学委员会审核后，可以将其论文、报奖材料、设计报告作为毕业论文进行提交。
毕业设计的成绩参考学生的考勤情况、论文撰写的规范程度、答辩中的表现等方面进行评定，由校内指导教师、企业指导教师、论文评阅教师和答辩小组共同确定，其中校内指导教师和企业指导教师给出的成绩各占30%，论文评阅教师和答辩小组给出的成绩各占20%。
4.加强制度建设，保证产学研结合毕业设计的顺利进行
在产学研合作教育模式下，毕业设计需要在学校、企业间交替进行，其指导工作由校内指导教师和企业指导教师共同承担，整个过程涉及学校、企业、科研院所、教师、学生等多个方面，因此如何对新模式下的毕业设计进行规范管理显得更为重要，为此安徽工程大学电气工程学院建立了一套完整的质量保障体系，对毕业设计过程进行全程管理和过程监控。
指导教师要结合毕业设计具体内容帮助学生明确各阶段目标、督促工作进度、协调学生团队之间的衔接等，督促每一位学生都按时完成课题任务，确保毕业设计按步骤、按计划进行，从而保证课题的设计进度。
学院要成立毕业设计领导小组，强化过程管理，除开题、中期、后期三个不同阶段的常规检查之外，院系两级的教学工作委员会不定期对毕业设计情况进行抽查，并由学院的教学工作委员会对各阶段检查情况和数据进行汇总与分析，形成书面的“毕业设计完成情况汇总表”提交至毕业设计领导小组，以便及时发现和处理问题。学院同时构建了完整的毕业设计评价体系，包括学生和指导教师之间的相互评价、教学工作委员会对毕业设计指导工作的评价、毕业设计领导小组对教学工作委员会监察工作的评价，以此理顺关系，确保责任到人。
二、产学研合作教育模式下毕业设计的实践
从2009年开始，安徽工程大学电气工程学院与鑫龙电器、海螺集团、鑫科材料等企业联合指导毕业设计，结合企业的生产实际和技术难题进行选题，直接参与了产品设计、研发和技术改造，与企业建立了良好的合作关系。学校和奇瑞集团成立了应用型人才培养工作小组，联合申报了“人才培养创新实验区”，按照校企全程合作培养的新模式，推动了工程技术人才培养模式创新，学生通过毕业设计参与设计的“网络化车用仪表机芯电路”和“汽车仪表液晶显示屏”已装备于奇瑞汽车。2011年，电子信息科学与技术专业依托产学研合作项目“电动叉车停车行车电磁离合制动器的研发”，由大中机电制造有限公司的相关人员和安徽工程大学电气工程学院教师共同指导完成了“制动器力矩的数字化控制”、“电磁离合制动器的设计”、“高压吸合低压保持电路的设计”、“电磁失电启动器的设计”等多项课题，有8名学生依托该项目完成了毕业设计工作，取得了良好的成绩，其中有2名学生和企业签订了就业协议，就职于企业的研发部门。2012年，自动化专业学生在毕业设计过程中与所在企业签订就业协议的达18人，电子信息工程专业达11人，电子信息科学与技术专业达12人，通信工程专业达6人。
在产学研合作教育模式下的毕业设计真正做到了“在产品上写论文，在工程中做设计”，学生的综合应用能力、岗位适应能力、创新能力有了较大提高，就业竞争能力也得到了明显增强，学生参加工作后，用人单位的反馈良好。
三、结语
产学研结合的毕业设计模式顺应了地方经济的发展，是校企联合、互补双赢，确保应用型人才培养质量的重要措施，同时也形成了安徽工程大学“深度融合地方经济”的办学特色。产学研合作教育模式下的毕业设计，依托相关企业，充分利用了企业、高等院校和科研院所的优势资源，以企业的需求为自主创新的导向，丰富了实践教学内容，促进了教学水平的提高，形成了人才培养的凝聚力，有利于强化学生创新能力和解决实际问题能力。实践表明，产学研合作教育模式可以有效提升地方性高等院校工科专业毕业设计质量。
