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時(shí)間:2023-02-27 11:20:47
序論:寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來(lái)了七篇信號(hào)與通信論文范文,愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。

論文關(guān)鍵詞:CDMA,擴(kuò)頻通信MATLAB,通信系統(tǒng)
一、MATLAB完成一個(gè)簡(jiǎn)單通信系統(tǒng)仿真所需的基本工作
1.1、信道調(diào)制
首先完成的是信道調(diào)制的工作,其調(diào)制結(jié)果如下圖所示:
從上圖圖中我們可以看出,經(jīng)過(guò)BPSK調(diào)制的系統(tǒng)性能較直接發(fā)送數(shù)據(jù)有了很大的提高。其原因是經(jīng)過(guò)BPSK調(diào)制之后,在接受端的判決電平就由原來(lái)的0.5變?yōu)?,其判決電平的變化直接使得系統(tǒng)的抗噪聲性能有了大大的提高通信系統(tǒng),所以其誤碼率跟沒(méi)有調(diào)制之前比較,下降了很多。
ber =(沒(méi)有經(jīng)過(guò)調(diào)制直接發(fā)送數(shù)據(jù)的誤碼率)
Columns 1 through 7
0.1967 0.14500.1733 0.1400 0.09500.0771 0.0567
Columns 8 through 10
0.03640.0189 0.0147
ber =(經(jīng)過(guò)BPSK調(diào)制再發(fā)送數(shù)據(jù)的誤碼率)
Columns 1 through 7
0.06880.0340 0.0179 0.01250.0056 0.0024 0.0009
Columns 8 through 10
0.00020.0000 0.0000
1.2、不同信道比較
上面進(jìn)行的是在相同的信道下,未經(jīng)過(guò)調(diào)制直接發(fā)送與經(jīng)過(guò)BPSK調(diào)制后再發(fā)送兩種情況下系統(tǒng)的性能比較。接下來(lái)要進(jìn)行的是經(jīng)過(guò)BPSK調(diào)制以后,不同信道下系統(tǒng)性能比較。比較結(jié)果如下圖所示:
上圖中的兩條曲線(xiàn)分別是在BPSK調(diào)制下,信號(hào)在A(yíng)WGN信道模型和瑞利衰落模型條件下產(chǎn)生的,從圖中可以看出,瑞利信道要比AWGN信道惡劣的多,在SNR提高到30dB下,系統(tǒng)性能還比AWGN信道下差了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)論文格式模板。
ber =(GAUSS信道下的誤碼率)
Columns 1 through 7
0.06000.0385 0.0196 0.01040.0069 0.0026 0.0007
Columns 8 through 10
0.00020.0000 0.0000
ber =(瑞利信道下的誤碼率)
Columns 1 through 7
0.12330.1420 0.1425 0.05000.1667 0.0967 0.0340
Columns 8 through 14
0.03930.0286 0.0134 0.03840.0125 0.0178 0.0098
Columns 15 through 21
0.00590.0043 0.0090 0.00430.0030 0.0015 0.0016
Columns 22 through 28
0.00590.0047 0.0011 0.00090.0005 0.0005 0.0002
Columns 29 through 30
0.00020.0001
二、CDMA多用戶(hù)傳輸系統(tǒng)
2.1、實(shí)現(xiàn)多用戶(hù)抗多址干擾傳輸,研究擴(kuò)頻序列互相關(guān)性與系統(tǒng)性能的關(guān)系
從圖中可以看出通信系統(tǒng),多用戶(hù)傳輸系統(tǒng)的性能會(huì)比單用戶(hù)的性能差,表現(xiàn)為在同等SNR條件下,誤碼率較單用戶(hù)高。同時(shí)系統(tǒng)的性能也跟擴(kuò)頻碼的相關(guān)性有關(guān),當(dāng)擴(kuò)頻碼相關(guān)性提高時(shí),誤碼率卻隨之下降。這是因?yàn)樵诮邮斩私庹{(diào)時(shí)是利用擴(kuò)頻碼的自相關(guān)性。在接收端利用每一個(gè)用戶(hù)唯一的擴(kuò)頻碼進(jìn)行接收解調(diào),由于該擴(kuò)頻碼與其他用戶(hù)的擴(kuò)頻碼為近似正交,所以其他用戶(hù)的信號(hào)會(huì)被當(dāng)作噪聲而去除。可見(jiàn),系統(tǒng)的性能和擴(kuò)頻碼的相關(guān)性是成正比關(guān)系的。
ber =(單信源)
Columns 1 through 7
0.05100.0301 0.0237 0.01480.0063 0.0023 0.0007Columns 8 through 10
0.00020.0000 0.0000
ber =(正交擴(kuò)頻碼雙信源)
Columns 1 through 7
0.08450.0773 0.0478 0.02290.0106 0.0053 0.0013
Columns 8 through 10
0.00030.0001 0.0000
ber =(相關(guān)系數(shù)為0.5的擴(kuò)頻碼雙信源)
Columns 1 through 7
0.21650.1672 0.1730 0.15580.1099 0.0871 0.0656
Columns 8 through 10
0.04780.0211 0.0108
2.2、研究擴(kuò)頻序列自相關(guān)性抗多徑干擾的能力
從圖中和下面的ber數(shù)據(jù)可以看出,在抗多徑干擾方面,擴(kuò)頻碼的自相關(guān)性是很重要的通信系統(tǒng),隨著自相關(guān)性的提高,系統(tǒng)的性能也越接近單徑傳輸?shù)男阅堋R驗(yàn)閷拵盘?hào)的傳輸中是受到頻率選擇性衰落的,而進(jìn)行擴(kuò)頻后的信號(hào)在很寬的頻譜上有著相同的能量,任意給定時(shí)間只有一小部分頻譜受衰落的影響。在時(shí)域上分析,多徑干擾是因?yàn)樵诓煌男诺乐袀鬏敚竭_(dá)接收端的時(shí)間有延遲,不同時(shí)間到達(dá)的信號(hào)相互疊加而造成影響。而對(duì)于擴(kuò)頻后的信號(hào)而言,由于經(jīng)過(guò)延遲到達(dá)的信號(hào)其自相關(guān)性變差,將會(huì)被當(dāng)成不相關(guān)的別的用戶(hù)信號(hào)而被濾除。而當(dāng)擴(kuò)頻碼的自相關(guān)性不好的時(shí)候,就會(huì)造成系統(tǒng)性能的下降論文格式模板。
ber =(單徑)
Columns 1 through 7
0.13230.0958 0.0903 0.06980.0497 0.0491 0.0317
Columns 8 through 14
0.04310.0345 0.0257 0.02130.0222 0.0129 0.0086
Columns 15 through 21
0.00740.0062 0.0057 0.00390.0032 0.0025 0.0019
Columns 22 through 28
0.00150.0015 0.0009 0.00090.0006 0.0005 0.0003
Columns 29 through 30
0.00040.0002
ber =(雙徑相關(guān)系數(shù)為1.0)
Columns 1 through 7
0.14370.1131 0.1344 0.09360.0832 0.0725 0.0497
Columns 8 through 14
0.03690.0302 0.0300 0.02900.0197 0.0155 0.0113
Columns 15 through 21
0.00860.0062 0.0061 0.00360.0045 0.0033 0.0024
Columns22 through 28
0.00150.0017 0.0011 0.00070.0007 0.0005 0.0004
Columns 29 through 30
0.00040.0002
ber =(雙徑相關(guān)系數(shù)為0.6)
Columns 1 through 7
0.19840.2165 0.1818 0.17860.1312 0.1244 0.0787
Columns 8 through 14
0.06800.0540 0.0620 0.04010.0358 0.0258 0.0282
Columns 15 through 21
0.02000.0138 0.0148 0.01280.0082 0.0089 0.0050
Columns 22 through 28
0.00460.0031 0.0029 0.00210.0017 0.0016 0.0013
Columns 29 through 30
0.0009 0.0006
2.3、實(shí)際系統(tǒng)的模擬
在實(shí)際的CDMA系統(tǒng)中通信系統(tǒng),目前采用的是用M序列作為擴(kuò)頻碼。因此在實(shí)驗(yàn)中我們用32位的M序列和GOLD序列作為對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的模擬,按照M序列的性質(zhì),該模擬系統(tǒng)總共可以容納32個(gè)用戶(hù)同時(shí)傳輸。
三、結(jié)論
1.經(jīng)過(guò)調(diào)制后的信號(hào)在信道中傳輸比直接將信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)南到y(tǒng)性能要好的多。
2.CDMA系統(tǒng)的抗多址干擾性能很好,并且跟擴(kuò)頻碼的正交性呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,即擴(kuò)頻碼的正交性能越好,系統(tǒng)的抗多址性能也越好。
3.CDMA系統(tǒng)的抗多徑干擾性能也很好,同樣地,系統(tǒng)的抗多徑性能也跟系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼的正相關(guān)性有關(guān) 。
參考文獻(xiàn)
[1]Theodore S.Rappaport 著 無(wú)線(xiàn)通信原理及應(yīng)用(第二版)北京 電子工業(yè)出版社.2004 :96 – 108.
