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統計畢業論文范文1
統計與大數據系按照教務處“2021屆畢業生實習及畢業論文（設計）相關事宜通知”，結合2018級人才培養方案，制定2021屆學生畢業論文（設計）指導方案，具體內容包括以下6部分：
一、2021屆畢業論文指導教師分配表（詳見附件1）
二、 畢業論文寫作與指導的具體安排
論文輔導時間：2020年10月1日至2021年4月1日
具體安排：
工作安排
具體內容
具體要求
截止時間
選題
確定論文題目
根據自己的專業、結合實習情況，以項目為基礎選擇論文題目，并經指導教師審核通過。
2021年1月1日
提綱
構思論文結構、擬訂論文提綱
結合企業實踐內容確定論文結構列出提綱。
2021年2月1日
寫作與批改
初稿
按照論文提綱撰寫初稿，主動與論文指導老師聯系審核與批改。
2021年3月1日
二稿
按照論文指導老師的要求反復修改、完善、補充。
2021年4月1日
定稿
達到論文基本要求，定稿電子版發給論文指導老師。
2021年4月10日
交稿
打印提交
雙面打印，畢業返校時以班級為單位提交。
2021年6月
三、 指導教師聯系方式
姓名
職稱
郵箱
電話
方黨生
副教授
2541790217@qq.com
2541790217
15136166829
楊冬梅
講師
339097597@qq.com
339097597
18625779090
李春花
講師
19772728@qq.com
19772728
18638793098
魏瑤
講師
43665723@qq.com
43665723
15838313791
馬杰
高級講師
Hnhymj@126.com
13838067063
杜旭陽
助理講師
604696049@qq.com
604696049
17396370961
高艷云
副教授
37742562@qq.com
37742562
13939020929
錢鈺
講師
397019111@qq.com
397019111
15093132377
梁慧丹
助理講師
1620280267@qq.com
1620280267
15188395423
秦航琪
助理講師
1191084277@qq.com
1191084277
15670930099
范迪
助理講師
1261810070@qq.com
1261810070
18339270887
四、畢業論文參考題目
大數據技術及應用專業
1) 大數據時代下的網絡信息安全
2) 大數據對市場調查技術與研究方法的影響
3) 大數據環境下社會輿情分析方法研究
4) 大數據在房屋租賃的應用
5) 大數據在互聯網金融領域的應用
6) 大數據在電子商務下的應用
7) 大數據時代下線上餐飲變革
8) 大數據在養殖業中的應用
9) 大數據對商業模式影響
10) 大數據在智能交通中的應用
11) 基于大數據小微金融
12) 大數據在農副產品中的應用
13) 大數據在用戶行為分析中的應用
14) 基于大數據的會員價值分析
15) 大數據對教育模式的影響
物聯網應用技術專業
1）物聯網技術在蔬菜大棚中的應用
2）物聯網技術對智能家居的應用
3) 物聯網技術對智能物流監管的應用
4) 物聯網技術在企業的應用
5) 計算機物聯網技術帶來的影響
6) 物聯網技術在校園安全的應用
7) 淺談物聯網技術的應用與發展
8) 物聯網技術在企業的應用
9) 計算機物聯網技術在各個行業的應用
10) 物聯網技術在食品安全追溯方面的應用
11)物聯網技術在樓宇智能化系統的應用
12)物聯網技術在智能停車場系統的應用
13)物聯網技術在安保行業的應用
14)物聯網技術在智能交通行業的應用
15)基于物聯網技術的校園宿舍安防系統的設計與實現
信息統計與分析專業
1) 某企業競爭力調查分析
2) 淺談企業統計數據質量
3) 人口素質與經濟增長的關系研究
4) 地區競爭力初步分析
5) 農業結構調整與糧食安全保證問題研究
6) 我國中小企業發展現狀與對策
7) 對某市房地產開發的市場分析
8) 消費者購買動機調查分析
9) 某產品市場需求調查
10) 某產品銷售預測
11) 某產品銷售統計分析
12) 某產品競爭力分析
13) 產業結構變動分析
14) 大數據發展對統計工作的影響分析
15) 鄭州租房狀況分析
五、畢業論文（設計）格式規范要求（詳見附件2）
六、畢業論文（設計）格式模板（詳見附件3）
附件1：2021屆畢業論文指導教師分配表
附件2
河南信息統計職業學院
畢業論文格式及規范要求
河南信息統計職業學院畢業論文（設計）統一的規格要求如下：
（一）開本
A4白紙（210mm×297mm）
（二）裝訂
長邊左側裝訂
（三）全文編置
1．頁碼
全文頁碼自正文起編列，正文與附錄可連續編碼。頁碼以阿拉伯數字左右加圓點標示，置頁邊下腳中間。
2．邊距
正文至附錄的文字版面規范為：天頭25mm；地腳25mm；左邊距30mm；右邊距25mm。上述邊距的允許誤差均為±1mm。
3．行字間距
正文至附錄的行字間距按5mm設置；字間距為1mm，或由Word自動默認。
（四）編排構成
1．前置部分
（1）封面設置
第一排：“河南信息統計職業學院”，華文行楷一號字，居中排列，第一排前空兩行（三號字）；
第二排：“畢業論文（設計）”，黑體一號字，居中排列；
第三排：“ 級 專業 班”， 黑體三號字，居中排列，橫線空格處填寫相應內容，填寫內容使用宋體三號字，與第二排空二行（三號字）；
第四排：“題目 ” 黑體三號字，居中排列，“題目”兩字中間留兩個漢字的空位，橫線空格處填寫相應內容，填寫內容使用宋體三號字，與第三排空六行（三號字）；
第五排：“姓名 學號 ”， 黑體三號字，居中排列，“姓名“兩字中間留兩個漢字的空位，橫線空格處填寫相應內容，填寫內容使用宋體三號字；
第六排：“指導教師 職稱 ”， 黑體三號字，居中排列，橫線空格處填寫相應內容，填寫內容使用宋體三號字；
第七排：“系別 ” 黑體三號字，居中排列，橫線空格處填寫相應內容，填寫內容使用宋體三號字，與第六排空兩行（三號字）。
第八排：“ 年 月 日” 黑體三號字，居中排列，橫線空格處填寫相應內容，填寫內容使用宋體三號字，與第七排空兩行（三號字）。
（2）聲明
本人必須聲明所呈交的論文是學生本人在導師的指導下獨立完成的。除了文別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經發表或撰寫的研究成果。要求學生本人簽名。
（3）內容提要
第二頁為內容提要。內容提要是對全文基本觀點的集中提煉和說明。提要中應闡明本論文（設計）要解決的主要問題及其依據，并指出創新之處。內容提要以300-500字為宜。其中“內容提要”為黑體三號字，每字間空一格，居中排列。“內容提要”下空一行編排具體內容，具體內容按照中文文章格式排列，使用宋體四號字。
（3）關鍵詞
關鍵詞是揭示文獻主體信息的詞匯。關鍵詞在內容提要之后空一行設置。其中“關鍵詞”三字用黑體三號字與“內容提要”對應居中排列，而后另起行設置關鍵詞3-5個，用宋體四號字。各詞匯間不用標點符號分隔，空一格漢字字符。
（4）目錄頁
“目錄”二字用三號加黑宋居中排列，字間空三格；“目錄”下空一行排全文的主要標題，用四號仿宋體。對目錄中的每一個標題都要標注頁碼。
2．正文部分
一部完整的畢業論文（設計）正文部分一般應由以下要素構成：論文正文文字；結論；注釋；參考文獻。
（1）正文文字
論文（設計）的正文文字在署名后空一行排列，用四號仿宋字體打印。
（2）結論
畢業設計的體會和總結；該設計的結論、優點及有待探討的問題。
（3）注釋
注釋是用于對文內某一特定內容作必要的解釋或文字說明。注釋的內容置于與當前頁主題文字的分線以下，以帶圓圈的阿拉伯數字標示，左空二格排列，用小五號宋體字。
（4）參考文獻
參考文獻是作者著文時研究和參閱的相關資料。“參考文獻”四個字用三號黑體字左頂格標示。參考文獻的內容置于主體文字之后空一行排列，其順序與主體文字中的序號編排相對應，以帶方括號的阿拉伯數字左頂格用五號宋體字排出全部內容。參考文獻要列出書名，作者姓名、出版社及出版日期、并標明序號。在論文中引用所列的參考文獻時，只要在方括號內注明所列文獻的序號即可。
（5）畢業論文（設計）正文部分3000～5000字。
附件3
河南信息統計職業學院
畢業論文（設計）
級 專業 班
題 目
姓 名 學號
指導教師 職稱
系 別
20 年 月 日
聲 明
本人鄭重聲明所呈交的論文（設計）是我個人在導師的指導下獨立完成的。除了文別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經發表或撰寫的研究成果。
論文作者簽名：
20 年 月
日
內 容 提 要
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
關鍵詞 ：××××× ××××× ××××× ×××××
目 錄 1 前言 1
1.1 1
1.2 1
1.3 4
1.4 4
2 5
2.1 5
2.2 5
2.2.1 5
2.2.2 6
2.3 7
3 8
3.1 9
3.2 10
4 11
4.1 12
4.1.1 13
4.1.2 14
4.1.3 15
4.1.4 18
4.1.5 20
5 結論 22
5.1 結論 23
5.2 問題與不足 26
5.3 未來展望 27
參考文獻 28
1 ×××××××××××××××× 1.1 ×××××××××× ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
1.2 ×××××××××××××××× 1.2.1 ×××××××× ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
參考文獻 [1] 江正榮編.地基與基礎施工手冊.北京：中國建筑工業出版社，1997
[2] 高大釗主編.土力學與基礎工程.北京：中國建筑工業出版社，1998
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[10] A. Castel, R. Francois, G.Arliguie. Mechanical Behavior of Reinforced Concrete Beams－Part 2: Bond andNotch Effects[J]. Materials and Structures. 2000, (3)
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
[12] 中華人民共和國國家標準.建筑地基基礎設計規范（GB50007-2002）
[13] 中華人民共和國國家標準.建筑邊坡工程技術規范（GB50330-2002）.