参考文献：
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许多高校成教IT专业实施了校企合作人才培养模式，已取得很好的成绩，但是，从我校近几届成教本科毕业生接受市场检验的结果来看，还存在一些不尽如人意的地方，具体体现在以下几个方面：
首先，由于大多数地方性本科院校所在城市为经济欠发达地区，很少有大中型以上规模的IT企业，因此与学校合作的基本上是服务和培训公司，这些公司也有自己的产品研发部门，但是基本上不可能全部吸收在本公司培训的学生，而是通过及时和充分研究分析当前的IT市场和企业需求，开设紧密与市场接轨，可以直接投入产品设计和开发的课程，培训结束后就可以无缝地将这些学生推向市场和企业。由于学习起来可以立即看到成果，这极大地提高了学生的学习兴趣和动力。通过对我校多年合作企业的课程体系的研究，我们发现有很多实验课程属于很基础的内容，例如Unix/Linux的基本操作，Oracle数据库的基本操作，An-driod系统开发的基础知识，这些市场上正在广泛使用的，可以说是最实用的开发平台和工具，在学校的实验课程体系中却较少涉及，甚至根本没有。由于公司培训的时间和强度都非常高，成教学生本来基础就相对薄弱，如果没有一点基础知识，学习的压力和难度会大大增加，可能会影响他们按时结业，甚至对学校的教育会产生一些怨言；另外，进入这些培训公司学生都需要缴纳一定的培训费用，因此把时间和金钱花费在这些学校完全可以开设的课程上，是很不经济的。
其次，在实习环节中企业和学校的需求是有矛盾的，学校希望在企业的实习能够按照专业规划的教学大纲进行，弥补学生在校内的工程设计、应用技术、项目开发能力的欠缺；而企业希望实习的学生可以直接参与生产，到第一线工作为企业带来效益。由于学生的能力和企业需求存在一定差距，往往会被分配去一些与本专业不太相关的工作岗位，把大量时间花费在非专业的任务上面。学校方面会认为学生在企业的实习不能达到专业教学目标，企业方面则认为学生不能满足企业实际需求，在一定程度上浪费了企业的资源，这样一来，校企双方存在矛盾，无法实现真正意义的全面合作。
第三，在毕业设计方面，因为毕业设计的工作都是放在最后一年进行。由于地域限制，地方性高校成教IT类本科专业学生最后一年大多在“北上广”等大城市企业中进行培训、实习；同时成教学生的就业压力比之全日制学生也要大一些，大多数学生采取了“笨鸟先飞”的策略，争取尽早找到工作，因此很难再重新召集回到学校完成6~8周的毕业设计。这样一来，指导教师不能直接面对面地指导学生，很难监控学生的毕业设计进度，难以把握毕业论文的质量，答辩也很难把学生重新召集回来统一进行，而是采取安排教师到学生所在城市的办法，由于时间仓促，工作量大，学生没有充分的时间和教师交流，修改也难以达到导师的要求，导致近几年毕业论文质量的下滑。如何解决以上近几年在校企合作培养成教IT类本科人才实践教学过程中出现的问题和困难，培养出与市场、企业无缝连接的IT人才，提高成教毕业生就业竞争力,是摆在高校教育工作者面前一个十分艰巨但又紧迫的课题。
2“课程云”实践教学研究
为了解决上述问题，我们提出高校必须改革现有校内实践教学模式，提取成教本科学生在校内所必需掌握的课程和知识，建立“课程云”的实践教学模式、以市场为导向的“就业实习”模式。
2.1“课程云”的实践教学模式