[2]樊昌信著通信原理教程(第二版)北京電子工業(yè)出版社.2008:53–76.
[3](美)莫利斯著田斌等.譯無(wú)線(xiàn)通信北京電子工業(yè)出版社.2008:325–341.
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【論文關(guān)鍵詞】無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng);MIMO;信號(hào)檢測(cè);球形譯碼
0 引言
MIMO技術(shù)對(duì)于傳統(tǒng)的單天線(xiàn)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),能夠大大提高頻譜利用率,使得系統(tǒng)能在有限的無(wú)線(xiàn)頻帶下傳輸更高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。目前,各國(guó)已開(kāi)始或者計(jì)劃進(jìn)行新一代移動(dòng)通信技術(shù)(4G或者5G)的研究,爭(zhēng)取在未來(lái)移動(dòng)通信領(lǐng)域內(nèi)占有一席之地。隨著技術(shù)的發(fā)展,未來(lái)移動(dòng)通信寬帶和無(wú)線(xiàn)接入融合系統(tǒng)成為當(dāng)前熱門(mén)的研究課題,而MIMO系統(tǒng)是人們研究較多的方向之一,而且隨著MIMO系統(tǒng)均衡技術(shù)的出現(xiàn)使得這一領(lǐng)域出現(xiàn)了極大的突破。
盡管如此,在MIMO系統(tǒng)中,對(duì)于接收信號(hào)的處理仍然存在很大的問(wèn)題。主要表現(xiàn)為:信號(hào)檢測(cè)算法難度大、參數(shù)繁雜。同時(shí)由于碼間干擾和多徑衰落的影響,使得均衡器在功能與性能上的要求提高了一個(gè)臺(tái)階。因此,隨著均衡技術(shù)的不斷進(jìn)步,對(duì)于高復(fù)雜度信號(hào)檢測(cè)也成了必需攻克的問(wèn)題。因此,本文的主要研究?jī)?nèi)容便是如何在MIMO系統(tǒng)中進(jìn)行信號(hào)檢測(cè),從而實(shí)現(xiàn)均衡技術(shù)。
1 MIMO 系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.1 MIMO系統(tǒng)概述
自20世紀(jì)70年代以來(lái),在一代代科學(xué)家們的不懈努力下,奠定了MIMO無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)和可行性。從20世紀(jì)的90年代后頁(yè)起,在Foschini、Rayleigh等人的研究基礎(chǔ)上,世界上許許多多的科研機(jī)構(gòu)與高等院校都開(kāi)始投入巨大的人力物力對(duì)MIMO系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究。畢業(yè)論文
在MIMO技術(shù)日益成熟與先進(jìn)的今天,MIMO技術(shù)的研究領(lǐng)域[1]主要涵蓋了下列幾點(diǎn):MIMO信道容量和建模的分析;MIMO系統(tǒng)的空時(shí)編碼和空時(shí)解碼;MIMO系統(tǒng)收發(fā)數(shù)據(jù)方案設(shè)計(jì);MIMO系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)方面的研究與探究。這四個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容雖然各有側(cè)重,但都面對(duì)著一個(gè)相同的核心問(wèn)題,即針對(duì)各種復(fù)雜的無(wú)線(xiàn)衰落信道環(huán)境,如何更有效地利用 MIMO系統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)抑制多徑衰落、增加數(shù)據(jù)速率和提高系統(tǒng)容量。
1.2 MIMO系統(tǒng)檢測(cè)算法研究現(xiàn)狀
關(guān)鍵詞:虛擬儀器,地磁場(chǎng)監(jiān)測(cè),分布式測(cè)量,電子郵件
1、前言
地磁場(chǎng)的異常波動(dòng)是發(fā)生地震的重要征兆,對(duì)地磁場(chǎng)異常的監(jiān)測(cè)可以為地震預(yù)報(bào)研究提供重要的數(shù)據(jù)資料 [1]。
虛擬儀器技術(shù)是利用編程軟件,按照測(cè)量原理,采用適當(dāng)?shù)男盘?hào)分析與處理技術(shù),編制具有測(cè)量功能的程序就可以構(gòu)成相應(yīng)的測(cè)試儀器[2],降低了儀器的開(kāi)發(fā)和維護(hù)費(fèi)用,縮短了技術(shù)更新周期,顯著提高了儀器的柔性和性?xún)r(jià)比[3]。
2、硬件結(jié)構(gòu)
分布式地磁場(chǎng)異常監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。磁場(chǎng)傳感器通過(guò)RS232串口將計(jì)算出的地磁場(chǎng)方位值前期數(shù)據(jù)發(fā)送給電腦1,電腦1上的虛擬儀器軟件完成對(duì)信號(hào)的讀取、計(jì)算、分析、顯示、存儲(chǔ)等并通過(guò)電子郵件將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)端的電腦2。
3、軟件設(shè)計(jì)
3.1、軟件的總體功能
如圖2所示,監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、磁場(chǎng)異常報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)保存模塊、電子郵件發(fā)送模塊等組成。
3.2、軟件前面板
前面板如圖3所示,主要分為3個(gè)模塊:通信參數(shù)設(shè)置模塊、監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示及保存模塊、異常報(bào)警模塊等。論文參考,電子郵件。論文參考,電子郵件。設(shè)置的通信參數(shù)主要有與傳感器通信時(shí)的波特率、數(shù)據(jù)位、數(shù)據(jù)文件保存的位置、軟件異常及地磁異常時(shí)發(fā)送電郵的收發(fā)件人電子信箱地址等。論文參考,電子郵件。論文參考,電子郵件。
圖2 軟件總體功能框圖
圖3 軟件前面板
3.3、地磁場(chǎng)方位值的計(jì)算
地磁場(chǎng)方位值計(jì)算模塊如圖4所示,將VISA讀取控件緩沖區(qū)中的字符串?dāng)?shù)組讀出,截取其中第9和第10個(gè)元素,進(jìn)行數(shù)制、進(jìn)制轉(zhuǎn)換得到地磁場(chǎng)方位值,接到前面板進(jìn)行顯示。論文參考,電子郵件。論文參考,電子郵件。
圖4 方位值計(jì)算模塊
3.4異常報(bào)警
將當(dāng)前時(shí)刻的方位值與正常方位值相比較,如果相差5度,即認(rèn)為是地磁場(chǎng)的異常波動(dòng),報(bào)警指示燈亮,發(fā)出報(bào)警音,同時(shí)啟動(dòng)郵件發(fā)送模塊。
3.5 數(shù)據(jù)保存模塊
調(diào)用日期/時(shí)間字符串控件,讀取windows日期時(shí)間,和地磁場(chǎng)方位值一起寫(xiě)入指定目錄的txt文件中。當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)異常時(shí),觸發(fā)磁場(chǎng)異常邏輯為真,寫(xiě)入文件控件將從此時(shí)刻開(kāi)始5秒內(nèi)的時(shí)間值、地磁場(chǎng)方位值寫(xiě)入txt文件中。
圖5 郵件發(fā)送第一幀
圖6 郵件發(fā)送第二幀
3.6 郵件發(fā)送
4.實(shí)驗(yàn)