論文（設計）指導評語
建議論文成績 指導教師
20 年 月 日
論文（設計）答辯評語
論文成績 答辯組組長
20 年 月 日
答 辯 組 成 員
姓 名
性別
年齡
職稱
工作單位
統計畢業論文范文2
【關鍵詞】南京電大 Struts J2EE 畢業設計 畢業論文
1 研究背景
進入新世紀以來，計算機網絡技術在國內發展迅速，特別是在教育領域，教育產業化進程不斷推進，高校間強強聯合、不斷實現資源共享。隨著國內高校規模不斷的擴張，合理并有效運用教育教學資源，推進教育管理方式轉變，推進教育教學過程化管理，已成為各大高校重點關注的問題。目前，網絡化管理技術已經在教育教學領域中的學生學籍管理、學生成績管理、課程設置等方面都有了廣泛運用。高校教學過程中一個非常重要的環節就是畢業設計（論文），與其它課程管理類似，其主要使用單機管理方式或是手工管理方式實現，包括對畢業設計（論文）步驟中的基本信息與成績的輸入輸出實施管理，而畢業設計（論文）中的選題、過程控制與質量管理，以及整個畢業設計（論文）環節效果的統計分析等一系列環節都沒有納入系統管理中。
現階段部分高校對畢業設計（論文）做法一般為指導老師前期給出參考題目，并通過紙質文件的形式發給學生，學生再從中完成選題或自行申報課題，由于正在畢業實習的學生比較分散，容易導致指導老師和學生之間溝通不暢，造成有些學生課題選擇沖突；同時在教師指導學生畢業論文中后期，有大量表格由人工發放、填寫、回收，導致效率極其低下；畢業設計（論文）完成階段，通常需要運用紙質存儲或者刻錄光盤提交最終論文，常常導致資料堆積如山，查找不便。所以使用傳統的手工管理方式對畢業設計（論文）資料進行管理不僅耗時費力，而且不利于教學管理工作者準確、及時地把握學生完成畢業設計（論文）的進展情況，給管理造成較大程度的困擾，甚至影響畢業設計（論文）的質量。因此，在這種情況下管理者應該充分利用高校的計算機資源和網絡優勢，按照具體管理規定研發出一款為高校量身定制的管理軟件，完成對畢業設計（論文）網絡化管理，這不僅重要，而且符合高校無紙化辦公的發展潮流，這將進一步推動高校信息化建設的進程。
南京電大早在1999年成為教育部批準的首批電大人才培養方式改革與開放教育試點項目示范單位，屬于“統籌規劃、分級辦學、分級管理”類型的遠程開放教育教學系列的“省級電大”。至2014年春季，南京電大培養的教育本、專科學生已達52397人，每學年參加畢業設計（論文）的學生達到1800人，因此研發出一套南京電大畢業設計（論文）管理系統是非常有必要的。
2 系統分析
系統分析是站在企業應用系統內部，從抽象的概念高度上分析系統需求，敲定企業應用系統的要素、組成及結構，因而給出系統的分析模型，并為企業應用系統設計給出依據。在此我們給出一些功能性分析和非功能性分析的示例。
功能性分析要求南京電大畢業設計（論文）管理系統應該可以滿足不同用戶對南京電大對畢業設計（論文）管理的要求，按課題啟動、申報課題管理、論文指導管理、論文答辯管理、論文終審管理等系列流程，能夠實現不同角色應有的功能。南京電大學生可以瀏覽南京電大關于論文方面的公告，可以選擇導師、提交課題，可以與導師交流，可以對自己的開題報告、論文及系統中資源進行上傳和下載；南京電大教師可以選擇自己的學生、查看學生課題、論文情況，可以對學生提交的課題、論文進行審閱，可以對自己的學生發出通知，向本校教務員匯報工作；分校教務員完成本校通知工作，維護本校教師與學生信息，向市校匯報本校論文工作；市校教務員可以對分校教務員、教師進行權限分配、調整；系統管理員需要完成業務數據備份、角色信息調整、系統安全運行、運行維護等工作。每一個用戶登錄南京電大畢業設計（論文）管理系統后都可以維護自己的個人信息，都可以利用南京電大畢業設計（論文）管理系統提供的查詢與打印功能，都可以從系統中下載需要的資源，根據需要上傳文檔。
非功能性分析主要包括時間上響應不可以太慢，從而影響用戶的操作，應在5ms-9ms之間；必須能夠對所錄入的業務數據快速的處理，得出執行結果，基本處理過程時間不可延遲過多，至多1-3秒；對學生的申請以及教師指導結果的傳送和轉化時間能夠滿足用戶心理預期，不影響用戶的使用，適應用戶的任務需求為關鍵；對錄入的課題申報、指導意見、答辯結果等要能夠在短時間內產生響應結果與相關的查詢。適應性上應該對錄入的課題申報、指導意見、答辯結果等要能夠在短時間內產生響應結果與相關的查詢；運行環境需要支持Windows系列、Unix等不同運行操作平臺，對于將沓魷值牟僮髕教ǎ系統可作進一步的維護以滿足其穩定性；接口流量不可過小，與其他系統能進行快速的數據交換與處理；大約在5-10年時間能夠正常使用；運行期應對系統進行必要的更新維護，使其更加健全。
3 系統設計
南京電大畢業設計（論文）管理系統包括學生操作模塊、導師操作模塊、分校教務員操作模塊、市校教務員操作模塊、系統管理員操作模塊。其中學生操作模塊包括選擇導師、申報課題、課題維護、論文過程匯報、瀏覽與回復導師意見等功能；導師操作模塊包括選擇學生、審閱學生課題、審閱學生論文、向本校教務處匯報、有關通知、瀏覽學校通知等功能；分校教務員操作模塊包括維護本校學生、維護本校教師、與教師聯絡、向市校教務處匯報論文工作、本校通知、瀏覽市校通知等功能；市校教務員操作模塊包括審核分校指導老師資格、審核分校上報答辯小組信息、完成終審論文成績錄入、向市校教務處匯報論文工作、市校通知等功能；系統管理員包括操作模塊、包括角色信息管理、分校教務人員管理、市校教務人員管理、系統維護記載、系統安全管理、系統備份等功能。
圖1中虛線框中登錄系統、維護個人信息、查詢與打印、上傳下載材料等功能，學生操作模塊、導師操作模塊、分校教務員操作模塊、市校教務員操作模塊、系統管理員操作模塊等模塊都需要這四項功能，因此將它們單獨列出。
4 技術簡介
南京電大畢業設計（論文）管理系統運用Struts框架，Java的Web應用中運用的技術比較多，也較為復雜，所以研發過程中可選擇的技術也多，項目管理必須考慮到開發人員個人的特長對開發任務進行合理分工，這就需要設計人員在系統設計階段考慮周到。MVC模式可以很好的將業務數據模型和業務處理模型分離出來，這樣研發出獨立的業務組件，以便于在編寫表示層頁面階段可以保證數據的一致性。在處理表示層頁面文件和模型之間關系過程中，控制器就成為兩者的橋梁，這樣使得南京電大畢業設計（論文）管理系統項目能夠成為一個整體的、系統化的工程。Struts框架在南京電大畢業設計（論文）管理系統中就起到了這個作用，在研發階段可以很好的運用該框架開展開發項目，開發人員能夠選擇合適的模型組件。
在圖2中，JSP和Struts為開發人員提供的一組標簽能夠完成頁面的表示與數據顯示等功能，使得開發人員可以編寫豐富的視圖功能。
5 系統實現
南京電大畢業設計（論文）管理系統各個部分的研發工作主要包括以下幾個步驟：
5.1 創建視圖
該系統采用Struts技術，視圖的編寫主要運用JSP技術，但和傳統的JSP技術相比有兩個明顯不同。
（1）該系統在Struts下運用JSP技術研發視圖，在頁面文件中沒有包括任何的腳本程序，僅是單純的實現數據傳遞以及獲得與顯示從數據庫返回的數據，對業務數據的處理和頁面的跳轉都是在業務層中執行。
（2）Struts框架給出了一組可擴充的自定義標簽庫，主要包含Bean標簽、 Logic標簽、HTML標簽與模板標簽。通過運用標簽，能夠簡化編寫用戶界面的過程，而且更好地完成數據的封裝。
5.2 創建模型
模型利用JavaBean組件，設計和實現系統的業務邏輯。根據不同的操作請求從Action派生特定Action類，調用由Bean組成的業務組件，建立由ActionForm 的派生類達到對客戶層表單參數的封裝。
5.3 創建控制器
在南京電大畢業設計（論文）管理系統中，中心控制器是由Struts提供(ActionServlet)，程序員一般無需對該ActionServlet執行二次研發；負責特定業務處理的Action類則是研發者研發任務的重點，這部分Action對象中會執行全部業務操作，處理結束，由Struts的中心控制器轉向到JSP頁面，把處理結果返回到客戶端。
5.4 創建配置文件
包括兩個配置文件web.xml和struts-config.xml，用來定義Struts系統中模塊之間的交互。通過對該兩個配置文件的定義，將Struts框架中MVC各部分聯系起來，完成了一個真正的MVC系統。
南京電大畢業設計（論文）管理系統開啟階段學生申請導師界面見圖3。
6 結束語
本文對現階段高校畢業設計（論文）管理狀況充分調研，分析總結現階段高校畢業設計（論文）管理系統主要缺陷，在掌握畢業設計（論文）管理系統的需求基礎上，結合南京電大畢業設計（論文）管理的實H狀況，探討了南京電大畢業設計（論文）管理系統設計與實現。本系統基于網絡B/S方式設計思路，采用Struts框架技術與SQL Server2014數據庫技術進行設計，具有一定的參考價值。
參考文獻
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[2]丁勇,儲久良,張飛.基于MVC框架的畢業設計管理系統的設計與實現[J].計算機與現代化,2014.