通过分析研究企业和市场需求，建立校内的实践教学资源库，根据近几年与企业的合作，我们发现目前市场需求集中在Java编程、Windows编程、嵌入式开发、Andriod项目开发、移动互联网、物联网等方面，而这些不同的方向所需的知识有些是交叉的，有些是有先后顺序的，可以将这些方向所需要的基础课程分离出来，成为实践教学资源库中的一部分，然后派送教师到企业进行专门的课程培训，并要求编写相关教材，这样教师、教材和相关实验室就构成“云滴”，系部可以根据实际需求组合若干“云滴”构成模块进行实践教学。实施“课程云”实践教学，根据企业、市场最新需求，建立并不断充实相应的教学资源库，根据学生不同兴趣和方向组合课程模块，为今后的企业培训和工作打下扎实基础。
2.2以市场为导向的“就业实习”模式
传统的学生先到企业实习，然后回到学校进行毕业设计，然后又要另外找企业就业。这种实习模式的顺序是不合理的，改革现有实习实训模式，实施以市场为导向的“就业实习”，通过对市场的深入分析，通过在校的实践课程教学、培训企业的项目实践，学生已经可以达到IT企业实际岗位的工作要求，因此“实习”也就相当于“就业”。由于学生在校内有了“课程云”实践课程的基础，在培训企业中就能完成真实的IT企业岗位所必须的岗前培训，使得学生不经过实习期就能够直接胜任岗位需求，这样减少了企业的培训开支，缩短了学生和企业的适应期，大大提高学生的一次就业质量和稳定性。
2.3“双导师制”毕业设计模式
校企合作的“3+1”模式下，学生第四学年会在企业进行就业实习，而国内大部分高校的毕业设计环节都是放在第四学年的，这样在时间安排上产生很大矛盾，因此，我们提出“双导师制”毕业设计模式。通过三年校内“课程云”的教学，学生对市场和企业的需求有了基本了解，可以确定自己将来的发展方向，在大三结束前在校内选择自己的导师。导师在学生离校前要召开毕业设计见面会，初步确定学生毕业设计的方向；学生在校外企业实习的时候，都会有项目开发环节，每个学生都会加入一个项目组，项目组的指导老师就成为学生的企业毕业设计指导老师。学生毕业设计的选题可以根据自己在项目组所承担的项目任务来展开，这样学生既在企业完成了项目开发，又可以完成毕业设计。
3结语
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在多伦多读了10个月预科课程后，我以优异的成绩被多伦多大学通信工程专业录取，并获得了5000加元/年的奖学金。那时的我，真的以为我自己很不错。在五湖学院这所采用中西结合式教学管理的预科学校里，我可谓是“出尽风头”，英语学习进步飞速，专业课1个A 、3个A+ ，如今又可以进入多伦多大学了，我能不“得意”么？然而，当我踏进大学的专业课堂后，才发现我实在轻浮得很，根本还没有体验到真正的留学。
大学课堂的下马威
加拿大的大学课堂气氛很随和。上课时，学生如有疑问或发表见解，不必征得老师的同意，便可以发言；老师也不会批评你，而是充满慈爱地鼓励你，所以教与学气氛融洽得很；碰到生动风趣的故事或评论，师生们会笑成一团。不过，我发现我为之自豪的英语水平仍旧还比当地学生差了一大截，课堂上老师讲课时语速非常快，大家讨论时带着许多俚语、方言，第一堂课下来，我只是隐约明白了老师讲了哪个方面的问题，至于讲授的内容，听懂的不到1/3。这时，我才明白，在预科里学习好并不等于就能读好大学。来到多伦多大学上学的学生，都有其各自的优势与特长，要不然也不可能被这所加拿大最著名的高等学府之一录取。我作为外国学生，与当地学生与其他英语母语国家的学生相比，首先在语言能力上就有差距。只有付出更多的努力，才会有与他们竞争的起码条件。我从此开始花比读预科时更多的时间来恶补英语，心里暗下决心，一定要在3个月内是自己完全能听懂老师的讲义。