如圖7所示,實(shí)驗(yàn)方法為:將傳感器與電腦1串口相連,通過(guò)虛擬儀器軟件監(jiān)測(cè)地磁場(chǎng)的異常情況,當(dāng)?shù)卮虐l(fā)生異常或接收傳感器數(shù)據(jù)異常時(shí),電腦1上的監(jiān)測(cè)軟件報(bào)警,并把異常數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)文件中,同時(shí)通過(guò)電子郵件模塊向指定信箱發(fā)送指定格式郵件,監(jiān)測(cè)者在電腦2上查看相關(guān)異常郵件。做法是轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器使其與地磁場(chǎng)磁北指向夾角為200°,用一塊磁鐵沿著與傳感器指向垂直的方向自遠(yuǎn)及近靠近后又自近及遠(yuǎn)離開(kāi)傳感器,記錄下整個(gè)過(guò)程磁鐵與傳感器距離、地磁場(chǎng)方位值、異常情況及郵件接收情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
反復(fù)實(shí)驗(yàn)表明,監(jiān)測(cè)軟件準(zhǔn)確地記錄下了磁鐵靠近傳感器的過(guò)程中該處磁場(chǎng)的變化情況,且當(dāng)?shù)卮女惓r(shí)電腦2及時(shí)地接收到了相關(guān)異常數(shù)據(jù)郵件。
表 1模擬干擾地磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)
Abstract: The article measures the time using three timing circuit of the three time/counters of the single chip 89C52,communicates using the serial interface standard RS-232 and CMOS chip MAX232,and transmits the time to PC through the serial device of single chip . It inaugurates new area to exploiture the system source of single chip. Especially it establishes the foundation for the agility usage of time/counters of single chip 89C52.At the same time, it will promote the application of the single chip system in the military affairs area.
關(guān)鍵詞:89C52;定時(shí)/計(jì)數(shù)器;串行通信
Key words: 89C52; time/counter; serial communication
中圖分類(lèi)號(hào):TP302.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)17-0100-02
0引言
根據(jù)紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)原理,要準(zhǔn)確的測(cè)量彈丸通過(guò)不同光幕的時(shí)間間隔,可以用多種方法實(shí)現(xiàn),如CPLD器件,單片機(jī)等。在本論文中選用的是用單片機(jī)89c52來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能。89c52一般有可靠性高,易擴(kuò)展,控制能力強(qiáng),體積小,開(kāi)發(fā)周期短,成本低等優(yōu)點(diǎn)。在許多領(lǐng)域中,單片機(jī)以其體積小,指令豐富,控制技術(shù)成熟,修改方便,適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),在現(xiàn)場(chǎng)得到廣泛的應(yīng)用。鑒于這些優(yōu)點(diǎn),本文的測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),以89c52為主[1]。
1紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)原理
紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)是利用四光幕交匯原理研制而成。紅外密集度立靶測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量原理圖如圖1所示:當(dāng)彈丸依次通過(guò)1,2,3,4光幕時(shí),系統(tǒng)中的計(jì)時(shí)部分分別記錄相應(yīng)的飛行時(shí)間,再加上光幕1和4之間的靶距、光幕2與光幕3的夾角、光幕3與光幕4的夾角等已知量,根據(jù)速度V即可以求出彈丸的著靶坐標(biāo)。
2系統(tǒng)方案
本論文的測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)的控制方案如圖2所示。系統(tǒng)前續(xù)電路把四個(gè)脈沖信號(hào)送入單片機(jī),第一個(gè)脈沖信號(hào)將成為三路測(cè)時(shí)電路的啟動(dòng)信號(hào);第二個(gè)脈沖信號(hào)將終止第一路測(cè)時(shí)電路;第三個(gè)脈沖信號(hào)來(lái)到時(shí),第二路測(cè)時(shí)電路停止工作;同樣的,第四個(gè)脈沖信號(hào)將停止第三路測(cè)時(shí)電路。這三路測(cè)時(shí)電路即測(cè)得了時(shí)間,單片機(jī)通過(guò)串行接口把時(shí)間發(fā)送給PC機(jī),完成與PC機(jī)的通信。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,此測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)需要三路計(jì)時(shí)功能。
3測(cè)時(shí)電路硬件設(shè)計(jì)
測(cè)時(shí)電路硬件原理圖如圖2所示。時(shí)鐘電路由一個(gè)12MHZ的石英晶振和兩個(gè)30pf的電容組成;復(fù)位電路由一個(gè)30uf的電解電容、兩個(gè)電阻、一個(gè)復(fù)位鍵接至5v電壓組成。設(shè)彈丸通過(guò)第一光幕,第二光幕,第三光幕,第四光幕所得到的脈沖信號(hào)分別為第一脈沖,第二脈沖,第三脈沖,第四脈沖。把第一脈沖連接一個(gè)非門(mén)74ls04后送入89c52的T0(P3.4)引腳,此時(shí)對(duì)于定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0來(lái)說(shuō),上升沿有效。把第二,三,四脈沖分別接至P2.0,P2.1,P2.2引腳。[2]
4通信電路硬件設(shè)計(jì)
在本文中,測(cè)時(shí)電路得到的時(shí)間要傳送給PC機(jī),必須有單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信電路。本文中采用串行接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)間的通信;用MAX232芯片實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口通信電路。
5測(cè)時(shí)電路軟件設(shè)計(jì)
設(shè)置T0以計(jì)數(shù)方式工作在模式2,賦初值TL0,TH0都為0XFF,啟動(dòng)T0,用查詢(xún)方式查詢(xún),當(dāng)?shù)谝幻}沖到來(lái)時(shí),其上升沿將使T0產(chǎn)生溢出中斷,TF0將置1,同時(shí)用軟件清TF0位為0,停止T0,同時(shí)再設(shè)置T0以定時(shí)方式工作在模式3,賦初值TL0,TH0都為0X00,啟動(dòng)T0;設(shè)置T2作為一個(gè)16位二進(jìn)制的定時(shí)器工作,啟動(dòng)T2。三路計(jì)時(shí)電路開(kāi)始工作后等待第二,三,四脈沖的到來(lái)就會(huì)停止工作。在脈沖還沒(méi)有到來(lái)時(shí),由于TL0,TH0是8位的定時(shí)器,在定時(shí)達(dá)到256us時(shí)會(huì)溢出,所以我們定義兩個(gè)靜態(tài)無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型變量overflow-count1和overflow-count2,定時(shí)器一旦溢出,即TFX(X=0,1)為1時(shí)相應(yīng)的變量就加1。用查詢(xún)方式查詢(xún),當(dāng)P2.0引腳的由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明第二脈沖到來(lái),此時(shí)終止TL0;當(dāng)P2.1引腳的由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明第三脈沖到來(lái),此時(shí)終止TH0;當(dāng)P2.2引腳的由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明第四脈沖到來(lái),此時(shí)終止T2。測(cè)時(shí)電路的流程圖,如圖3所示。