[3]陳澤強,徐梅玲.基于.NET的畢業設計管理系統的設計與實現[J].電子技術與軟件工程,2013.
統計畢業論文范文3
超寬帶（UWB,Ultra Wide Band）無線技術在無線電通信、雷達、跟蹤、精確定位、成像、武器控制等眾多領域具有廣闊的應用前景，因此被認為是未來幾年電信熱門技術之一。1990年，美國國防部首先定義了“超寬帶”概念，超寬帶無線通信開始得到美國軍方和政府部門的重視。2002年4月，美國FCC通過了超寬帶技術的商用許可，超寬帶無線通信在民用領域開始受到普遍關注。目前“超寬帶”的定義只是針對信號頻譜的相對帶寬（或絕對帶寬）而言，沒有界定的時域波形特征。因此，有多種方式產生超寬帶信號。其中，最典型的方法是利用納秒級的窄脈沖（又稱為沖激脈沖）的頻譜特性來實現[1]。
超寬帶無線電是對基于正弦載波的常規無線電的一次突破。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。其信號產生、調制解調、信號隱蔽性、系統處理增益等方面，具有獨特的優勢，尤其是能夠在密集的多徑環境下實現高速傳輸。由于脈沖持續時間很短，多徑分量在時域上不易重疊，多徑分辨能力高，通過先進的多徑分離技術或瑞克接收機，可以充分利用多徑分量。
目前，典型的超寬帶無線通信調制方式以TH-PPM、TH-PAM為主，本論文中，介紹超寬帶無線通信中的調制技術，主要討論TH-PPM、TH-PAM的基本原理，并且對比調制技術的優缺點，性能的好壞，并進行動態的仿真，從仿真圖中較清楚的研究調制方式，從而得出正確的結論，細致的研究超寬帶無線通信中的調制技術。
關鍵字：超寬帶 調制方式 PPM調制 PAM調制 OFDM調制
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領域極大的重視。超寬帶通信技術以其傳輸速率高、抗多徑干擾能力強等優點成為短距離無線通信極具競爭力和發展前景的技術之一。FCC(美國通信委員會) 對超寬帶系統的最新定義是:相對帶寬(在- 10dB 點處) (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]它與現有的無線電系統比較,在花費更小的制造成本的條件下,能夠做到更高的數據傳輸速率(100～500MbPs) 、更強的抗干擾能力(處理增益50dB 以上) ,同時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) 。
2.2 UWB基本原理
發射超寬帶(UWB) 信號最常用和最傳統的方法是發射一種時域上很短(占空比低達0. 5 %) 的沖激脈沖。這種傳輸技術稱為“沖擊無線電( IR) ”.UWB - IR 又被稱為基帶無載波無線電,因為它不像傳統通信系統中使用正弦波把信號調制到更高的載頻上,而是用基帶信號直接驅動天線輸出的[6];由信息數據對脈沖進行調制,同時,為了形成所產生信號的頻譜而用偽隨即序列對數據符號進行編碼。因此沖擊脈沖和調制技術就是超寬帶的兩大關鍵所在。
2.2.1 脈沖信號
從本質上講,產生脈沖寬度為納秒級的信號源是UWB 技術的前提條件。目前產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開關導通瞬間的陡峭上升沿獲得脈沖信號。由于作為激發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到皮秒(10 - 12 ) 量級。另外,由于光導開關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。在電路設計中,采用多個晶體管串行級聯,使用并行同步觸發的方式,加快了雪崩過程,從而達到進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域和頻域數學模型分別表示為:
(2-1)
(2-2)
單周期脈沖的寬度在納秒級(0. 1～1. 5ns) ,重復周期為25～1000ns ,具有很寬的頻譜,如圖2-1 所示。實際通信中使用的是一長串的脈沖,由于時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了強烈的能量尖峰。這些尖峰將會對信號構成干擾,通過數據信息和偽隨機碼來進行編碼P調制,改變脈沖與脈沖間的時間間隔,可以降低頻譜的尖峰幅度[2]。
圖2-1 單周期脈沖的時間域和頻率域的表示
2.2.2 UWB的調制技術
超寬帶系統中信息數據對脈沖的調制方法可以有多種。脈沖位置調制( PPM) 和脈沖幅度調制(PAM) 是UWB 最常用的兩種調制方式。通常UWB信號模型為:
(2-3)
其中,w ( t) 表示發送的單周期脈沖, dj , tj 分別表示單脈沖的幅度和時延。
a PAM- UWB
PAM是一種通過改變那些基于需傳輸數據的傳輸脈沖幅度的調制技術。在PAM調制系統中,一系列的脈沖幅度被用來代表需要傳輸的數據。任何形狀的脈沖都是通過其幅度調制使傳輸數據在{ - 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頻率,都可以增加一個固定平均功率譜密度的UWB 系統所能達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 是脈沖重復周期。根據dj 的不同取值, 可將PAM調制方式分為以下三種:
（1） OOK(發送數據為1 ,UWB 信號的幅度為1 ;發送數據為0 ,UWB 信號的幅度為0) ;
（2）PPAM(發送數據為1 ,UWB 信號的幅度為β1 ;發送數據為0 ,UWB 信號的幅度為β2) ;
（3）BPSK(發送數據為1 ,UWB 信號的幅度為1 ;發送數據為0 ,UWB 信號的幅度為- 1) 。
對于這三種方式,在超寬帶的PAM調制方式中多采用BPSK方式。
b PPM- UWB
脈沖位置調制(PPM) 又稱時間調制(TM) ,是用每個脈沖出現的位置落后或超前某一標準或特定時刻來表示某個特定信息的[3]。二進制PPM 是超寬帶無線通信系統經常使用的一種調制方法,相對其它調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接收機來接收檢測信號,而這種接收機有著非常好的性能。采用脈沖位置調制( PPM) 的超寬帶信號波形如下:
(2-5)
其中, dj 取0 或1 ,δ為調制因子, 與脈沖寬度Tm (1/Tf ) 是一個數量級。當發送數據為1 時脈沖就會相應滯后一個時延δ。
圖2-2 給出了上述四種調制方法的信號波形圖,對這四種調制方式給出了一個比較直觀的描述。
除了這些對脈沖的調制方法外,用偽隨機碼或偽隨機噪聲(PN) 對數據符號進行編碼以得到所產生信號的頻譜時,根據編碼的不同即擴頻和多址技術不同,超寬帶系統又被分為跳時的超寬帶系統(TH - UWB) 、直擴的超寬帶系統(DS - UWB) 、跳頻的超寬帶系統(FH - UWB) 和基帶多載波超寬帶系統(MC - UWB) 等[9]。
圖2-2 不同調制方式的信號波形[4]
2.3 UWB 技術特點
由于UWB 與傳統通信系統相比,工作原理迥異,因此UWB 具有如下傳統通信系統無法比擬的技術特點[4]:
(1)系統容量大。香農公式給出C = Blog2 (1 +S/N) 可以看出,帶寬增加使信道容量的升高遠遠大于信號功率上升所帶來的效應,這一點也正是提出超寬帶技術的理論機理。超寬帶無線電系統用戶數量大大高于3G系統。
(2)高速的數據傳輸。UWB 系統使用上GHz 的超寬頻帶,根據香農信道容量公式,即使把發送信號功率密度控制得很低,也可以實現高的信息速率。一般情況下,其最大數據傳輸速度可以達到幾百Mbps～1Gbps。
(3)多徑分辨能力強。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間上不易重疊,很容易分離出多徑分量,所以能充分利用發射信號的能量。實驗表明,對常規無線電信號多徑衰落深達10～30dB 的多徑環境,UWB 信號的衰落最多不到5dB。
(4)隱蔽性好。因為UWB 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 設備對于其他設備的干擾就非常低。
(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,可在室內和地下進行精確定位,而GPS 定位系統只能工作在GPS 定位衛星的可視范圍之內。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, 其定位精度可達厘米級。
(6)抗干擾能力強。UWB 擴頻處理增益主要取決于脈沖的占空比和發送每個比特所用的脈沖數。UWB 的占空比一般為0. 01～0. 001 ,具有比其它擴頻系統高得多的處理增益,抗干擾能力強。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 無線通信系統接收機沒有本振、功放、鎖相環( PLL) 、壓控振蕩器(VCO) 、混頻器等, 因而結構簡單,設備成本將很低。由于UWB 信號無需載波,而是使用間歇的脈沖來發送數據,脈沖持續時間很短,一般在0. 20ns～1. 5ns之間,有很低的占空因數,所以它只需要很低的電源功率。一般UWB 系統只需要50～70mW 的電源,是藍牙技術的十分之一[10]。盡管如此,UWB 在技術上面臨一定的挑戰, 還有諸多技術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,建立信道模型,解決多徑傳播;需要進一步研究高速脈沖信號的生成、處理等技術;研究新的調制技術,進一步降低收發結構的復雜度等。