但是，在最初的几次课里，我还是因为自己的语言能力差而不敢轻易开口，很少参与课堂上的讨论。这种情况如果是在国内，老师可能会认为我是一个老实的好学生，可在加拿大，老师就不希望学生坐在那里一言不发。当然，他们不会批评我，因为激励是这里教学的基本方针。在这里的老师眼中，每个学生都是优秀的学生，都有挖掘的潜力。所以，当我的一名专业课老师JONE看到了我这种情况，就设法调动我的积极性。在那次课堂进行大约10分钟时，学生们发言已经很踊跃了，忽然间，老师叫到了我的名字，让我谈谈对电信宽带和窄带交换网络的看法。我站起来，感到颇为惊慌，结结巴巴地说了两句，自觉词不达意，讲得一塌糊涂，登时涨得满脸通红。可老师和同学没有一个人笑话我。老师用鼓励的眼神看着我，示意我大胆地讲下去。但我还是没法完整表达我的想法，于是把我当时按自己的理解画的一个草图摆出来让老师看。老师看了后，大声说“Good, Good”，并让所有同学传示了一遍。此时，我就受到了极大的鼓舞。
老师Jone给我上了真正的人生课
Jone老师是个很会运用鼓励方的人，待人也格外亲切。他的课也讲得格外生动有趣。在课堂上几乎从不讲解课本，时不时放放幻灯片，通过生动的实物和形象把教学内容具体化，启发你去想去做。他最擅长的做法就是把课文内容分成几段，让不同的学生去读、去讨论，然后向他汇报自己的体会，通过这种方法，让我们对专业术语和词汇理解得更深。而每当我们发表自己的见解时，老师都会予以鼓励，即使我们说的肤浅可笑，他也从不嘲笑我们。
似乎他对我的印象比较深刻，在他的下一堂课时，他走进教室就叫我坐到最前面去。他说：“那样你会听得更清楚一些。”他要我一定要敢于口，多开口。说多了，语言水平就自然提高了。他表示，我的领悟能力时非常好的，很有创造力。他仍然在夸赞我画的那个示意图。在学业上，他对我很是帮助，经常要我多发言，多谈谈自己的想法。有时我在学业上遇到问题，问他，他会反问我是怎么想的，或说他也没想好，希望我们共同讨论。看着他一脸的认真，我真不知道谁是老师，谁是学生。不过，我也渐渐地理解到他在教学上的高明：让学生学会对自己的学习负责，善于用自己的脑筋去思索、去判断，并得出独立的见解，否则学到的东西再多也是死的教义，不懂得丰富与更新。
这样，我慢慢与Jone老师熟悉了。他很乐意在下课后与我交谈。在谈到中国时，他就会流露出很向往的神情。他说，有机会，他一定要去中国看看，看看那里的万里长城、苏杭美景。有时，他也会问问我对加拿大的印象。我说，这里很美丽，人很好。Jone老师于是就会跟我讲一些加拿大的风情习俗、人文地理。我真没想到，这位理工科专业的老师人文知识如此广博，并知道中国、印度许多事情。
一次，Jone老师语重心长地对我说：“你现在在加拿大的人生经历，虽然只有几年，但对你一生受益匪浅。”他似乎很能理解我们这些异国人生活维艰。他说：“要学会生活、学会自强，不能老依靠父母。无论遇到什么问题和麻烦，都应该坚持下去，坚持下去，就一定能克服困难。我知道你家里比较有钱，但你要知道，那只是你父母的钱，不是你的。父母是不可能供养你一辈子的。在加拿大这些西方国家，有钱人家的孩子同样自己打工。加拿大或美国15―18岁的青少年，一般都会找一份、两份工做，他们洗汽车、在停车场帮人停车、在公园等娱乐场所扮演小丑、在节日里给气球打气、给宠物洗澡、女生去别人家做Boby Sitter、在快餐店打工等，这些活他们都很乐意干，因为能挣到自己的钱。而超过18岁的青年一般都能自立了，如果还需要父母的钱，那也是向父母借。而最重要的是，你不仅能挣钱，而是能磨炼自己，使自己更增社会阅历和见识，使自己更加掌握生存的本领。”
到这时，我真正完全理解了他用鼓励的眼神与我探讨问题的良苦用心，也明白了到底学到什么才是最重要的――就是对自己负责。