6通信電路軟件設(shè)計(jì)
通信協(xié)議約定:①PC機(jī)與單片機(jī)都可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù);②設(shè)置PC機(jī)與單片機(jī)通信的波特率,為9600bit/s③設(shè)定幀格式:因?yàn)榇型ㄐ?單片機(jī)的串行口方式1真正用于串行發(fā)送和接收,所以幀格式為:一位起始位,8位數(shù)據(jù)位,1位停止位。④數(shù)據(jù)校驗(yàn):采用累加和校驗(yàn),每傳送10個(gè)數(shù)據(jù)就進(jìn)行一次累加和校驗(yàn)。⑤通信方式:查詢(xún)方式⑥為了保證數(shù)據(jù)可靠、有效,單片機(jī)開(kāi)始發(fā)送時(shí),先送一個(gè)AA信號(hào),PC機(jī)收到后,回答一個(gè)BB信號(hào),表示同意接收。當(dāng)單片機(jī)收到BB信號(hào)后,開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù),每發(fā)送一次便求校驗(yàn)和。假定數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度為16字節(jié),數(shù)據(jù)緩沖區(qū)為buf,數(shù)據(jù)塊發(fā)送完后馬上發(fā)送校驗(yàn)和。其中f=12MHZ,SMOD=0,波特率=9600bit/s,據(jù)此可以推出X=0FDH,TH1=TL1=0FDH。然后,初始化串行控制寄存器SCON,根據(jù)通信協(xié)議約定,幀格式為10位,串行口工作方式為1,允許接收,所以SCON寄存器初始值應(yīng)該設(shè)為01010000B=050H。因?yàn)椴捎玫氖遣樵?xún)方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù),所以發(fā)送一幀數(shù)據(jù),應(yīng)該在TI位為低電平時(shí),將數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖器SBUF,即自動(dòng)開(kāi)始發(fā)送,當(dāng)檢測(cè)到TI位由0變?yōu)?時(shí),說(shuō)明此幀數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢,此時(shí)軟件清零TI,為發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。在接收一幀數(shù)據(jù)時(shí),先置REN=1,RI=0,當(dāng)檢測(cè)到RI由0變到1時(shí),說(shuō)明可以從接收緩沖器SBUF中讀取數(shù)據(jù)了,此時(shí)軟件應(yīng)清0RI,為下一次接收做好準(zhǔn)備。在本次設(shè)計(jì)中,測(cè)時(shí)電路測(cè)得時(shí)間后,將與PC機(jī)進(jìn)行通信,把時(shí)間傳送給PC機(jī)。因?yàn)闇y(cè)時(shí)部分得到的時(shí)間為整型十進(jìn)制,我們把時(shí)間統(tǒng)一都化為二進(jìn)制,把這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為二進(jìn)制轉(zhuǎn)化過(guò)程。在把十進(jìn)制轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后,單片機(jī)串行口初始化,然后開(kāi)始進(jìn)入通信流程,通信流程圖如圖4。
7結(jié)論
本論文給出了紅外密集度立靶系統(tǒng)測(cè)時(shí)電路設(shè)計(jì)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程,通過(guò)理論與實(shí)踐的結(jié)合,我們得出結(jié)論:利用單片機(jī)89c52實(shí)現(xiàn)測(cè)時(shí)電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是完全可行。
參考文獻(xiàn):
[1]李朝青編著.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1999.
論文摘要:擴(kuò)頻通信是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中新的通信方式,它具有較強(qiáng)的抗干擾、抗衰落和抗多徑性能,頻譜利用率高。本文介紹了擴(kuò)頻通信的工作原理、特點(diǎn)、及其發(fā)展應(yīng)用。
一、擴(kuò)頻通信的工作原理
在發(fā)端輸人的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號(hào),然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜,展寬后的信號(hào)再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào),變頻至中頻,然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò),再經(jīng)信息解調(diào),恢復(fù)成原始信息輸出。可見(jiàn),一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制,二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制,三次調(diào)制為射頻調(diào)制,以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較,多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。擴(kuò)頻通信應(yīng)具備如下特征:(1)數(shù)字傳輸方式;(2)傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于被傳信息帶寬;(3)帶寬的展寬,是利用與被傳信息無(wú)關(guān)的函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對(duì)被傳信息的信元重新進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的;(4)接收端用相同的擴(kuò)頻函數(shù)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)(解擴(kuò)),求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴(kuò)頻函數(shù)(也稱(chēng)偽隨機(jī)碼)調(diào)制和對(duì)信號(hào)相關(guān)處理是擴(kuò)頻通信有別于其他通信的兩大特點(diǎn)。
二、擴(kuò)頻通信技術(shù)的特點(diǎn)
擴(kuò)頻信號(hào)是不可預(yù)測(cè)的、偽隨機(jī)的寬帶信號(hào),其帶寬遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(信息)帶寬,同時(shí)接收機(jī)中必須有與寬帶載波同步的副本。擴(kuò)頻系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。
1.抗干擾性強(qiáng)
擴(kuò)頻信號(hào)的不可預(yù)測(cè)性,使擴(kuò)頻系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。干擾者很難通過(guò)觀(guān)察進(jìn)行干擾,干擾起不了太大作用。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在傳輸過(guò)程中擴(kuò)展了信號(hào)帶寬,所以即使信噪比很低,甚至在有用信號(hào)功率低于干擾信號(hào)功率的情況下,仍能不受干擾、高質(zhì)量地進(jìn)行通信,擴(kuò)展的頻譜越寬,其抗干擾性越強(qiáng)。