2.4 UWB發射機和接收機組成框圖
2.4.1 UWB發射機組成框圖
UWB發射機直接發送納秒級脈沖來傳輸數據而不需使用載波電路。所以，UWB發射機比現有的無線發射設備要簡單得多。TH-UWB發射機組成框圖如圖2-3所示[5]。
圖2-3 UWB發射機組成框圖
調制后的數據與偽碼產生器生成的偽碼一起送入可編程延遲電路，可編程延遲電路產生的時延控制脈沖信號發生器的發送時刻，脈沖信號發生器輸出的UWB信號由天線輻射出去。脈沖信號產生電路的一個關鍵部分是天線，它的作用相當于一個濾波器。
2.4.2 UWB接收機組成框圖
TH-UWB接收機采用相關接收方式，接收機框圖如圖4所示。圖4中虛線內的部分是相關器。它由乘法器、積分器和取樣/保持電路三部分組成[5]。
接收機與發射機類似，兩者的區別在于接收機的基帶信號處理器從取樣/保持電路中解調數據，基帶信號處理器的輸出控制可編程時延電路，為可編程時延電路提供定時跟蹤信號，保證相關器正確解調出數據。
圖2-4 UWB接收機組成框圖
2.5 UWB 技術的應用前景
UWB 系統在很低的功率譜密度的情況下,UWB具有巨大的數據傳輸速率優勢,最大可以提供高達1000Mbps 以上的傳輸速率,使UWB 同其它短距離無線通信系統的技術優勢非常明顯,如表1 所示?，F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 左右的范圍之內打破了這一限制,UWB 的應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 結束語
無線通信已經迅速滲入我們的生活當中,對容量不斷增長的要求需要一種不對現有的通信系統造成影響的新的無線通信方案,超寬帶脈沖無線電系統正好滿足了這一要求。UWB 技術對于無線短距離的高速數據通信是非常有競爭力的,隨著研究的深入,憑借多方面的優勢,它將在很多領域占有一席之地。特別是短距離傳輸的后3G領域,UWB 將有廣闊的發展空間[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
應用范圍
無線局域網
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、因特網網關
筆記本、移動電話、掌上電腦、移動設備
無線電視、DVD , 高速因特網網關
3 MATLAB 軟件工具介紹
3.1 MATLAB語言的概述
MATLAB是一種科學計算軟件，適用于工程應用各領域的分析設計與復雜計算，它使用方便，輸入簡捷，運算高效且內容豐富，很容易由用戶自行擴展。因此，它已成為大學教學和科學研究中最常用且必不可少的工具。
MATLAB是“矩陣實驗室”（MATrix LABoratoy）的縮寫，它是一種以矩陣運算為基礎的交互式程序語言，著重針對科學計算、工程計算和繪圖的需求。與其他計算機語言相比，其特點是簡潔和智能化，適應科技專業人員的思維方式和書寫習慣，使得編程和調試效率大大提高。它用解釋方式工作，鍵入程序立即得出結果，人機交互性能好，為科技人員所樂于接受。特別是它可適應多種平臺，并且隨計算機硬、軟件的更新而用時升級。因而，MATLAB語言是數值計算用得最頻繁的電子信息類學科工具。它大大提高了課程教學、解題作業、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大學講授線性代數課程時，發現應用其他高級語言編程極為不便，便構思并開發了MATLAB（MATrix LABoratory，矩陣實驗室），它是集命令翻譯、科學計算于一身的一套交互式軟件系統，經過在該大學進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軟件包LINPACK和特征計算軟件包EISPACK中的子程序為基礎發展而成的一種開放型程序設計語言，其基本的數據單元是一個維數不加限制的矩陣，這就允許用戶可以根據數值計算問題的復雜程序，對問題進行分段甚至逐句編程處理，顯然這與C、FORTRAN等傳統高級語言完全不同。在MATLAB下，矩陣的運算變得異常的容易，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的應用范圍越來越廣泛，Moler博士等一批數學家與軟件專家組建了名為MathWorks的軟件開發公司，專門擴展并改進MATLAB。
為了準確地把一個控制系統的復雜模型輸入給計算機，然后對之進行進一步的分析與仿真，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，亦即可以利用鼠標在模型窗口上畫出所需的控制系統模型，然后利用該軟件提供的功能來對系統直接進行仿真。很明顯，這種做法使得一個很復雜系統的輸入變得相當容易。SIMULINK的出現，更使得MATLAB的控制系統的仿真與其在CAD中的應用打開了嶄新的局面。
3.3 MATLAB語言的特點
MATLAB語言有以下特點。
(1) 起點高
每個變量代表一個矩陣，以矩陣運算見長。當前的科學計算中，幾乎無處不用矩陣運算，這使它的優勢得到了充分的體現。
(2) 人機界面適合科技人員
MATLAB的語言規則與筆算式相似。MATLAB的程序與科技人員的書寫習慣相近，因此，易寫易讀，易于在科技人員之間交流。矩陣的行列數無需定義。MATLAB不必有階數定義，輸入數據的行列數就決定了它的階數。鍵入算式立即得到結果，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行，若有錯誤也立即做出反應，便于編程者立即改正。這些都大大減輕了編程和調試的工作量。
(3) 強大而簡易的做圖功能
能根據輸入數據自動確定坐標繪圖，能規定多種坐標系，（極坐標系、對數坐標系等），能繪制三維坐標中的曲線和曲面，可設置不同顏色、線型、視角等。如果數據齊全，通常只需一條命令即可出圖。
(4) 智能化程度高
繪圖時自動選擇坐標，大大方便了用戶；做數值積分時自動按精度選擇步長；自動檢測和顯示程序錯誤的能力強，易于調試。
(5) 功能豐富，可擴展性強
MATLAB軟件包括基本部分和專業擴展兩大部分。
基本部分包括矩陣的運算和各種變換、代數和超越方程的求解、數據處理和傅立葉變換及數值積分等等?？梢猿浞譂M足大學理工科學生的計算需要。
擴展部分稱為工具箱。它實際上是用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，或實現某一類的新算法?，F在已經有控制系統、信號處理、圖像處理、系統辨識、模糊集合、神經元網絡及小波分析等工具箱，并且向公式推導、系統仿真和實時運行等領域發展。
MATLAB的核心內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
通過利用所學的理論知識，建立一個完整、準確的需求說明，清楚、準確地提出仿真試驗所要解決的問題。
對所提出的仿真系統給出詳細定義，明確系統中的模塊、系統構成、模塊之間的相互關系，系統的輸入輸出、邊界條件以及系統的約束條件，并明確仿真所要達到的目標。
根據仿真系統分析的結果，確定系統中的參數、變量及其互之間的關系，并以數學形式將這些關系描述出來，從而構成仿真系統的數學模型。數學建模是系統仿真中最關鍵的一步，所建立的數學模型必須盡可能準確地反映所關心的真實系統的特性，而又不能過于復雜，以免降低模型的效率，增加不必要的計算過程，即建模需要根據求解問題的要求，在模型的近似程度與復雜程度之間折中。電子與通信系統的數學模型通常以方框圖形式或數學方程形式來表達。
根據建立的數學模型所需要的數據元素，收集與模型系統有關的數據。根據數學模型建立系統的計算機仿真模型，收集數據，確定其中各子模塊的結構，輸入輸出接口，輸入輸出的數據表達形式，數據的存儲方式等。然后編制相應的程序流程，用MATLAB語言實現。
仿真模型驗證的目的是確定計算機仿真模型是否準確表達了數學模型。仿真模型驗證通常的方法是將數學模型的解析結果（或理論結果）與仿真所得到的數值結果相比較來完成的；或通過已知的系統輸入輸出結果，對比在相同條件下的系統仿真結果來驗證仿真模型的正確性。
根據仿真試驗設計的方案，讓計算機執行計算，并在執行計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和仿真機制下的輸出，得出試驗數據，從而預測系統在實際環境中的運行情況。
對仿真模型的運行階段所產生的數據進行分析，其目的是從運行階段所產生的數據中找出系統運行規律，對仿真系統的性能做出評價，為系統方案的最終決策提供輔助支持。對仿真結果進行分析，對仿真數據的可靠性、一致性、置信度等做出判定，最終將仿真結果以曲線、圖表和文字等形式形成論文。
4 超寬帶無線的調制技術
