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统计毕业论文范文1
统计与大数据系按照教务处“2021届毕业生实习及毕业论文（设计）相关事宜通知”，结合2018级人才培养方案，制定2021届学生毕业论文（设计）指导方案，具体内容包括以下6部分：
一、2021届毕业论文指导教师分配表（详见附件1）
二、 毕业论文写作与指导的具体安排
论文辅导时间：2020年10月1日至2021年4月1日
具体安排：
工作安排
具体内容
具体要求
截止时间
选题
确定论文题目
根据自己的专业、结合实习情况，以项目为基础选择论文题目，并经指导教师审核通过。
2021年1月1日
提纲
构思论文结构、拟订论文提纲
结合企业实践内容确定论文结构列出提纲。
2021年2月1日
写作与批改
初稿
按照论文提纲撰写初稿，主动与论文指导老师联系审核与批改。
2021年3月1日
二稿
按照论文指导老师的要求反复修改、完善、补充。
2021年4月1日
定稿
达到论文基本要求，定稿电子版发给论文指导老师。
2021年4月10日
交稿
打印提交
双面打印，毕业返校时以班级为单位提交。
2021年6月
三、 指导教师联系方式
姓名
职称
邮箱
电话
方党生
副教授
2541790217@qq.com
2541790217
15136166829
杨冬梅
讲师
339097597@qq.com
339097597
18625779090
李春花
讲师
19772728@qq.com
19772728
18638793098
魏瑶
讲师
43665723@qq.com
43665723
15838313791
马杰
高级讲师
Hnhymj@126.com
13838067063
杜旭阳
助理讲师
604696049@qq.com
604696049
17396370961
高艳云
副教授
37742562@qq.com
37742562
13939020929
钱钰
讲师
397019111@qq.com
397019111
15093132377
梁慧丹
助理讲师
1620280267@qq.com
1620280267
15188395423
秦航琪
助理讲师
1191084277@qq.com
1191084277
15670930099
范迪
助理讲师
1261810070@qq.com
1261810070
18339270887
四、毕业论文参考题目
大数据技术及应用专业
1) 大数据时代下的网络信息安全
2) 大数据对市场调查技术与研究方法的影响
3) 大数据环境下社会舆情分析方法研究
4) 大数据在房屋租赁的应用
5) 大数据在互联网金融领域的应用
6) 大数据在电子商务下的应用
7) 大数据时代下线上餐饮变革
8) 大数据在养殖业中的应用
9) 大数据对商业模式影响
10) 大数据在智能交通中的应用
11) 基于大数据小微金融
12) 大数据在农副产品中的应用
13) 大数据在用户行为分析中的应用
14) 基于大数据的会员价值分析
15) 大数据对教育模式的影响
物联网应用技术专业
1）物联网技术在蔬菜大棚中的应用
2）物联网技术对智能家居的应用
3) 物联网技术对智能物流监管的应用
4) 物联网技术在企业的应用
5) 计算机物联网技术带来的影响
6) 物联网技术在校园安全的应用
7) 浅谈物联网技术的应用与发展
8) 物联网技术在企业的应用
9) 计算机物联网技术在各个行业的应用
10) 物联网技术在食品安全追溯方面的应用
11)物联网技术在楼宇智能化系统的应用
12)物联网技术在智能停车场系统的应用
13)物联网技术在安保行业的应用
14)物联网技术在智能交通行业的应用
15)基于物联网技术的校园宿舍安防系统的设计与实现
信息统计与分析专业
1) 某企业竞争力调查分析
2) 浅谈企业统计数据质量
3) 人口素质与经济增长的关系研究
4) 地区竞争力初步分析
5) 农业结构调整与粮食安全保证问题研究