2.低截獲性
擴(kuò)頻信號(hào)的功率均勻分布在很寬的頻帶上,傳輸信號(hào)的功率密度很低,偵察接收機(jī)很難監(jiān)測(cè)到,因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)截獲概率很低。
3.抗多路徑干擾性能好
多路徑干擾是電波傳播過(guò)程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射,在接收端的這些反射或散射信號(hào)與直達(dá)路徑信號(hào)相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會(huì)嚴(yán)重影響通信。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中增加了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)過(guò)程,利用擴(kuò)頻碼序列間的相關(guān)特性,在接收端解擴(kuò)時(shí),從多徑信號(hào)中分離出最強(qiáng)的有用信號(hào),或?qū)⒍鄰叫盘?hào)中的相同碼序列信號(hào)疊加,這樣就可有效消除無(wú)線(xiàn)通信中因多徑干擾造成的信號(hào)衰落現(xiàn)象,使擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有良好的抗多徑衰落特性。
4.保密性好
在一定的發(fā)射功率下,擴(kuò)頻信號(hào)分布在很寬的頻帶內(nèi),無(wú)線(xiàn)信道中有用信號(hào)功率譜密度極低,這樣信號(hào)可以在強(qiáng)噪聲背景下,甚至在有用信號(hào)被噪聲淹沒(méi)的情況下進(jìn)行可靠通信,使外界很難截獲傳送的信息,要想進(jìn)一步檢測(cè)出信號(hào)的特征參數(shù)就更難了.所以擴(kuò)頻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)隱蔽通信。同時(shí),對(duì)不同用戶(hù)使用不同碼,旁人無(wú)法竊聽(tīng)通信,因而擴(kuò)頻系統(tǒng)具有高保密性。
5.易于實(shí)現(xiàn)碼分多址
在通信系統(tǒng)中,可充分利用在擴(kuò)頻調(diào)制中使用的擴(kuò)頻碼序列之間良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性,接收端利用相關(guān)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò),在分配給不同用戶(hù)不同碼型的情況下,系統(tǒng)可以區(qū)分不同用戶(hù)的信號(hào),這樣同一頻帶上許多用戶(hù)可以同時(shí)通話(huà)而互不干擾。三、擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
在過(guò)去由于技術(shù)的限制,人們一直在走增加信號(hào)功率,減少噪聲,提高信噪比的道路。即使到了70年代,偽碼技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn),但作為相關(guān)器的“碼環(huán)”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無(wú)助于事.近幾年,由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展,幾十兆赫茲,甚至幾百兆赫茲的偽碼發(fā)生器及其相關(guān)部件都已成為現(xiàn)實(shí),擴(kuò)頻通信獲得極其迅速的發(fā)展.通信的發(fā)展史又到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),由用信噪比換帶寬的年代進(jìn)入了用寬帶換信噪比的年代.從最佳通信系統(tǒng)的角度看擴(kuò)頻通信.最佳通信系統(tǒng)一最佳發(fā)射機(jī)+最佳接收機(jī).幾十年來(lái),最佳接收理論已經(jīng)很成熟,但最佳發(fā)射問(wèn)題一直沒(méi)有很好解決,偽碼擴(kuò)頻是一種最佳的信號(hào)形式和調(diào)制制度,構(gòu)成了最佳發(fā)射機(jī).因此,有了最佳通信系統(tǒng)一偽碼擴(kuò)頻+相關(guān)接收這種認(rèn)識(shí),人們就不難預(yù)測(cè)擴(kuò)頻通信的未來(lái)前景.從9O年代無(wú)線(xiàn)通信開(kāi)始步人擴(kuò)頻通信和自適應(yīng)通信的年代.?dāng)U頻通信的熱浪已經(jīng)波及短波、超微波、微波通信和衛(wèi)星通信,碼分多址(CDMA)已開(kāi)始廣泛用于未來(lái)的峰窩通信、無(wú)繩通信和個(gè)人通信以及各種無(wú)線(xiàn)本地環(huán)路,發(fā)揮越來(lái)越大的作用.接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶(hù)線(xiàn)、用戶(hù)環(huán)路和用戶(hù)接入系統(tǒng),逐步發(fā)展、演變和升級(jí)而形成的.現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)分為3部分:傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng).由于接入網(wǎng)發(fā)展較晚,往往成為電信發(fā)展的“瓶頸”,各國(guó)都很重視接入網(wǎng)的發(fā)展,因此各類(lèi)接人技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生.由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開(kāi)放性,經(jīng)營(yíng)者和用戶(hù)不需申請(qǐng)授權(quán)就可以自由地使用這些頻段,而無(wú)線(xiàn)擴(kuò)頻技術(shù)所使用的頻段(2.400~2.483)正是全世界通用的ISM頻段,包括IEEE802.11協(xié)議架構(gòu)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)也大部分選用此頻段.在無(wú)線(xiàn)接人系統(tǒng)中,擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比有著3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn):抗干擾性強(qiáng)、頻點(diǎn)問(wèn)題容易處理、價(jià)格比較便宜.而且,擴(kuò)頻微波接入技術(shù)相對(duì)有線(xiàn)接入技術(shù)來(lái)說(shuō),有成本低、使用靈活、建設(shè)快捷的優(yōu)勢(shì),在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用.
擴(kuò)頻微波主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面.語(yǔ)音接入(點(diǎn)對(duì)點(diǎn));數(shù)據(jù)接入;視頻接入;多媒體接入;因特網(wǎng)(Internet)接入。
四、結(jié)語(yǔ)
擴(kuò)頻通信是通信的一個(gè)重要分支和發(fā)展方向,是擴(kuò)頻技術(shù)與通信相結(jié)合的產(chǎn)物。本文主要論述了擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)、理論可行性及典型的工作方式。擴(kuò)頻通信的強(qiáng)抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點(diǎn),使它的應(yīng)用迅速?gòu)能娪脭U(kuò)展到民用通信中,它的易于實(shí)現(xiàn)碼分多址的特點(diǎn),使它能與第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)完美結(jié)合,發(fā)展前景極為廣闊。
參考文獻(xiàn):
[1]曾興雯等.擴(kuò)展頻譜通信及其多址技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004.