最紧张的大四最值得怀念
而四年级的经历是我这段求学期间最为有益的经验之一。这一年的课程特别紧张，大量的实验课程、专题论文到需一定长度深度有自己见解的“毕业论文”，压得学生都喘不过气来。在图书馆，你经常可以看到一群睡眠不足、疲惫不堪的高年级学生们在昼夜奋战，叫苦连天。我当然也是其中奋战的一员，另外，此时我仍然在从事文书整理及日常事务处理这份工作。苦是可想而知的，每天在图书馆苦啃8―10小时各类相关书籍后，还要到系里对着电脑做三四个小时文书整理工作，清理那些堆积如山的资料文件。那最后的两个月，我为写长达20页的“毕业论文”查找的资料书籍大约超过了300公斤，眼睛都熬肿了。可是，当我的论文在我们的学报上发表，并被几家学术刊物转载时，那份收获的喜悦自然就洋溢于心头。而领到系里工作报酬，还受到了主管几句工作做得好的夸奖，也使我感到很快乐。还有哦，还没有毕业，我已经在多伦多市区敲定了我的工作，准备在多伦多在积累连三年工作经验。想想这些，那可都是坚持不断地努力换来的回报哟，那么一点累又算得了什么，一切都可挺过去的。
篇8
一、专业汉语课程特点
目前的专业汉语课程具有教学目标明确、教学内容广泛、专业词汇教学困难三个特点。
1.教学目标明确
与预科汉语相比，专业汉语的教学目标更加明确。即培养留学生听、说、读、写的言语技能，能够满足留学生日常学习、生活的基本交际需要。专业汉语是为了留学生的专业学习而开设的，所以教学目标更加明确、统一。
2.教学内容广泛
学历教育阶段的留学生需要学习很多门专业课，所以专业汉语的涉及范围极其广泛。以中国理工大学为例，到了第三学期，学历教育阶段的外军生长军官留学生要自主选择专业，可供选择的专业有信息与通信工程、计算机科学与技术、机械工程、土木工程、大气科学等。专业汉语涵盖理学、工学、军事学、社会科学等众多学科，所以生词数量骤增，词语难度随之增加。专业汉语教材《基础专业汉语》要求留学生必须掌握4500～5000 个普通词汇，2000～2500 个科技词汇 ，1500～2000 个专业词汇 ，以最低词汇量算，总计 8000个词汇。庞大的生词数量使留学生理解、记忆和运用汉语的难度加大，教师教学用时增多。
3.专业词汇教学困难
专业汉语词汇种类多、数量大，所以造成专业词汇教学困难。
在进行专业汉语教学时，专业词汇的意义和用法已经不能简单地透过字面进行解释了。在教学词汇时，教师不仅要联系与词汇相关的专业理论知识背景，还要讲清词汇特定的汉语含义及其适用的语言运用环境。尽管汉语教师已经具备了全面的汉语知识和对外汉语教学能力，但是对于军事、理工专业的知识了解不多。因此，在备课时，教师需要耗费大量的精力去研读专业书籍，即使这样，教师也不能确保正确解释一些艰深晦涩的专业词汇。
二、立体互动教学法
专业汉语教学的立体性很强，多点、多面是它的突出特点。从教学内容来看，每一节课涵盖一个专业的内容，体现出立体性；从教学对象来看，每位留学生都有其特点，对同一课的学习，不同的留学生会有不同的感受，也体现出立体性。专业汉语教学就是无数纵横交错的系统综合体，这一特点决定了教学方法必须体现立体性。
立体互动教学法的实质就是利用新教育理念、新技术手段和新教学方法，把教师与留学生、理论教学与实践教学、教学与考核紧密结合起来，构建一个完整的、丰富的、互动的教学模式。采用立体互动教学法，有利于高效实现教学目标，开放教学内容，丰富教学手段，最终提高留学生学习的主动性和积极性，改善课堂教学效果。
三、立体互动教学法在专业汉语教学中的运用
1.目标立体化