6) 我国中小企业发展现状与对策
7) 对某市房地产开发的市场分析
8) 消费者购买动机调查分析
9) 某产品市场需求调查
10) 某产品销售预测
11) 某产品销售统计分析
12) 某产品竞争力分析
13) 产业结构变动分析
14) 大数据发展对统计工作的影响分析
15) 郑州租房状况分析
五、毕业论文（设计）格式规范要求（详见附件2）
六、毕业论文（设计）格式模板（详见附件3）
附件1：2021届毕业论文指导教师分配表
附件2
河南信息统计职业学院
毕业论文格式及规范要求
河南信息统计职业学院毕业论文（设计）统一的规格要求如下：
（一）开本
A4白纸（210mm×297mm）
（二）装订
长边左侧装订
（三）全文编置
1．页码
全文页码自正文起编列，正文与附录可连续编码。页码以阿拉伯数字左右加圆点标示，置页边下脚中间。
2．边距
正文至附录的文字版面规范为：天头25mm；地脚25mm；左边距30mm；右边距25mm。上述边距的允许误差均为±1mm。
3．行字间距
正文至附录的行字间距按5mm设置；字间距为1mm，或由Word自动默认。
（四）编排构成
1．前置部分
（1）封面设置
第一排：“河南信息统计职业学院”，华文行楷一号字，居中排列，第一排前空两行（三号字）；
第二排：“毕业论文（设计）”，黑体一号字，居中排列；
第三排：“ 级 专业 班”， 黑体三号字，居中排列，横线空格处填写相应内容，填写内容使用宋体三号字，与第二排空二行（三号字）；
第四排：“题目 ” 黑体三号字，居中排列，“题目”两字中间留两个汉字的空位，横线空格处填写相应内容，填写内容使用宋体三号字，与第三排空六行（三号字）；
第五排：“姓名 学号 ”， 黑体三号字，居中排列，“姓名“两字中间留两个汉字的空位，横线空格处填写相应内容，填写内容使用宋体三号字；
第六排：“指导教师 职称 ”， 黑体三号字，居中排列，横线空格处填写相应内容，填写内容使用宋体三号字；
第七排：“系别 ” 黑体三号字，居中排列，横线空格处填写相应内容，填写内容使用宋体三号字，与第六排空两行（三号字）。
第八排：“ 年 月 日” 黑体三号字，居中排列，横线空格处填写相应内容，填写内容使用宋体三号字，与第七排空两行（三号字）。
（2）声明
本人必须声明所呈交的论文是学生本人在导师的指导下独立完成的。除了文别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。要求学生本人签名。
（3）内容提要
第二页为内容提要。内容提要是对全文基本观点的集中提炼和说明。提要中应阐明本论文（设计）要解决的主要问题及其依据，并指出创新之处。内容提要以300-500字为宜。其中“内容提要”为黑体三号字，每字间空一格，居中排列。“内容提要”下空一行编排具体内容，具体内容按照中文文章格式排列，使用宋体四号字。
（3）关键词
关键词是揭示文献主体信息的词汇。关键词在内容提要之后空一行设置。其中“关键词”三字用黑体三号字与“内容提要”对应居中排列，而后另起行设置关键词3-5个，用宋体四号字。各词汇间不用标点符号分隔，空一格汉字字符。
（4）目录页
“目录”二字用三号加黑宋居中排列，字间空三格；“目录”下空一行排全文的主要标题，用四号仿宋体。对目录中的每一个标题都要标注页码。
2．正文部分
一部完整的毕业论文（设计）正文部分一般应由以下要素构成：论文正文文字；结论；注释；参考文献。
（1）正文文字
论文（设计）的正文文字在署名后空一行排列，用四号仿宋字体打印。
（2）结论
毕业设计的体会和总结；该设计的结论、优点及有待探讨的问题。
（3）注释
注释是用于对文内某一特定内容作必要的解释或文字说明。注释的内容置于与当前页主题文字的分线以下，以带圆圈的阿拉伯数字标示，左空二格排列，用小五号宋体字。
（4）参考文献