發射超寬帶（UWB）信號最常用和最傳統的方法是發射時域上很短的脈沖。這種傳輸技術稱為“沖激無線電”（Impulse Radio,簡寫為IR）。信息數據符號對脈沖進行調制，其調制方式可以有多種。脈沖位置調制（PPM）和脈沖幅度調制（PAM）是最常用的兩種調制方式。除了要對脈沖進行調制外，為了形成所產生的信號的頻譜，還要用偽隨機碼或偽隨機噪聲（PN）對數據符號進行編碼。一般是，編碼后的數據符號引起脈沖在時間軸上的偏移，這就是所謂的跳時超寬帶（TH-UWB，Time-Hopping UWB）。直接序列擴譜（DS-SS）就是編碼后的數據符號對基本脈沖的幅度進行調制，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據速率來產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，靠發射高速率數據而不是窄脈沖所產生的具有UWB射頻帶寬的系統，就不應該被排除在UWB系統之外。諸如正交頻分復用（OFDM），在數據速率適當的情況下也可產生UWB信號。因此，OFDM也是一種超寬帶的調制方式。
本文主要討論TH-UWB、DS-UWB和OFDM調制方式。
4.1 PPM-TH-UWB 調制方式
4.1.1 跳時超寬帶信號的產生
在結合了二進制PPM的TH-UWB(二進制PPM-TH-UWB或者PPM-TH-UWB)中,UWB信號的產生可以系統地描述如下(參見圖4-1描繪的發射鏈路) [1]。
SHAPE \* MERGEFORMAT
圖4-1 PPM-TH-UWB信號的發射方案
給定待發射的二進制序列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Ns次，產生一個二進制序列：
(…,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，其實是一種被稱為重復碼的(Ns,1)分組編碼器。一般術語上稱為信道編碼。
第二個模塊是傳輸編碼器，就是應用整數值碼序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)和二進制序列a=(…,a0,a1,…,aj,aj+1,…),產生一個新序列d，序列d的一般元素表達式如下：
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是一個實數值序列，而a是二進制序列，c是整數值序列.現在我們遵循最常用的方法，假定c是企業界隨機碼序列，它的元素cj是整數，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，這時的編碼周期與二進制碼重復的次數相等。我們必須牢記：傳輸編碼扮演了碼分多址編碼和發射信號的頻譜形成雙重角色[1]。
實數值序列d輸入到第三個模塊，即PPM調制模塊，產生了一個速率為Rp=Ns/Tb=1/Ts(脈沖/s)的單位脈沖(Dirac pulses ) 序列。這些脈沖在時間軸上的位置為 ，因此脈沖位置在jTs基礎上偏移了dj，脈沖的發生時間也可表示為( )。注意是碼序列對c信號引入了TH位移，也正因為此，c被稱為TH碼。還要注意一點就是由PPM調制引起的位移 ，通常比TH碼引起的位移cjTc小得多，即： ，cj=0除外。Tc稱為碼片時間(chip time)。
最后一個模塊是脈沖形成濾波器，其沖激響應為。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。
以上所有系統級聯以后的輸出信號 可表示如下：
(4-2)
比特間隔或比特持續時間，也即用于傳輸一個比特的時間Tb，可表示為：Tb=NsTs。在式(4-2)中，cjTc定義了脈沖的隨機性或者說是相對于Ts整數倍時刻的抖動。如果用隨機TH抖動 來表示由TH編碼cjTc引起的時間上的位移，并假定 在0和 之間分布，則可得到：
(4-3)
正如前面提到的， 通常遠大于 。這兩個量的整體效果是產生一個分布在0和 之間的時間隨機位移量，用 表示這個時間隨機位移，可得發射信號的如下表達式：
(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”，可以發射兩個不同的脈沖波形 和 來分別表示。上面分析的PPM調制的例子，引入了 這個時間位移量，它的值根據它所代表的比特而有所不同，其實是上述思想的特殊例子，其中的 是 位移以后的波形。一種更一般的表達式：
(4-5)
當將 設置為- 時，式(4-5)也表示了PAM和TH-UWB的結合，即PAM-TH-UWB模型[1]。
4.1.2 PPM-TH-UWB的發射鏈路 系統模型如圖4-2所示
SHAPE \* MERGEFORMAT
圖4-2 PPM-TH-UWB 發射器的系統模型
圖4-2中的第一個模塊表示二進制源。這個模塊的輸出是發射到物理信道的二進制流。第二個模塊表示重復碼編碼器。二進制流的每一個比特都被重復次。第三個模塊仿真TH編碼和二進PPM。這里考慮偽隨機TH碼。最后一個模塊是脈沖形成。這個模塊的沖激響應表示要發射的UWB信號的基本脈沖波形[1]。
4.1.3 PPM-TH-UWB 仿真結果及其分析
圖（4-3）顯示了參數設置如下時所產生的UWB信號
以dBm為單位的平均發射功率Pow， 信號的抽樣頻率fc， 由二進制源產生的比特數numbits， 平均脈沖重復時間Ts（單位為秒），每個比特映射的脈沖數Ns， 碼片時間Tc（秒）， 跳時碼的碼元最大值Nh和周期Np，沖激響應持續時間Tm, 脈沖波形形成因子tau（秒）， PPM時移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時隙的中間位置，而后五個脈沖則在其對應時隙的起始位置。
圖4-3 PPM-TH-UWB 發射機產生的信號
圖4-4 PPM-TH-UWB的幅度譜
由圖4-4可以看出，TH編碼和PPM調制都對幅度譜的高斯形狀產生扭曲。PPM-TH-UWB信號的幅度譜將完全包含在無TH編碼和無PPM調制的幅度譜包絡中，這是因為以同樣的形狀和同樣的平均功率傳輸等間隔脈沖的結果。
4.2 PAM-DS-UWB調制方式
4.2.1 直接序列超寬帶信號的產生
直接序列擴譜（DS-SS）是一種著名的數字調制方式。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生：首先，用偽隨機碼或二進制PN碼序列對要發射的二進制進行編碼；其次，對一串窄脈沖進行幅度調制。這一過程可以看做是目前使用DS-SS系統的一種極端方式，此時脈沖在時域上是具有典型時間的奈奎斯特型脈沖或方波。讓脈沖寬度遠遠小于切普間隔，很容易得到DS-SS-UWB的解析表達式。在傳統的DS-SS系統中，RF發射信號是對載波進行幅度調制后得到的，通常使用二進制相移鍵控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]
更詳細地，上述信號可以通過如下過程產生（見圖所示發射鏈路）。
SHAPE \* MERGEFORMAT 圖4-5 PAM-DS-UWB 信號的發射方案
假定待發射的二進制序列b=(…,b0,b1,…,bk,bk+1,…)，其速率為Rb=1/Tb (b/s)，圖4-5中的第一個系統將每個比特重復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，系統引入的冗余相當于一個參數為(Ns,1)的重復碼編碼器。
第二個系統將a*序列轉換成只含有正值和負值元素的序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…)，轉換公式為：( ).
發射編碼器將一個由 1組成、周期為Np的二進制碼序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)應用到序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…)，產生一個新序列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的整數倍。注意，序列d的元素值為 1，這一點與序列a相同，其速率為Rc=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。
序列d進入第三個系統——PAM調制器，產生一個速率為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]。
調制器輸出的信號進入沖洲響應為p(t)的脈沖形成濾波器。在傳統的DS-SS系統中，沖激響應p(t)是持續時間為Ts的矩形脈沖。而在DS-UWB系統中，與TH方式相似，p(t)是持續時間遠小于Ts的脈沖。
以上系統級聯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時間，即傳輸一個比特所用的時間是Tb=NsTs。
輸出的波形顯然是一個PAM波形。很容易知道，由于沒有時移而且脈沖以規則的時間間隔出現，計算式(4-6)所示信號的PSD要比計算式(4-2)所示信號的PSD更容易。
上述方式的一種變形是使用PPM調制器代替PAM調制器，得到的信號可表示為：
(4-7)