關(guān)鍵詞:FPGA,可編程控制,高清信號(hào)源
一、FPGA的發(fā)展史
FPGA作為一種高新的技術(shù),已經(jīng)逐漸普及到各行各業(yè),從1985年第一顆FPGA誕生至今,FPGA已經(jīng)歷了將近20多個(gè)年頭,從當(dāng)初的幾百個(gè)門(mén)電路到現(xiàn)在的幾百萬(wàn)門(mén)、幾千萬(wàn)門(mén)……,從原來(lái)的上千元的天價(jià)到現(xiàn)在幾元的超低價(jià),可謂是出現(xiàn)了翻天覆地的變化。
FPGA誕生于1985年,當(dāng)時(shí)第一個(gè)FPGA采用2μm工藝,包含64個(gè)邏輯模塊和85 000個(gè)晶體管,門(mén)數(shù)量不超過(guò)1 000個(gè),由名為Ross Freema所發(fā)明。論文格式,高清信號(hào)源。FPGA是英文Field Programmable Gate Array的縮寫(xiě),即現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列,它是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專(zhuān)用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門(mén)電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。
二、FPGA技術(shù)簡(jiǎn)介
我們都知道構(gòu)成數(shù)字邏輯系統(tǒng)最基本的單元是與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)等,而他們都是用三極管、二極管和電阻等元件構(gòu)成,然后與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)又構(gòu)成了各種觸發(fā)器,實(shí)現(xiàn)狀態(tài)記憶,FPGA屬于數(shù)字邏輯電路的一種,同樣由這些最基本的元件構(gòu)成。一個(gè)FPGA可以將上億個(gè)門(mén)電路組合在一起,集成在一個(gè)芯片內(nèi),打破以往需要用龐大分立門(mén)電路元器件搭建的歷史,不僅電路面積、成本大大減小,而且可靠性得到了大幅度的提升。論文格式,高清信號(hào)源。一般的FPGA內(nèi)部是由最小的物理邏輯單位LE、布線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、輸入輸出模塊以及片內(nèi)外設(shè)組成,所謂的最小物理邏輯單元是指用戶(hù)無(wú)法修改的、固定的最小的單元,我們只能將這些單元通過(guò)互聯(lián)線(xiàn)將其連接起來(lái),然后實(shí)現(xiàn)用戶(hù)特定的功能。一個(gè)LE由觸發(fā)器、LUT以及控制邏輯組成,可以實(shí)現(xiàn)組合邏輯和時(shí)序邏輯;隨著FPGA集成度的不斷增加,其內(nèi)部的片內(nèi)外設(shè)也越來(lái)越多,內(nèi)部可集成SRAM、Flash、AD、RTC等外設(shè),真正實(shí)現(xiàn)單芯片解決整個(gè)系統(tǒng)功能的目的。所以我們所需要控制的是布線(xiàn)層之間的互聯(lián)開(kāi)關(guān),這也是我們編程的對(duì)象,通過(guò)這些開(kāi)關(guān)來(lái)改變功能。
三、FDGA的兩大工藝分類(lèi)及比較
當(dāng)今的FGPA按工藝分主要有SRAM工藝和Flash工藝兩類(lèi),前者最大的特點(diǎn)是掉電數(shù)據(jù)會(huì)丟失,無(wú)法保存,所以它們的系統(tǒng)除了一個(gè)FPGA以外,外部還需要增加一個(gè)配置芯片用于保存編程數(shù)據(jù),每次上電的時(shí)候都需要從這個(gè)配置芯片將配置數(shù)據(jù)流加載到FPGA,然后才能正常的運(yùn)行;但是Flash架構(gòu)的FPGA掉電不會(huì)丟失數(shù)據(jù),無(wú)需配置芯片,上電即可運(yùn)行,它的特點(diǎn)非常類(lèi)似ASIC,但是又比ASIC更加的靈活,可以重復(fù)編程。論文格式,高清信號(hào)源。在一些小規(guī)模的公司或者產(chǎn)品量不是很大的時(shí)候往往更傾向于用FPGA來(lái)取代ASIC,不僅能夠降低風(fēng)險(xiǎn),而且能夠降低成本。論文格式,高清信號(hào)源。論文格式,高清信號(hào)源。
四、FPGA技術(shù)在高清信號(hào)源上的應(yīng)用
正是由于FPGA的上述優(yōu)點(diǎn),它正在成為數(shù)字信號(hào)處理等領(lǐng)域的新寵。在信號(hào)源方面的應(yīng)用也不例外,較早的信號(hào)發(fā)生器大多是由復(fù)雜的模擬電路構(gòu)成,體積大,成本高且不易維護(hù),現(xiàn)在使用的信號(hào)源功能單一,普通、高清、VGA, DVI信號(hào)源各自獨(dú)立速度慢、資源有限,格式內(nèi)容單一且無(wú)法添加實(shí)際需要的特殊信號(hào)。如果采用可編程器件FPGA就可以解決這個(gè)問(wèn)題,真正做到1080P的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的輸出,是高清信號(hào)源理想的選擇。
(一)HDTV測(cè)試信號(hào)簡(jiǎn)介
根據(jù)相關(guān)視頻信號(hào)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn),需要產(chǎn)生HDTV測(cè)試信號(hào),制式種類(lèi)包括480P/I(60HZ)、576IP/I(50HZ)、720P、1080I(50Hz/60Hz)、1080P(50Hz/60Hz)、VGA640×480(60Hz/75Hz)、VGA800×600 (60Hz/75Hz)、VGA1024×768 (60/75Hz)NTSC、PAL。測(cè)試信號(hào)種類(lèi)包括彩條信號(hào)、8(16)級(jí)灰階、中心十字、方格、方格加測(cè)試卡、灰度漸變信號(hào)、紅(綠、藍(lán)、白、暗)場(chǎng)、左右灰度、上下灰度可調(diào)、彩條灰度圖等等。信號(hào)輸出格式包括Y/Pr/Pb基色信號(hào)、R/G/B基色信號(hào)、CVBS信號(hào)、VGA信號(hào),DVI信號(hào),輸出采用高頻同軸Q9插座、CVBS輸出采用RCA插座。
(二)設(shè)計(jì)方案框圖及各部分簡(jiǎn)介
1、信號(hào)存儲(chǔ)部分:主要作為無(wú)規(guī)律圖像的存放,專(zhuān)門(mén)特殊功能測(cè)試圖片的存放。
2、FPGA部分:采用通道總線(xiàn)選擇技術(shù),依次定義以下制式:
3、控制部分——單片機(jī):外圍人機(jī)接口控制(按鍵及LCD顯示部分)、向FPGA輸出兩根控制CLKD鐘信號(hào),DIN數(shù)據(jù)信號(hào)與FPGA通信。晶振選通、控制完成FPGA配置、制74LS26(通其間接控制AD813)選擇后級(jí)放大輸出,通過(guò)RS232與其他設(shè)備進(jìn)行通信。
(三)系統(tǒng)工作原理說(shuō)明
1、系統(tǒng)上電初始化。系統(tǒng)上電后,單片機(jī)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù),并發(fā)送默認(rèn)控制信息給FPGA,LCD顯示初始信息;單片機(jī)收到有按鍵按下時(shí)候或串行通信接受到命令后,根據(jù)信息選通時(shí)鐘、配置FPGA控制74LS26。
2、判斷按鍵。單片機(jī)判斷前面板上按鍵是否有按下,如果有按下做出相應(yīng)處理:如果是制式,其他信號(hào)格式變化,單片機(jī)將發(fā)送控制信息給FPGA。論文格式,高清信號(hào)源。種類(lèi)及其他信息變化狀態(tài)后:單片機(jī)不發(fā)送控制信息給FPGA,本系統(tǒng)上電初始化,而后等待單片機(jī)或FPGA觸發(fā)信號(hào)才會(huì)工作;而該觸發(fā)信號(hào)FPGA而言只有當(dāng)單片機(jī)配置完FPGA后才會(huì)發(fā)出。
在設(shè)計(jì)高清信號(hào)源時(shí),使用美國(guó)ALTERA公司的FPGA來(lái)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和整理以及產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電路所需要的各種控制波形,而在調(diào)試電路時(shí),使用FPGA中多余的邏輯來(lái)產(chǎn)生VGA信號(hào)和彩條信號(hào),所產(chǎn)生的信號(hào)穩(wěn)定可靠。為電路調(diào)試帶來(lái)了很多方便,在實(shí)際應(yīng)用中,還可以對(duì)彩條信號(hào)產(chǎn)生模塊方便地進(jìn)行修改,比如可以修改行、場(chǎng)計(jì)數(shù)器的判斷值來(lái)調(diào)整彩條的大小。增加控制信號(hào)的位數(shù)。以及增加延時(shí)跳變的功能,使輸出的信號(hào)摘要。本文所述信號(hào)實(shí)現(xiàn)方法和程序經(jīng)實(shí)驗(yàn)是可行的,按照實(shí)際電路圖布板做成PCB,程序燒入FPGA,整機(jī)連接調(diào)試所得的信號(hào)符合國(guó)家電視信號(hào)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