参考文献是作者著文时研究和参阅的相关资料。“参考文献”四个字用三号黑体字左顶格标示。参考文献的内容置于主体文字之后空一行排列，其顺序与主体文字中的序号编排相对应，以带方括号的阿拉伯数字左顶格用五号宋体字排出全部内容。参考文献要列出书名，作者姓名、出版社及出版日期、并标明序号。在论文中引用所列的参考文献时，只要在方括号内注明所列文献的序号即可。
（5）毕业论文（设计）正文部分3000～5000字。
附件3
河南信息统计职业学院
毕业论文（设计）
级 专业 班
题 目
姓 名 学号
指导教师 职称
系 别
20 年 月 日
声 明
本人郑重声明所呈交的论文（设计）是我个人在导师的指导下独立完成的。除了文别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。
论文作者签名：
20 年 月
日
内 容 提 要
××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
关键词 ：××××× ××××× ××××× ×××××
目 录 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 结论 22
5.1 结论 23
5.2 问题与不足 26
5.3 未来展望 27
参考文献 28
1 ×××××××××××××××× 1.1 ×××××××××× ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
1.2 ×××××××××××××××× 1.2.1 ×××××××× ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
参考文献 [1] 江正荣编.地基与基础施工手册.北京：中国建筑工业出版社，1997
[2] 高大钊主编.土力学与基础工程.北京：中国建筑工业出版社，1998
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
[8] 赵玉良.房屋地基基础变形事故原因分析及处理.河北建筑工程学院学报，2007，25（2）
[9] 袁迎曙，贾福萍，蔡跃. 锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能退化模型[J].土木工程学报，2001，(3)
[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] 中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）
[13] 中华人民共和国国家标准.建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）.
论文（设计）指导评语
建议论文成绩 指导教师
20 年 月 日
论文（设计）答辩评语
论文成绩 答辩组组长
20 年 月 日
答 辩 组 成 员
姓 名
性别
年龄
职称
工作单位
统计毕业论文范文2
【关键词】南京电大 Struts J2EE 毕业设计 毕业论文
1 研究背景
进入新世纪以来，计算机网络技术在国内发展迅速，特别是在教育领域，教育产业化进程不断推进，高校间强强联合、不断实现资源共享。随着国内高校规模不断的扩张，合理并有效运用教育教学资源，推进教育管理方式转变，推进教育教学过程化管理，已成为各大高校重点关注的问题。目前，网络化管理技术已经在教育教学领域中的学生学籍管理、学生成绩管理、课程设置等方面都有了广泛运用。高校教学过程中一个非常重要的环节就是毕业设计（论文），与其它课程管理类似，其主要使用单机管理方式或是手工管理方式实现，包括对毕业设计（论文）步骤中的基本信息与成绩的输入输出实施管理，而毕业设计（论文）中的选题、过程控制与质量管理，以及整个毕业设计（论文）环节效果的统计分析等一系列环节都没有纳入系统管理中。