注意到在式(4-7)中，由于碼的偽隨機特性，編碼會起到白化頻譜的作用。
4.2.2 PAM-DS-UWB 發射鏈路 其系統模型如圖4-6所示.
SHAPE \* MERGEFORMAT
圖4-6 PAM-DS-UWB 發射機系統模型
圖4-6中的前兩個模塊分別表示二進制源和重復碼編碼器。第三個模塊是在重復碼編碼器的輸出端實現DS編碼和二進制PAM調制。我們考慮偽隨機DS碼，分配給一般用戶的是長度為NP的二進制碼序列。最后一個模塊是脈沖形成器[1]。
4.2.3 PAM-DS-UWB 仿真結果及其分析
圖4- 7 由PAM-DS-UWB發射機產生的信號
圖（4-7）顯示了參數設置如下時所產生的UWB信號
以dBm為單位的平均發射功率Pow， 信號的抽樣頻率fc， 由二進制源產生的比特數numbits， 平均脈沖重復時間Ts（單位為秒），每個比特映射的脈沖數Ns， 碼片時間Tc（秒）， 跳時碼的碼元最大值Nh和周期Np，沖激響應持續時間Tm, 脈沖波形形成因子tau（秒）， PPM時移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（信號每比特發射脈沖數）值越大，圖形分布越寬，即幅度峰值越小。
4.3 OFDM調制技術
4．3．1 概述
多頻帶（MB）方式與本章前兩節分析研究的IR原理不同。根據2002年，FCC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來說相當于熱噪聲，并不被窄帶通信系統的接收機檢測到，也可以避免特定頻帶上的非人為干擾[1]。
在每個子頻帶內可以使用不同的數據調制類型，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現。應用最廣泛的是眾所周知的正交頻分復用（OFDM）。
4．3．2 多頻段OFDM-UWB信號產生
一個已調的OFDM信號由調制在不同載波頻率 上的同個并行發射的信號組成。這些載波等間隔地位于頻域上，其間隔為 。OFDM調制器輸入的二進制序列每K比特編為一組，以產生具有N個符號的數據塊{ }，這里假定 是L個可能的取值中的一個，K=N1bL。最后，每個符號調制一個不同的載波。為了并行傳輸數據塊的N個符號，不同的調制載波信號在頻率上必須正交[8]。
所有調制器使用相同的矩形波，其持續時間為T：
（4-8）
如果符號 在星座圖中的點用 表示，OFDM信號中有N個符號的數據塊的表達式如下[1]：
（4-9）
而相應的復包絡是
（4-10）
其中 ，S（t）是周期為T0的周期函數。
式（4-9）中OFDM信號的數字變換相當于傳輸式（4-10）中復數包絡的抽樣值，也就是說傳輸序列可表示如下：
（4-11）
tc是抽樣周期。
仿真OFDM調制信號，考慮的是OFDM各個載波使用QPSK調制的情況。仿真整個發射鏈路，產生式（4-9）的信號。
4．3．3 OFDM仿真結果及其分析 要發射的總比特數numbits； 調制信號的中心頻率fp； 抽樣頻率fc； 每個符號在其相應載波上的傳輸時間T0； 循環前綴的持續時間TP；保護間隔時間TG， 矩形脈沖響應的幅度為A， OFDM系統的子載波數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，在同樣的時間里為了傳輸更多的符號，是以增加帶寬為代價的，也就是增加子載波的數量。
4.4 總結
通過一系列的仿真,我們可以得出以下結論:PAM、PPM兩種調制方法主要是為了進行信息數據符號對脈沖的調制，而信號中的偽隨機TH碼和DS碼主要是為了產生信號的頻譜，使信號的功率譜密度在采用偽隨機碼調制后變得更加平滑，不能干擾到其它已經存在的窄帶系統[9]。
OFDM具有良好的抗多徑干擾性能，通過頻率的合理選擇，能夠同現存的窄帶系統和開放頻段的通信系統具有很好的共存性，同傳統的超寬帶系統相比有很大的優勢[11]。
5 性能分析及應用前景
5.1 脈位調制(PPM)和脈幅調制(PAM)
脈位調制(PPM)是一種利用脈沖位置承載數據信息的調制方式。按照采用的離散數據符號的狀態數可以分為二進制PPM(2PPM)和多進制(MPPM)。在這種調制方式中，一個脈沖重復周期內脈沖可能出現的位置有2個或M個，脈沖位置與符號狀態一一對應。根據相鄰脈位之間距離與脈沖寬度之間關系，又可分為部分重疊的PPM和正交PPM（OPPM）。在部分重疊的PPM中，為保證系統傳輸可靠性，通常選擇相鄰脈位互為脈沖自相關函數的負峰值點，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。接收機利用相關器在相應位置進行相干檢測。鑒于UWB系統的復雜度和功率限制，實際應用中，常用的調制方式為2PPM或2OPPM[3]。
PPM的優點在于：它僅需要根據數據符號控制脈沖位置，不需要進行脈沖幅度和極性的控制，便于以較低的復雜度實現調制與解調。因此，PPM是UWB系統廣泛采用的調制方式。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。如果不對這些譜線進行抑制，將很難滿足FCC對輻射譜的要求[10]。
脈幅調制（PAM）是數據通信系統最為常用的調制方式之一。在UWB系統中，考慮到實現復雜度和功率有效性，不宜采用多進制PAM（MPAM）。UWB系統常用的PAM有兩種方式：開關鍵控（OOK）和二進制相移鍵控（BPSK）。前者可以采用非相干檢測降低接收機復雜度，而后者采用相干檢測可以更好地保證傳輸可靠性[3]。
當發射能量相同時，使用二進制PAM調制的信號可以比使用二進制PPM調制的信號獲得更好的性能。
5.2 OFDM調制
OFDM有很多優點：能夠提供較大的系統容量，具有較強的抗多徑干擾、抗頻率選擇性衰落和頻率擴散能力，適應多徑和移動信道傳播條件，能夠適應不同設計需求，靈活分配數據容量和功率，可提供靈活的高速和變速綜合數據傳輸可以實現較高的安全傳輸性能，允許數據在復數的高速的射頻上被編碼。由于OFDM技術的良好性能使得它在無線通信系統中得到了廣泛的應用[12]。
OFDM技術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制技術，提高頻率利用率。OFDM可與PPM、PAM等結合使用，將會有性能更好的調制技術出現。
5.3 UWB的應用前景
超寬帶技術在通信、雷達和無線定位等領域都將有廣闊的應用前景。近年來，人們對超寬帶技術深入的研究使超寬帶技術在系統理論、功率放大器、脈沖的產生與接收、同步、集成電路等方面取得了重大進步，尤其是在超寬帶無線產生領域的技術進步，使超寬帶通信成為無線網絡的重要組成部分成為可能。
相對于傳統的窄帶無線通信系統，超寬帶無線產生系統具有諸多優點和潛力，使超寬帶無線產生成為中短距無線網絡的理想接入技術。根據產生速率不同，擠兌超寬帶無線傳輸系統也具有不同的特點和應用領域。
利用超寬帶技術可以提供高數據率傳輸的能力與定位功能，可以設計依賴定位信息優化網絡資源管理的WPAN或WLAN，并應用于多媒體傳輸、計算機通信和家庭娛樂等領域。
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，可以設計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。該系統包括傳輸距離遠（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。因而可以廣泛用于傳感器網絡、消防、公共安全、庫存盤點、人員監護與救生等重要領域。利用超寬帶脈沖信號低截獲概率、保密性高和體積小的優點，該系統還可以應用與偵察、情報收集、傷員救護、武器制導等軍事領域[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，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；同時由于使用窄脈沖為信號載體并采用跳時擴頻，接收端必須已知發射端擴頻碼的條件下才能解調出發射數據來，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]。
結論
超寬帶無線通信技術是目前發展的熱門技術。它以其自身的優點，被研究人員廣泛關注。超寬帶無線電技術大體包括基帶脈沖傳輸方式和帶通載波調制傳輸的方式兩大類。脈沖傳輸的特點是把信息調制在離散脈沖信號上發射，而帶通載波調制傳輸的特點則是把信息調制在正弦載波上發射。本論文是以采用基帶脈沖傳輸技術的經典超寬帶無線電通信系統為基礎進行研究的。
為了更好地了解超寬帶通信系統，本文先概括地介紹了超寬帶無線通信的基礎知識。接著將仿真的基本工具MATLAB的使用說明簡單介紹。然后，重點介紹超寬帶通信的調制方式，主要包括對TH-PPM、DS-PAM和OFDM調制方式的介紹，并通過仿真圖像加以對比，說明調制方式的優缺點。
常采用不同的調制方案，對系統傳輸速率、搞多徑干擾能力有很大影響。對它們進行分析比較，對系統調制信號的設計具有一定的參考意義。通常，在一個通信系統中，應用何種調制方式不僅要看調制方式本身性能，還要根據系統總的設計加以考慮。
參考文獻
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統計畢業論文范文4
關鍵詞：功能性需求分析；非功能性需求分析；業務里程分析
中圖分類號： G463 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）36-195-2
1 概述