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關(guān)鍵詞:討論課;應(yīng)用能力;教學(xué)模式
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)33-0189-02
一、引言
《通信原理》課程是通信工程、電子信息工程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課,也是重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和研究生入學(xué)考試課程。課程學(xué)習(xí)過(guò)程中要求學(xué)生掌握通信的基本概念、原理,重點(diǎn)掌握系統(tǒng)的概念和系統(tǒng)的分析方法,為移動(dòng)通信、光纖通信、通信網(wǎng)絡(luò)安全、信息論與編碼等后續(xù)課程提供了重要的理論支撐,在本科階段教學(xué)過(guò)程中占有重要地位。該課程教學(xué)內(nèi)容較多,且理論性、系統(tǒng)性、物理性強(qiáng),抽象概念多,對(duì)數(shù)學(xué)要求也較高,在以往教學(xué)過(guò)程中,采用傳統(tǒng)教授方式,學(xué)生往往覺(jué)得枯燥,學(xué)習(xí)難度較大。為了滿(mǎn)足我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求,在《通信原理》理論課程中引入研討式教學(xué)方法,對(duì)教學(xué)方法、教學(xué)手段、考核方式均適當(dāng)進(jìn)行改革。讓學(xué)生從實(shí)際的應(yīng)用出發(fā),結(jié)合理論知識(shí)來(lái)理解,提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,并在一定程度上使學(xué)生創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作精神得到提高。
“研討式”教學(xué)模式起源于18世紀(jì)德國(guó),作為德國(guó)大學(xué)一種重要的教學(xué)和研究制度,對(duì)于近代德國(guó)大學(xué)的發(fā)展有著重要影響。并且該模式已經(jīng)在美國(guó)、英國(guó)、加拿大等西方國(guó)家大學(xué)本科和研究生教學(xué)中普遍使用。該模式中,在有限的課堂教學(xué)課時(shí)內(nèi),由老師進(jìn)行引導(dǎo),學(xué)生組成專(zhuān)題研究小組,定期集中討論,豐富學(xué)術(shù)觀(guān)點(diǎn),追蹤本學(xué)科領(lǐng)域最新技術(shù)發(fā)展。同時(shí)通過(guò)“研討”過(guò)程,提升學(xué)生的自信心與表達(dá)能力,鍛煉其團(tuán)隊(duì)合作能力及創(chuàng)新思維,既然是研討,則沒(méi)有準(zhǔn)確的答案,學(xué)生可以在“研討”過(guò)程中,對(duì)所研究的對(duì)象提出質(zhì)疑,在老師和同學(xué)共同探討下解決質(zhì)疑。
“研討式”教學(xué)模式在國(guó)內(nèi)也被廣泛使用。對(duì)于《通信原理》等工科類(lèi)理論性較強(qiáng)的課程來(lái)說(shuō),采用“研討式”教學(xué)模式更加有利于將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,有利于應(yīng)用型人才培養(yǎng),提升學(xué)生創(chuàng)新及實(shí)踐能力。
二、《通信原理》理論教學(xué)中存在的問(wèn)題
(一)教學(xué)內(nèi)容較為陳舊,理論與實(shí)踐相分離
目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)學(xué)校該課程內(nèi)容參照了樊昌信等編著的《通信原理》和由曹志剛等編著的《現(xiàn)代通信原理》這些經(jīng)典優(yōu)秀教材。在教授時(shí),為了適應(yīng)社會(huì)需求,學(xué)生培養(yǎng)方案不斷改進(jìn),課程設(shè)置也進(jìn)行調(diào)整,教學(xué)學(xué)時(shí)不斷縮減。而課程中對(duì)理論基礎(chǔ)要求高,又涉及多門(mén)前序課程知識(shí),所以造成要補(bǔ)充通信領(lǐng)域新技術(shù)內(nèi)容較為困難。教學(xué)內(nèi)容都還停留在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)原理基礎(chǔ)上,更談不上學(xué)生創(chuàng)新性的引導(dǎo)。
通信原理課程理論性、實(shí)踐性都比較強(qiáng)。必須通過(guò)較好的實(shí)踐,才能讓學(xué)生掌握的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成實(shí)踐創(chuàng)新能力。而傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)分離嚴(yán)重。一般都是先理論,后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。或開(kāi)展集中的課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。這樣的做法雖保障學(xué)生能有較為集中的實(shí)踐時(shí)間,但也造成學(xué)生在理論知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)知識(shí)點(diǎn)缺乏感性認(rèn)識(shí)。最后在實(shí)踐環(huán)節(jié)中,學(xué)生感到茫然,只能是形式上完成實(shí)踐環(huán)節(jié),卻未能較好的鍛煉其實(shí)踐創(chuàng)新能力。
(二)教學(xué)方法單一,教學(xué)手段落后
在理論教學(xué)過(guò)程中,為了在規(guī)定課時(shí)內(nèi)完成教學(xué)任務(wù),使得課堂上不可能有多余時(shí)間讓學(xué)生思考,只能以教師為中心,填鴨式的將知識(shí)灌輸給學(xué)生。學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí),導(dǎo)致聽(tīng)課積極性不高。通信原理課程與高等數(shù)學(xué)概率論、信號(hào)與系統(tǒng)等前期課程密切相關(guān),且對(duì)數(shù)學(xué)要求高。部分學(xué)生由于前序課程掌握不理想,導(dǎo)致在該課程學(xué)習(xí)中困難重重,失去信心和興趣。
課堂上雖輔助使用PPT等多媒體手段,但只有簡(jiǎn)單圖形,對(duì)于通信過(guò)程中信號(hào)的傳輸,受信道的影響,很難讓學(xué)生有直觀(guān)的理解。教授的效率也比較低。往往一個(gè)知識(shí)點(diǎn),如隨機(jī)過(guò)程中平穩(wěn)過(guò)程、各態(tài)歷經(jīng)性等概念只能單一使用數(shù)學(xué)形式來(lái)描述。
(三)考核方式落后
現(xiàn)階段絕大部分的高校該課程考核均采用閉卷考試來(lái)進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定。雖然在成績(jī)中一般要求平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)占有一定比例,但還是以實(shí)際卷面成績(jī)?yōu)橹鳌T嚲砜陀^(guān)題比例過(guò)大,未能與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合進(jìn)行主觀(guān)考核,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)必須死記硬背,無(wú)法貫通理解,并與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,也不利于學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)展。
三、《通信原理》理論教學(xué)中研討式教學(xué)模式的開(kāi)展
結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)過(guò)程中對(duì)創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手能力、合作精神的要求,在我校通信工程專(zhuān)業(yè),《通信原理》理論教學(xué)開(kāi)展研討式教學(xué)分為以下四個(gè)環(huán)節(jié)。