现阶段部分高校对毕业设计（论文）做法一般为指导老师前期给出参考题目，并通过纸质文件的形式发给学生，学生再从中完成选题或自行申报课题，由于正在毕业实习的学生比较分散，容易导致指导老师和学生之间沟通不畅，造成有些学生课题选择冲突；同时在教师指导学生毕业论文中后期，有大量表格由人工发放、填写、回收，导致效率极其低下；毕业设计（论文）完成阶段，通常需要运用纸质存储或者刻录光盘提交最终论文，常常导致资料堆积如山，查找不便。所以使用传统的手工管理方式对毕业设计（论文）资料进行管理不仅耗时费力，而且不利于教学管理工作者准确、及时地把握学生完成毕业设计（论文）的进展情况，给管理造成较大程度的困扰，甚至影响毕业设计（论文）的质量。因此，在这种情况下管理者应该充分利用高校的计算机资源和网络优势，按照具体管理规定研发出一款为高校量身定制的管理软件，完成对毕业设计（论文）网络化管理，这不仅重要，而且符合高校无纸化办公的发展潮流，这将进一步推动高校信息化建设的进程。
南京电大早在1999年成为教育部批准的首批电大人才培养方式改革与开放教育试点项目示范单位，属于“统筹规划、分级办学、分级管理”类型的远程开放教育教学系列的“省级电大”。至2014年春季，南京电大培养的教育本、专科学生已达52397人，每学年参加毕业设计（论文）的学生达到1800人，因此研发出一套南京电大毕业设计（论文）管理系统是非常有必要的。
2 系统分析
系统分析是站在企业应用系统内部，从抽象的概念高度上分析系统需求，敲定企业应用系统的要素、组成及结构，因而给出系统的分析模型，并为企业应用系统设计给出依据。在此我们给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电大毕业设计（论文）管理系统应该可以满足不同用户对南京电大对毕业设计（论文）管理的要求，按课题启动、申报课题管理、论文指导管理、论文答辩管理、论文终审管理等系列流程，能够实现不同角色应有的功能。南京电大学生可以浏览南京电大关于论文方面的公告，可以选择导师、提交课题，可以与导师交流，可以对自己的开题报告、论文及系统中资源进行上传和下载；南京电大教师可以选择自己的学生、查看学生课题、论文情况，可以对学生提交的课题、论文进行审阅，可以对自己的学生发出通知，向本校教务员汇报工作；分校教务员完成本校通知工作，维护本校教师与学生信息，向市校汇报本校论文工作；市校教务员可以对分校教务员、教师进行权限分配、调整；系统管理员需要完成业务数据备份、角色信息调整、系统安全运行、运行维护等工作。每一个用户登录南京电大毕业设计（论文）管理系统后都可以维护自己的个人信息，都可以利用南京电大毕业设计（论文）管理系统提供的查询与打印功能，都可以从系统中下载需要的资源，根据需要上传文档。
非功能性分析主要包括时间上响应不可以太慢，从而影响用户的操作，应在5ms-9ms之间；必须能够对所录入的业务数据快速的处理，得出执行结果，基本处理过程时间不可延迟过多，至多1-3秒；对学生的申请以及教师指导结果的传送和转化时间能够满足用户心理预期，不影响用户的使用，适应用户的任务需求为关键；对录入的课题申报、指导意见、答辩结果等要能够在短时间内产生响应结果与相关的查询。适应性上应该对录入的课题申报、指导意见、答辩结果等要能够在短时间内产生响应结果与相关的查询；运行环境需要支持Windows系列、Unix等不同运行操作平台，对于将沓鱿值牟僮髌教ǎ系统可作进一步的维护以满足其稳定性；接口流量不可过小，与其他系统能进行快速的数据交换与处理；大约在5-10年时间能够正常使用；运行期应对系统进行必要的更新维护，使其更加健全。
3 系统设计
南京电大毕业设计（论文）管理系统包括学生操作模块、导师操作模块、分校教务员操作模块、市校教务员操作模块、系统管理员操作模块。其中学生操作模块包括选择导师、申报课题、课题维护、论文过程汇报、浏览与回复导师意见等功能；导师操作模块包括选择学生、审阅学生课题、审阅学生论文、向本校教务处汇报、有关通知、浏览学校通知等功能；分校教务员操作模块包括维护本校学生、维护本校教师、与教师联络、向市校教务处汇报论文工作、本校通知、浏览市校通知等功能；市校教务员操作模块包括审核分校指导老师资格、审核分校上报答辩小组信息、完成终审论文成绩录入、向市校教务处汇报论文工作、市校通知等功能；系统管理员包括操作模块、包括角色信息管理、分校教务人员管理、市校教务人员管理、系统维护记载、系统安全管理、系统备份等功能。