作為大學本科生必須完成的最后一門課程，畢業論文具備了其它課程所沒有的典型特征：①由于畢業論文的宗旨是考查學生對本專業核心知識的掌握程度和運用知識解決實際問題的能力，因此在其完成過程中將會綜合運用多門課程的知識點并將這些知識點與實際研究對象進行結合。②參與畢業論文過程管理的對象多，不僅包括學生和指導教師，還包括負責畢業論文的系主任、主管教學的分院領導和教務處實踐教學管理科的工作人員，管理層次多，職能劃分詳細。③耗時長。按照培養方案的要求，畢業論文從開始選題到最后的答辯，總共耗時將近半年的時間，期間學生可以采取在校完成或者外出完成的形式進行畢業論文。以上特點決定了畢業論文過程管理的復雜性，不同的高校對該教學任務采取了不同的形式，以達到降低管理成本、提高管理成效的目的。
2 系統分析
系統分析主要圍繞用例分析、業務流程分析和非功能性需求三個角度來開展。
2.1 用例分析
用例分析主要分析系統中各類角色對系統各個模塊的操作權限。根據前期調研結果的分析，本系統的用戶可以分為系統管理員、教務部門工作人員、教師、專業負責人、分院領導和學生共六種角色。系統用例分析就是分析這六種角色在系統中可以操作的應用場景。
2.1.1 系統管理員用例分析
畢業論文管理系統的系統管理員只負責本系統運行相關的支撐數據，即系統管理和基礎數據兩個模塊中的功能。通常，系統管理模塊包括部門管理、角色管理、用戶管理、菜單管理、權限管理、數據管理、日志管理；基礎數據包括專業設置、班級設置、教師管理、學生管理和教室管理。其中，部門管理是管理高?，F有的教學單位和與畢業論文管理工作相關的部門；角色管理是管理系統用戶的分類信息，以便為系統的權限分配提供基礎；菜單管理是管理系統可以操作的模塊以及模塊的層次結構；權限管理是將菜單的操作權限分配給每類角色，從而確保系統操作和數據瀏覽的安全性；數據管理是對系統的數據庫進行管理，包括數據備份和數據恢復；日志管理是管理系統操作的日志，以便系統出現問題時，可根據系統尋找發生故障的原因；專業設置是按照高校現有的專業結構和隸屬關系完成專業信息的管理；班級設置是負責按照專業設置學生所在的班級；教師管理是管理高校教師的基本信息；學生管理是管理在校畢業班學生的基本信息；教室管理是管理目前學?？晒┦褂玫慕淌?，為答辯安排提供基礎數據。
2.1.2 教務部門工作人員用例分析
教務部門工作人員在系統中主要負責三個方面的工作，分別是基礎數據中關于時間的設置、答辯安排審核和答辯結果審核。其中，基礎數據中的時間設置包括學期的設置、選題時間設置和過程時間設置。選題時間設置主要設置學生選題的開始時間和結束時間；過程時間設置包括指導記錄時間的設置、中期檢查時間的設置和答辯時間的設置。
2.1.3 教師用例分析
畢業論文管理系統中具有操作權限的教師主要包括指導教師和交叉評閱教師以及答辯教師。教師在系統中可以操作的用例包括出題、審批開題報告、指導記錄、答辯申請審批、交叉評閱和答辯結果登記。其中，出題只有被專業負責人指定為指導教師的教師才具有該權限，交叉評閱也只有被專業負責人指定為交叉評閱的教師才具有操作權限；答辯結果登記通常由答辯小組組長來完成。
2.1.4 專業負責人用例分析
專業負責人在系統中主要負責安排工作，包括教師安排和答辯安排。其中，教師安排主要安排指導教師、交叉評閱教師和答辯教師的人選；答辯安排則負責安排答辯教師的分組、參加答辯的學生分組以及教室和具體的答辯時間。
2.1.5 分院領導用例分析
分院領導在系統中主要負責兩類信息的審核，分別是出題的審核和答辯安排的審核。
2.1.6 學生用例分析
學生是畢業論文管理系統的主體，在該系統中可以操作的用例包括選題、開題報告撰寫、指導記錄、中期檢查、答辯申請、答辯安排和答辯結果。
2.2 業務流程分析
畢業論文管理系統包含的核心流程包括撰寫開題報告和答辯安排兩個核心流程。
2.2.1 開題報告流程分析
參與開題報告工作的主體包括學生、指導教師、專業負責人和分院領導，其流程如下：首先，學生完成開題報告的撰寫，并提交給系統驗證，驗證通過后保存信息，并轉交給指導教師審批，審批通過后轉交給專業負責人進行初步審核，審核通過后再轉交給分院領導進行最后的審核，并將最后的審核意見反饋給學生。
2.2.2 答辯安排流程分析
參與答辯安排的主體包括專業負責人、分院領導和教務部門工作人員，其流程大致如下：首先，專業負責人在答辯安排頁面完成答辯安排的信息，然后提交給系統進行驗證，如果驗證通過再將安排轉交給分院領導進行初步審核，審核通過后，轉交給教務部門工作人員進行最后審核，審核通過后再將最終的審核結果反饋給專業負責人，并最終顯示給學生和教師查看。
2.3 非功能性需求分析
與功能性需求分析的側重點不同，非功能性需求分析更注重的是系統的整體性能要求，是衡量系統整體質量的依據。根據本系統的特點，系統的非功能性需求主要包括穩定性、準確性、安全性、易用性和可移植性。
3 系統設計
根據系統的功能需求分析的結果并結合管理信息系統的管理模式，總結出畢業論文過程管理系統的功能框架如圖1所示。
圖1中的系統管理通常負責管理一般系統運行所需的支撐數據。畢業論文管理系統的系統管理由部門管理、角色管理、用戶管理、菜單管理、權限管理、數據管理和日志管理共七個模塊組成。
4 結束語
代碼開發僅僅是系統開發生命周期中的系統實現的主要任務，在此之前需經歷系統分析和系統設計兩個不可逾越的階段。本文通過分析，得出了高校畢業論文管理系統的需求，并對這些需求進行整理后，完成了系統功能框架的設計，為下一步系統開發搭建系統應用程序架構提供了直接依據。
參 考 文 獻
[1] 包慧敏.基于Web的畢業論文管理系統設計[D].南京：南京理工大學，2013.
[2] 鄭鴻英.畢業論文管理系統的開發與實現[D].上海：華東師范大學，2011.
[3] 劉珊.本科畢業論文管理系統的設計與實現[D].廈門：廈門大學，2014.
[4] 陳斌.基于JQuery框架的畢業論文管理系統的設計與實現[D].蘇州：蘇州大學，2012.
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統計畢業論文范文5
關鍵詞：自動控制可編程序控制器系統設計應用
在現代化的工業生產設備中，有大量的數字量及模擬量的控制裝置，例如電機的起停，電磁閥的開閉，產品的計數，溫度、壓力、流量的設定與控制等，工業現場中的這些自動控制問題，若采用可編程序控制器(PC)來解決自動控制問題已成為最有效的工具之一，本文敘述PC控制系統設計時應該注意的問題。
硬件選購目前市場上的PC產品眾多，除國產品牌外，國外有：日本的OMRON、MITSUBISHI、FUJJ、anasonic,德國的SIEMENS，韓國的LG等。近幾年，PC產品的價格有較大的下降，其性價比越來越高，這是眾多技術人員選用PC的重要原因。那么，如何選購PC產品呢?
1．系統規模首先應確定系統用PC單機控制，還是用PC形成網絡，由此計算PC輸入、輸出點。數，并且在選購PC時要在實際需要點數的基礎上留有一定余量(10%)。
2．確定負載類型根據PC輸出端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PC輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式，對系統的穩定運行是很重要的。
3．存儲容量與速度盡管國外各廠家的PC產品大體相同，但也有一定的區別。目前還未發現各公司之間完全兼容的產品。各個公司的開發軟件都不相同，而用戶程序的存儲容量和指令的執行速度是兩個重要指標。一般存儲容量越大、速度越快的PC價格就越高，但應該根據系統的大小合理選用PC產品。
4．編程器的選購PC編程可采用三種方式：
一是用一般的手持編程器編程，它只能用商家規定語句表中的語句編程。這種方式效率低，但對于系統容量小，用量小的產品比較適宜，并且體積小，易于現場調試，造價也較低。
二是用圖形編程器編程，該編程器采用梯形圖編程，方便直觀，一般的電氣人員短期內就可應用自如，但該編程器價格較高。
三是用IBM個人計算機加PC軟件包編程，這種方式是效率最高的一種方式，但大部分公司的PC開發軟件包價格昂貴，并且該方式不易于現場調試。
因此，應根據系統的大小與難易，開發周期的長短以及資金的情況合理選購PC產品。
5．盡量選用大公司的產品其質量有保障，且技術支持好，一般售后服務也較好，還有利于你的產品擴展與軟件升級。
輸入回路的設計
1．電源回路PC供電電源一般為AC85—240V(也有DC24V)，適應電源范圍較寬，但為了抗干擾，應加裝電源凈化元件(如電源濾波器、1：1隔離變壓器等)。
2．Pc上DC24V電源的使用各公司PC產品上一般都有DC24V電源，但該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負載時要注意容量，同時作好防短路措施(因為該電源的過載或短路都將影響PC的運行)。
3.外部DC24V電源若輸入回路有DC24V供電的接近開關、光電開關等，而PC上DC24V電源容量不夠時，要從外部提供DC24V電源；但該電源的“—”端不要與PC的DC24V的“—”端以及“COM”端相連，否則會影響PC的運行。
4．輸入的靈敏度各廠家對PC的輸人端電壓和電流都有規定，如日本三菱公司F7n系列Pc的輸入值為：DC24V、7mA，啟動電流為4．5mA，關斷電流小于1．5mA，因此，當輸入回路串有二極管或電阻(不能完全啟動)，或者有并聯電阻或有漏電流時(不能完全切斷)，就會有誤動作，靈敏度下降，對此應采取措施。另一方面，當輸入器件的輸入電流大于PC的最大輸入電流時，也會引起誤動作，應采用弱電流的輸入器件，并且選用輸人為共漏型輸入的PC，Bp輸入元件的公共點電位相對為負，電流是流出PC的輸入端。
輸出回路的設計
1．各種輸出方式之間的比較
(1)繼電器輸出：優點是不同公共點之間可帶不同的交、直流負載，且電壓也可不同，帶負載電流可達2A／點；但繼電器輸出方式不適用于高頻動作的負載，這是由繼電器的壽命決定的。其壽命隨帶負載電流的增加而減少，一般在幾十萬次至Jl百萬次之間，有的公司產品可達1000萬次以上，響應時間為10ms
(2)晶閘管輸出：帶負載能力為0．2A／點，只能帶交流負載，可適應高頻動作，響應時間為1ms.