(一)研討課題選擇
由于《通信原理》課程理論性強(qiáng),數(shù)學(xué)要求高,以往理論教學(xué)中大部分時(shí)間用于數(shù)學(xué)過(guò)程推導(dǎo),難以將理論與實(shí)踐相結(jié)合。而我校從事該課程教學(xué)師資有限,在科研水平上也受到限制,若單獨(dú)以教師科研課題來(lái)用于教學(xué)實(shí)踐,使得學(xué)生對(duì)科技發(fā)展的理解也受到限制,改革效果不明顯。在研討式教學(xué)過(guò)程中,對(duì)研討的對(duì)象選擇,從國(guó)內(nèi)外各類(lèi)學(xué)術(shù)期刊出發(fā),由教師根據(jù)理論課程教學(xué)內(nèi)容,選取合適的學(xué)術(shù)論文作為研討的對(duì)象,讓學(xué)生根據(jù)自身興趣選擇研討課題。教師可以根據(jù)學(xué)生理論學(xué)習(xí)情況來(lái)給出相應(yīng)難度的課題。將課題分為較難、適中、簡(jiǎn)單三個(gè)層次,每個(gè)層次選取2~3篇不同方向的學(xué)術(shù)論文。學(xué)生理論知識(shí)掌握較好的選擇較難的課題;知識(shí)掌握一般的,選擇難度適中的課題;基礎(chǔ)理論掌握不太好的,則選擇較簡(jiǎn)單的課題進(jìn)行研討。這樣進(jìn)行層次和方向的劃分,滿(mǎn)足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。整個(gè)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中可以根據(jù)教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn),選取適量的學(xué)術(shù)論文進(jìn)行研討。也可以兼顧課程教學(xué)任務(wù)完成進(jìn)度決定研討的次數(shù)。一般來(lái)說(shuō),整個(gè)課程學(xué)習(xí)過(guò)程為期一學(xué)期,期間進(jìn)行2~3次研討較為合適。研討次數(shù)過(guò)少,達(dá)不到研討促進(jìn)理論學(xué)習(xí)的效果。研討次數(shù)過(guò)多,加重學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),學(xué)生也難以完成相應(yīng)研討任務(wù),或是勉強(qiáng)能理解部分學(xué)術(shù)論文的意思,不能深入進(jìn)行研究,對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新。
(二)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)研討課題進(jìn)行探索
學(xué)生在選擇了研討的學(xué)術(shù)論文后,根據(jù)教師傳授的學(xué)習(xí)和查找資料的方法,對(duì)課題進(jìn)行獨(dú)立探索。《通信原理》課程要求學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的概念、系統(tǒng)的仿真和分析方法。這些知識(shí)在理論教學(xué)中很難以灌輸?shù)姆绞阶寣W(xué)生理解掌握。而以學(xué)術(shù)論文作為研討對(duì)象,其作者大部分是有一定理論研究基礎(chǔ)的,在論文中往往涵蓋了整個(gè)信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程,多次同類(lèi)型文獻(xiàn)的閱讀,能幫助學(xué)生更快的建立系統(tǒng)的概念。而每次研討內(nèi)容會(huì)跟理論學(xué)習(xí)內(nèi)容掛鉤,學(xué)生獨(dú)立探索具備一定的理論基礎(chǔ),能在現(xiàn)有層次上有一定水平提升。
學(xué)生獨(dú)立探索過(guò)程中遇到問(wèn)題,可以與老師討論,或與選擇了同類(lèi)課題的同學(xué)進(jìn)行小組討論。研討式過(guò)程學(xué)生根據(jù)所選課題難度和類(lèi)型進(jìn)行分組,定期在小組內(nèi)開(kāi)展討論,一般以一周時(shí)間進(jìn)行討論。小組討論時(shí),組內(nèi)成員輪流進(jìn)行發(fā)言,對(duì)自己本周內(nèi)的探索學(xué)習(xí)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)分享,并對(duì)研討過(guò)程進(jìn)行總結(jié)。
(三)研討內(nèi)容總結(jié)提高
小組討論中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)由教師負(fù)責(zé)篩選,選取其中表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生,或是研討內(nèi)容能幫助學(xué)生對(duì)課程中理論知識(shí)理解的,分階段在大班課程教學(xué)過(guò)程中,與其他學(xué)生分享其學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。由理論掌握好的學(xué)生精煉理論知識(shí)理解的內(nèi)容,傳授給全部學(xué)生,提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。由研討過(guò)程中學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生給其他學(xué)生傳授其學(xué)習(xí)方法,并且在這些總結(jié)過(guò)程中,學(xué)生起主導(dǎo)作用,決定講什么、怎么講。教師則負(fù)責(zé)提供協(xié)助,遇到較模糊的知識(shí)點(diǎn),教師協(xié)助學(xué)生講解,或提供查詢(xún)、學(xué)習(xí)知識(shí)的方法,以此來(lái)提高學(xué)生整體學(xué)習(xí)能力,也給部分學(xué)生提供了鍛煉其表達(dá)能力的機(jī)會(huì)。
(四)課內(nèi)研討與課程考核相結(jié)合
理論課程中所有研討內(nèi)容由教師進(jìn)行歸總,以備后續(xù)研討教學(xué)中作為參考。以往《通信原理》理論課考試存在客觀(guān)題占比例大,造成學(xué)生死記硬背等問(wèn)題。引入研討式教學(xué)后,在理論考試中,增大主觀(guān)題比例,且主觀(guān)題的來(lái)源于課程學(xué)習(xí)中的研討內(nèi)容。將研討內(nèi)容中較新的科學(xué)技術(shù)作為主觀(guān)題,考察學(xué)生對(duì)研討內(nèi)容的掌握情況,既與通信專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)合,又變相地出現(xiàn)學(xué)生可以自定考試題的情況,使得學(xué)生學(xué)習(xí)和研討過(guò)程積極性大大提高,也在一定程度上促進(jìn)了理論課考試改革。
四、結(jié)論
研討式教學(xué)模式在國(guó)外高校已開(kāi)展多年,取得了較好的教學(xué)效果。在國(guó)內(nèi)高校中,研討式教學(xué)模式也被認(rèn)為是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的有效途徑。本文主要研究在《通信原理》理論課程中開(kāi)展研討式教學(xué),從研討課題選擇、引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立探索、團(tuán)隊(duì)協(xié)作總結(jié),最終將研討環(huán)節(jié)延伸至課程考核等幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了探討。通過(guò)研討式教學(xué)的開(kāi)展,解決了《通信原理》理論課中出現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容較為陳舊、理論與實(shí)踐相分離、教學(xué)方法單一、教學(xué)手段落后、考核方式落后等問(wèn)題。研討式教學(xué)的開(kāi)展,使得課堂由教師為主體,變?yōu)閷W(xué)生為主體,有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。并且每個(gè)人都有機(jī)會(huì)走上講臺(tái),甚至決定考試的內(nèi)容,這是在以往填鴨式教學(xué)、死記硬背的考試過(guò)程中不曾有的。通過(guò)研討式教學(xué),有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。研討式教學(xué)方法是對(duì)《通信原理》課程教學(xué)方法、考核方法的改革與嘗試,也為應(yīng)用型人才培養(yǎng)中理論課程的開(kāi)展提供了新的思路。
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