图1中虚线框中登录系统、维护个人信息、查询与打印、上传下载材料等功能，学生操作模块、导师操作模块、分校教务员操作模块、市校教务员操作模块、系统管理员操作模块等模块都需要这四项功能，因此将它们单独列出。
4 技术简介
南京电大毕业设计（论文）管理系统运用Struts框架，Java的Web应用中运用的技术比较多，也较为复杂，所以研发过程中可选择的技术也多，项目管理必须考虑到开发人员个人的特长对开发任务进行合理分工，这就需要设计人员在系统设计阶段考虑周到。MVC模式可以很好的将业务数据模型和业务处理模型分离出来，这样研发出独立的业务组件，以便于在编写表示层页面阶段可以保证数据的一致性。在处理表示层页面文件和模型之间关系过程中，控制器就成为两者的桥梁，这样使得南京电大毕业设计（论文）管理系统项目能够成为一个整体的、系统化的工程。Struts框架在南京电大毕业设计（论文）管理系统中就起到了这个作用，在研发阶段可以很好的运用该框架开展开发项目，开发人员能够选择合适的模型组件。
在图2中，JSP和Struts为开发人员提供的一组标签能够完成页面的表示与数据显示等功能，使得开发人员可以编写丰富的视图功能。
5 系统实现
南京电大毕业设计（论文）管理系统各个部分的研发工作主要包括以下几个步骤：
5.1 创建视图
该系统采用Struts技术，视图的编写主要运用JSP技术，但和传统的JSP技术相比有两个明显不同。
（1）该系统在Struts下运用JSP技术研发视图，在页面文件中没有包括任何的脚本程序，仅是单纯的实现数据传递以及获得与显示从数据库返回的数据，对业务数据的处理和页面的跳转都是在业务层中执行。
（2）Struts框架给出了一组可扩充的自定义标签库，主要包含Bean标签、 Logic标签、HTML标签与模板标签。通过运用标签，能够简化编写用户界面的过程，而且更好地完成数据的封装。
5.2 创建模型
模型利用JavaBean组件，设计和实现系统的业务逻辑。根据不同的操作请求从Action派生特定Action类，调用由Bean组成的业务组件，建立由ActionForm 的派生类达到对客户层表单参数的封装。
5.3 创建控制器
在南京电大毕业设计（论文）管理系统中，中心控制器是由Struts提供(ActionServlet)，程序员一般无需对该ActionServlet执行二次研发；负责特定业务处理的Action类则是研发者研发任务的重点，这部分Action对象中会执行全部业务操作，处理结束，由Struts的中心控制器转向到JSP页面，把处理结果返回到客户端。
5.4 创建配置文件
包括两个配置文件web.xml和struts-config.xml，用来定义Struts系统中模块之间的交互。通过对该两个配置文件的定义，将Struts框架中MVC各部分联系起来，完成了一个真正的MVC系统。
南京电大毕业设计（论文）管理系统开启阶段学生申请导师界面见图3。
6 结束语
本文对现阶段高校毕业设计（论文）管理状况充分调研，分析总结现阶段高校毕业设计（论文）管理系统主要缺陷，在掌握毕业设计（论文）管理系统的需求基础上，结合南京电大毕业设计（论文）管理的实H状况，探讨了南京电大毕业设计（论文）管理系统设计与实现。本系统基于网络B/S方式设计思路，采用Struts框架技术与SQL Server2014数据库技术进行设计，具有一定的参考价值。
参考文献
[1]张云龙,贾宇波,吴徐彬.基于UML的毕业设计管理系统的研究与设计[J].工业控制计算机,2015.
[2]丁勇,储久良,张飞.基于MVC框架的毕业设计管理系统的设计与实现[J].计算机与现代化,2014.
[3]陈泽强,徐梅玲.基于.NET的毕业设计管理系统的设计与实现[J].电子技术与软件工程,2013.