随着年级的提升，留学生对专业汉语的需求不断增长。以中国理工大学为例，一年级学员注重专业词汇的积累，二年级学员注重专业词汇的运用，三年级学员需要用汉语撰写毕业论文。依据学员所在年级，教师可把专业汉语的教学目标分为初级、中级和高级三个层次，教材内容应适应这三个层次的需要。初级教学目标是让留学生掌握四千个左右的基础专业汉语词汇以及与之相应的语法知识和语用知识，具备看懂本科专业领域专著和论文的能力；中级教学目标是让留学生准确无误地了解专业领域篇章，具备运用专业汉语词汇在专业领域进行交流与沟通的能力；高级教学目标是让留学生具备运用专业汉语进行论文写作的能力。
2.内容立体化
教师要根据教学目标和留学生的实际情况，适当调整教学内容。以中国理工大学为例，在教学“专业汉语哲学”时，为了解决哲学专业教学内容繁杂与教学时数较少的矛盾，教师要妥善安排教学内容，可以详细讲述教材中的重点和难点内容，略讲与其他课程重复交叉的内容，不讲资料性部分，甚至可以把略讲和不讲的部分留给留学生自学。
3.方法立体化
立体互动教学法彻底打破了传统的“一张嘴、一块黑板、一支粉笔”的教学模式，实现了以留学生为学习主体的教学理念，调动了留学生的学习主动性和积极性，提高了课堂教学效率和留学生的学习效率。
首先，教师可以利用丰富多样的导入策略。如把动作演示、互动猜词、语境填空、偏误纠正等方法导入专业汉语教学环节中。 这样一来，有效激发了留学生的学习兴趣，营造出轻松愉快的学习氛围，同时也减轻了留学生学习新词语的难度。
其次，教师要精心设计语境，利用语境来讲解词义。设置“语境”的宗旨是帮助留学生更好地理解词语的意义和用法，提高他们的语用能力。 因此，在设置课堂语境时，教师一定要突出教学的针对性，帮助留学生理解、掌握和辨析词语的作用。值得注意的是，教师强调的语境不仅包括情境语境、单句语境，还包括上下文的语境。语境教学能有效地帮助留学生理解、记忆和运用汉语，有利于快速提升留学生的语用能力。
4.与相关专业进行“互动”
教师应充分利用学校的现有资源，与相关课程进行“互动”。教学专业汉语的教师不可能精通所有专业的内容，所以要想实现教好专业汉语的目的，教师可以充分利用学校现有的资源，与相关课程进行“互动”。以中国理工大学为例，在教学法律时，专业汉语教师可以结合法律专业课程与法律专业的教师共同模拟法庭，鼓励留学生运用学到的有关法律的专业词汇审理案件。这样一来，不仅课程之间得到了互补和共长，还节约了课时，真可谓一举两得。
5.让留学生互动学习
专业汉语的学习是一个交流合作的过程，也是留学生主动学习的过程。留学生除了听教师讲授，更重要的是自己去思考、体验和建构知识。另外，留学生之间的相互学习也非常重要，在教学过程中，教师可以营造交流合作的学习环境，鼓励留学生互相启发、取长补短，共同完成新知识的学习。以中国理工大学为例，在教学通信专业知识时，教师可采用任务型教学模式。在任务前期准备阶段，教师导入“智能手机”这个话题，由于问题贴近生活，能够快速引发留学生的共鸣。然后，教师利用多媒体播放iPhone会的片段，激发留学生的学习兴趣，调动留学生的学习积极性；在任务中期实施阶段，教师要求留学生在限定时间内读懂课文大意，理解生词的意义和用法，掌握课文中的关键信息；在任务后期应用阶段，教师应精选拓展词汇，把留学生分组，让他们合作理解词汇的意思和用法，并安排留学生在下节课讲解这些词汇。这样的互动式学习，不仅调动了留学生参与教学活动的热情，还激发了留学生的学习兴趣。
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【关键词】民族高校；全日制工程硕士；双导师制；现状；对策