(3)晶體管輸出：最大優點是適應于高頻動作，響應時間短，一般為0.2ms左右，但它只能帶DC5—30V的負載，最大輸出負載電流為0．5A／點，但每4點不得大于0．8A。
當你的系統輸出頻率為每分鐘6次以下時，應首選繼電器輸出，因其電路設計簡單，抗干擾和帶負載能力強。當頻率為10次／min以下時，既可采用繼電器輸出方式；也可采用PC輸出驅動達林頓三極管(5—10A)，再驅動負載，可大大減小電流。
2．抗干擾與外部互鎖當PC輸出帶感性負載，負載斷電時會對PC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對直流感性負載應在其旁邊并接續流二極管，對交流感性負載應并接浪涌吸收電路，可有效保護PC。
當兩個物理量的輸出在PC內部已進行軟件互鎖后，在PC的外部也應進行互鎖，以加強系統的可靠性。
3．“GOM“點的選擇不同的PC產品，其“COM”點的數量是不一樣的，有的一個“COM”點帶8個輸出點，有的帶4個輸出點，也有帶2個或1個輸出點的。當負載的種類多，且電流大時，采用一個“COM”點帶1—2個輸出點的PC產品；當負載數量多而種類少時，采用一個“COM”點帶4—8個輸出點的PC產品。這樣會對電路設計帶來很多方便，每個“COM”點處加一熔絲，1—2個輸出時加2A的熔絲，4—8點輸出的加5—10A的熔絲，因PC內部一般沒有熔絲。
4．PC外部驅動電路對于PC輸出不能直接帶動負載的情況下，必須在外部采用驅動電路：可以用三極管驅，也可以用固態繼電器或晶閘管電路驅動，同時應采用保護電路和浪涌吸收電路，且每路有顯示二極管(LED)指示。印制板應做成插拔式，易于維修。
PC的輸入輸出布線也有一定的要求，請看各公司的使用說明書。
擴展模塊的選用
對于小的系統，如80點以內的系統．一般不需要擴展；當系統較大時，就要擴展。不同公司的產品，對系統總點數及擴展模塊的數量都有限制，當擴展仍不能滿足要求時，可采用網絡結構；同時，有些廠家產品的個別指令不支持擴展模塊，因此，在進行軟件編制時要注意。當采用溫度等模擬模塊時，各廠家也有一些規定，請看相關的技術手冊。
各公司的擴展模塊種類很多，如單輸入模塊、單輸出模塊、輸入輸出模塊、溫度模塊、高速輸入模塊等。PC的這種模塊化設計為用戶的產品開發提供了方便。
PC的網絡設計
當用PC進行網絡設計時，其難度比PC單機控制大得多。首先你應選用自己較熟悉的機型，對其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執行速度和用戶程序存儲容量也應仔細了解。否則，不能適應你的實時要求，造成系統崩潰。另外，對通信接口、通信協議、數據傳送速度等也要考慮。
最后，還要向PC的商家尋求網絡設計和軟件技術支持及詳細的技術資料，至于選用幾層工作站，依你的系統大小而定。
統計畢業論文范文6
【摘要】目前,一些大型化工企業,生產過程采用計算機控制,實現了生產過程的自動化,但是往往忽視了企業的自動化管理。本文所介紹的個人計算機網絡管理(PCNM)系統,既可以方便地與過程控制計算機相互交換信息,又可以同企業內部原有的計算機網絡連接,形成計算機一體化的生產系統,實現了工廠的計算機控制與信息管理一體化。
【關鍵詞】計算機應用工業過程控制網絡系統
一、概述
純堿是基本化學工業中產量最大的產品,是用途十分廣泛的工業原料,在國民經濟中占有非常重要的地位。隨著我國國民經濟的飛速發展,對純堿的需求量不斷增大,為了滿足市場需求,除了擴大生產規模外,還必須進一步發掘生產潛力。
山東濰坊純堿廠是一個新建廠,設備先進,但純堿生產大部分還是人工操作,落后的操作方法已不能適應生產發展的需要。為了解決先進設備與落后操作的矛盾,穩定生產,提高原料利用率,降低能耗,增加產量,堿廠從美國霍尼韋爾公司引進具有先進水平的TDC-3000集散型控制系統,并用于制堿生產的心臟工序——重堿碳化工段,以實現工業生產的全局控制。
工業生產的全局控制包含著兩層意義,一是指生產過程的自動化,二是指企業管理的自動化。生產過程的自動化指的是生產過程采用計算機控制,用計算機自動調節各生產要素,做到產品的高產、優質與低耗。企業自動化管理指的是調度、經營與決策的自動化,就是把當前生產的全部信息匯總起來,使管理決策者能夠對全廠的生產、經營進行整體安排與調度,以期取得全廠各部門生產活動的協調進行,達到整體效益的最佳工業過程。全局控制系統可分為以下4級:
1.直接控制級過程控制計算機直接與現場各類裝置(如變送器、執行器、記錄儀表等)相連,對所連接的裝置實施監測、控制,同時它還向上與第二級的計算機相連,接收上層的過程管理信息,并向上傳送裝置的特性數據和采集的實時數據;
2.過程管理級過程管理計算機(主要有監控計算機、操作站、工程師站等)綜合監視過程各站的所有信息,集中顯示操作,控制回路組態和參數修改,優化過程處理等;
3.生產管理級管理計算機根據生產過程的特點與需要,協調各單元級的參數設定,是生產過程的總體協調員和控制器;
4.經營管理級與辦公室自動化連接起來,擔負起全廠的總體協調管理,包括各類經營活動、人事管理等。
上位機系統在整個控制系統中屬于第三級(生產管理級),它既可以方便地與過程管理計算機相互交換信息,又可以同廠內現有的計算機網絡連接,形成計算機一體化生產系統,實現工廠的信息管理一體化。
二、系統目標
由于純堿生產是人工操作,生產數據全部由手工記錄,數據錯綜復雜,誤差較大,給管理人員協調各部門生產、優化控制過程造成很大困難。為了使堿廠在運行工況、設備狀態、故障處理等方面都處在合理、優化的狀態,合理的生產運行和經營管理已越來越顯得重要,而現有的管理水平離一個現代化企業所要求的目標還相差很遠。針對這種狀況,確定了本系統的目標為:
1.利用TDC-3000系統提供的計算機網絡接口(CG),上位機可以通過網絡服務器實時采集現場數據;也可以讀取存貯在TDC-3000系統歷史模件上的歷史數據。上位機將采集到的數據進行加工、處理、分類后,再把它們存放到上位機的碳化塔生產歷史數據庫中。此數據庫可以保存一年以上的生產數據。管理人員可以通過上位機提供的查詢手段,調出所需要的歷史數據。上位機自動生成碳化塔生產的班報表、日報表等,避免因手工記錄出現的數據誤差較大的現象,大大提高碳化塔生產的科學管理水平。
2.本系統局域網采用的是五用戶以太網,即系統可以同時連接5臺上位機,而每臺上位機都可以對歷史數據庫中的數據進行操作,實現數據共享。另一方面本網絡系統可以與廠內現有管理信息系統相連,從而將全廠的科學化管理提高到一個新水平。
三、PCNM網絡系統
PCNM是一個將LCN網(局部控制網)和相關過程信息送到用戶的個人計算機的軟硬件系統。PCNM使用了最新的LAN(局域網)操作系統、關系數據庫技術和圖形用戶界面,使用戶可以在自己的計算機上很容易地得到所需的數據(見圖1)。圖中虛線內為本系統配置。圖1PCNM結構圖AM——應用模件US——萬能工作站PCNM系統由TDC-3000的計算機接口(CG)和PCNM服務器組成。通過HDLCLAPB高速數據通訊板,LCN網的數據可以從CG傳送到PCNM服務器,這些數據包括實時瞬時值或存貯在歷史模件(HM)上的歷史數據。
PCNM服務器是一臺基于網絡和數據庫服務器的高性能計算機。它使用了最新的MSLANManager網絡操作系統,可以廣泛地連接多種類型計算機和LAN網絡服務器,其中包括DOS和OS/2個人計算機工作站。
SQL服務器是一個工業標準數據庫工具,用于存貯PCNM服務器的實時數據和系統配置數據,SQL服務器為共享LCN網和子系統的數據提供了一個既靈活又安全的平臺。