统计毕业论文范文3
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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[11] Jeffrey H.Miller,”Why UWB? A Review of Ultrawideband Technology”, NETEX
统计毕业论文范文4
关键词：功能性需求分析；非功能性需求分析；业务里程分析
中图分类号： G463 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）36-195-2
1 概述
作为大学本科生必须完成的最后一门课程，毕业论文具备了其它课程所没有的典型特征：①由于毕业论文的宗旨是考查学生对本专业核心知识的掌握程度和运用知识解决实际问题的能力，因此在其完成过程中将会综合运用多门课程的知识点并将这些知识点与实际研究对象进行结合。②参与毕业论文过程管理的对象多，不仅包括学生和指导教师，还包括负责毕业论文的系主任、主管教学的分院领导和教务处实践教学管理科的工作人员，管理层次多，职能划分详细。③耗时长。按照培养方案的要求，毕业论文从开始选题到最后的答辩，总共耗时将近半年的时间，期间学生可以采取在校完成或者外出完成的形式进行毕业论文。以上特点决定了毕业论文过程管理的复杂性，不同的高校对该教学任务采取了不同的形式，以达到降低管理成本、提高管理成效的目的。
2 系统分析
系统分析主要围绕用例分析、业务流程分析和非功能性需求三个角度来开展。
2.1 用例分析
用例分析主要分析系统中各类角色对系统各个模块的操作权限。根据前期调研结果的分析，本系统的用户可以分为系统管理员、教务部门工作人员、教师、专业负责人、分院领导和学生共六种角色。系统用例分析就是分析这六种角色在系统中可以操作的应用场景。
2.1.1 系统管理员用例分析
毕业论文管理系统的系统管理员只负责本系统运行相关的支撑数据，即系统管理和基础数据两个模块中的功能。通常，系统管理模块包括部门管理、角色管理、用户管理、菜单管理、权限管理、数据管理、日志管理；基础数据包括专业设置、班级设置、教师管理、学生管理和教室管理。其中，部门管理是管理高校现有的教学单位和与毕业论文管理工作相关的部门；角色管理是管理系统用户的分类信息，以便为系统的权限分配提供基础；菜单管理是管理系统可以操作的模块以及模块的层次结构；权限管理是将菜单的操作权限分配给每类角色，从而确保系统操作和数据浏览的安全性；数据管理是对系统的数据库进行管理，包括数据备份和数据恢复；日志管理是管理系统操作的日志，以便系统出现问题时，可根据系统寻找发生故障的原因；专业设置是按照高校现有的专业结构和隶属关系完成专业信息的管理；班级设置是负责按照专业设置学生所在的班级；教师管理是管理高校教师的基本信息；学生管理是管理在校毕业班学生的基本信息；教室管理是管理目前学校可供使用的教室，为答辩安排提供基础数据。
2.1.2 教务部门工作人员用例分析
教务部门工作人员在系统中主要负责三个方面的工作，分别是基础数据中关于时间的设置、答辩安排审核和答辩结果审核。其中，基础数据中的时间设置包括学期的设置、选题时间设置和过程时间设置。选题时间设置主要设置学生选题的开始时间和结束时间；过程时间设置包括指导记录时间的设置、中期检查时间的设置和答辩时间的设置。
2.1.3 教师用例分析
毕业论文管理系统中具有操作权限的教师主要包括指导教师和交叉评阅教师以及答辩教师。教师在系统中可以操作的用例包括出题、审批开题报告、指导记录、答辩申请审批、交叉评阅和答辩结果登记。其中，出题只有被专业负责人指定为指导教师的教师才具有该权限，交叉评阅也只有被专业负责人指定为交叉评阅的教师才具有操作权限；答辩结果登记通常由答辩小组组长来完成。
2.1.4 专业负责人用例分析
专业负责人在系统中主要负责安排工作，包括教师安排和答辩安排。其中，教师安排主要安排指导教师、交叉评阅教师和答辩教师的人选；答辩安排则负责安排答辩教师的分组、参加答辩的学生分组以及教室和具体的答辩时间。
2.1.5 分院领导用例分析