我国高校全日制工程硕士培养已经进入第二个五年，民族高校在工程硕士培养中积累了一定的经验，培养了一定数量高水平人才，获得了较好的社会评价，但是，在培养过程中显现的问题也比较突出。双导师制度流于形式，校外导师得不到落实，校内外导师缺乏有效沟通机制等。本文以中南民族大学电子与通信工程专业全日制工程硕士为调查对象，分析“双导师”制实施现状，探讨实施过程中反映出的问题，并给出一定建议。
一、民族高校全日制工程硕士培养“双导师”制现状与问题
1、实习基地建设滞后，双导师模式流于形式
由于我国学术型研究生教育在高校长期居于主导地位，专业学位研究生教育仍处于从属地位，[1]部分民族高校工程硕士培养仍是照搬学术型培养模式，工程硕士的培养中实习实践环节仍然没有得到足够的重视，更不用说实习基地的建设。由于实习基地建设的滞后，校外导师设立存在极大难度。
从整体来看，目前樣本高校基本能够实现全部工程硕士研究生实习实践教育，但实习实践教育主要来源于学生自主联系、导师单体项目合作。自2011年设立全日制工程硕士学位至今，该专业共建设校外实习基地5个，排除双方导师因项目合作存在研究生参与，直接在对应基地进行实习实践的研究生寥寥可数，实习基地内并没有设立专职校外导师。
调查中，部分实习基地与民族高校是存在项目合作关系的，但也仅限于校内导师与基地之间的课题合作关系。在实际研究生培养方面，并没有起到实质性的作用，工程硕士研究生的培养与指导中校内导师仍然占绝对地位。调查采访的多位研究生分别表达出“校外导师是谁并不清楚”、“项目合作中自己与实习基地的交流不深入”等现象。
2、校外导师缺乏研究生培养专业经验与相应的思想觉悟
样本高校工程硕士培养中的校外导师的主要来源于校内导师的项目合作方。对这种“兼职”校外导师现象进行调查发现，由于校内导师合作对象一般为企业，企业导师缺乏实际指导研究生的经验，在与研究生进行交流沟通的时候，仍采取企业型、市场化的沟通模式。调查中，62.2%的研究生表示校外导师并没有直接对学生进行项目进程指导，而是通过与校内导师的交流，仍由校内导师直接对学生进行任务布置与专业指导；34.7%的研究生表示校外导师与其之间的交流次数较少，主要集中在项目阶段性汇报会议上，这种汇报往往是一两个月一次，有的甚至于更长时间，同时即使在汇报会上也主要是校内外导师之间的交流。
一名正在参与项目的研究生反馈：“校外导师的角色更像是客户的角色，有时候也是团队成员的角色，体现导师的角色相对较少。”这是由于企业与高校进行项目合作的目的是实现企业方需求，从合同角度看，学校方属于服务或产品或者技术的提供者，企业属于接受者。在这种关系模式下，企业一般不负有指导研究生的责任、义务。从创造效益的角度看，企业需要的是通过合作实现更大的市场效益，在这之中帮助高校培养研究生属于不必要的附加成本。
工程硕士研究生的培养不仅仅是专业技术上的培养，同时也是思想的培养、心理的培养。由于缺乏育人觉悟，部分校外导师在与研究生接触的过程中容易按照自己的意识形态向研究生宣传消极思想，传达消极的行为作风。对于民族类高校来说，这一影响危害尤为巨大。对于民族高校，社会上仍然存在着许多不了解。有的校外导师并不了解民族类高校的实际，在不了解的情况下，通常没有注意教育方式。比如说，有研究生反映，校外导师在与日常接触中常常出现“民族高校居然也搞电信”、“民族高校学生就该是唱歌喝酒”这类言论，这些带有偏颇色彩的言论间接或直接影响着民族高校工程硕士研究生的学习积极性，甚至导致消极心理状态，影响民族高校工程硕士研究生的正常培养。
3、校内外导师在工程硕士研究生培养方面缺乏有效沟通
在样本高校中，由于实习基地建设的滞后，民族高校校内外导师的连接点主要是项目合作。这种模式下，校内外导师之间的交流主要集中在项目课题本身，而对于研究生的培养方面几乎没有有效沟通。对校内导师来说，项目合作是其教师工作的一个方面，工程硕士研究生参与项目课题，是研究生培养的一个方面，因此校内导师对于工程硕士研究生的培养有着绝对权力与义务。对于校外导师来说，项目合作是其工作的主要部分，工程硕士研究生参与，仅是因为合作高校完成项目的需要，因此，这一类校外导师对工程硕士研究生的培养不存在绝对的权利与义务。
校内导师在关注项目进行的同时，同样关注工程硕士研究生的学习科研效果，而校外导师更加关注的是项目执行进度，这种现实直接导致校内导师与工程硕士之间的沟通是较为频繁、紧密的，而校外导师对研究生的培养参与度低。这也就给校内外导师关于工程硕士培养方面的交流设置了障碍，校内导师无法就研究生课程设置、学习方面等与校外导师进行有效沟通，更不用说在民族特性方面的交流。于是，关于工程硕士培养方面的校内外导师的沟通、协调乃至探索是极为缺失的。同时，由于校内外导师的这种项目合作是建立在没有长期稳定的工程硕士实习实践基地基础上的，维持时间是有限的，调查样本中大多数校企对接的项目短则几个月，长则一到两年。换言之，从整个工程硕士研究生培养上看，即使校外导师有着较高的教育觉悟，其对工程硕士研究生的教育、培养也是非常短暂的。往往刚刚进入一个校内外导师配合的平稳期，随着项目的结束，校外导师也就撤离了。这也极大的提高了校内外导师在工程硕士研究生培养方面沟通、协调的成本。
二、对策建议
1、加强民族高校工程硕士实习实践基地建设
样本高校存在的“双导师制”问题，其主要归结于民族高校工程硕士实习实践基地建设的严重滞后。虽然样本高校对应专业已经建设有一定数量的工程硕士实习实践基地，但是其基地实际运行并没有得到落地。实习基地没有形成长效接收民族高校工程硕士进行实习实践的机制，没有专职的校外导师。
民族高校应该与实习实践基地进行有效的协调，将基地建设列入工程硕士研究生培养的重中之重。在与实习基地签订协议时，将专职校外导师人数，每年接受实习实践的具体研究生数量，具体的实习实践课程任务等进行详细的制定。政府应该高度重视民族高校实习实践基地的建设与运行，对于承担民族高校工程硕士研究生实习实践培养的企业，在政策上给予一定优惠，以鼓励更多企业与民族高校签订实习实践基地协议。
2、规范校外导师聘任及考评机制
民族高校对校内研究生导师的选聘以及考核有着非常严格的选拔与考评机制，而对于校外导师却是一个短板，这直接影响了校外导师指导工程硕士研究生的质量。
民族高校应规范校外导师聘任机制，从职业道德、专业素养等方面进行严格选拔。同时，在校外导师上岗前，对其进行民族高校校情的入职培训，在工程硕士研究生培养方案制定时，积极邀请校外导师参与，甚至邀请校外导师来校为研究生授课，参与工程硕士研究生毕业论文撰写，使校外导师对民族高校、对民族高校工程硕士培养有深入的认识，提升校外导师责任感，促进校内外导师之间的交流与沟通。
民族高校制定规范的校外导师考核机制，采取研究生、校内导师、高校、企业互评机制，对不合格的校外导师采取坚决淘汰，对合格的校外导师民族高校根据其工作参照校内导师计算工作量发放课酬。从而保证民族高校工程硕士研究生培养的健康性、专业性、可持续性，提升民族高校工程硕士研究生培养水平。
三、结语
民族高校工程硕士培养任重而道远，“双导师”制与工程硕士培养之间好比磨刀与砍柴，建立切实有效的校内外双向导师制度是保证工程硕士研究生培养成效的关键。民族高校应高度重视“双导师”建设，齐抓校外导师选聘、考核、管理，进一步提升民族高校工程硕士培养水平。
【参考文献】