分院领导在系统中主要负责两类信息的审核，分别是出题的审核和答辩安排的审核。
2.1.6 学生用例分析
学生是毕业论文管理系统的主体，在该系统中可以操作的用例包括选题、开题报告撰写、指导记录、中期检查、答辩申请、答辩安排和答辩结果。
2.2 业务流程分析
毕业论文管理系统包含的核心流程包括撰写开题报告和答辩安排两个核心流程。
2.2.1 开题报告流程分析
参与开题报告工作的主体包括学生、指导教师、专业负责人和分院领导，其流程如下：首先，学生完成开题报告的撰写，并提交给系统验证，验证通过后保存信息，并转交给指导教师审批，审批通过后转交给专业负责人进行初步审核，审核通过后再转交给分院领导进行最后的审核，并将最后的审核意见反馈给学生。
2.2.2 答辩安排流程分析
参与答辩安排的主体包括专业负责人、分院领导和教务部门工作人员，其流程大致如下：首先，专业负责人在答辩安排页面完成答辩安排的信息，然后提交给系统进行验证，如果验证通过再将安排转交给分院领导进行初步审核，审核通过后，转交给教务部门工作人员进行最后审核，审核通过后再将最终的审核结果反馈给专业负责人，并最终显示给学生和教师查看。
2.3 非功能性需求分析
与功能性需求分析的侧重点不同，非功能性需求分析更注重的是系统的整体性能要求，是衡量系统整体质量的依据。根据本系统的特点，系统的非功能性需求主要包括稳定性、准确性、安全性、易用性和可移植性。
3 系统设计
根据系统的功能需求分析的结果并结合管理信息系统的管理模式，总结出毕业论文过程管理系统的功能框架如图1所示。
图1中的系统管理通常负责管理一般系统运行所需的支撑数据。毕业论文管理系统的系统管理由部门管理、角色管理、用户管理、菜单管理、权限管理、数据管理和日志管理共七个模块组成。
4 结束语
代码开发仅仅是系统开发生命周期中的系统实现的主要任务，在此之前需经历系统分析和系统设计两个不可逾越的阶段。本文通过分析，得出了高校毕业论文管理系统的需求，并对这些需求进行整理后，完成了系统功能框架的设计，为下一步系统开发搭建系统应用程序架构提供了直接依据。
参 考 文 献
[1] 包慧敏.基于Web的毕业论文管理系统设计[D].南京：南京理工大学，2013.
[2] 郑鸿英.毕业论文管理系统的开发与实现[D].上海：华东师范大学，2011.
[3] 刘珊.本科毕业论文管理系统的设计与实现[D].厦门：厦门大学，2014.
[4] 陈斌.基于JQuery框架的毕业论文管理系统的设计与实现[D].苏州：苏州大学，2012.
[5] 孙晓妍.基于UML的面向对象信息系统开发[J].价值工程，2013（10）：189-190.
[6] 陈振庆，罗兰花.基于动态描述逻辑的UML状态图形式化方法[J].2011，37（13）：55-57.
统计毕业论文范文5
关键词：自动控制可编程序控制器系统设计应用
在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，工业现场中的这些自动控制问题，若采用可编程序控制器(PC)来解决自动控制问题已成为最有效的工具之一，本文叙述PC控制系统设计时应该注意的问题。
硬件选购目前市场上的PC产品众多，除国产品牌外，国外有：日本的OMRON、MITSUBISHI、FUJJ、anasonic,德国的SIEMENS，韩国的LG等。近几年，PC产品的价格有较大的下降，其性价比越来越高，这是众多技术人员选用PC的重要原因。那么，如何选购PC产品呢?
1．系统规模首先应确定系统用PC单机控制，还是用PC形成网络，由此计算PC输入、输出点。数，并且在选购PC时要在实际需要点数的基础上留有一定余量(10%)。
2．确定负载类型根据PC输出端所带的负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及PC输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出，还是晶体管输出，或品闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式，对系统的稳定运行是很重要的。
3．存储容量与速度尽管国外各厂家的PC产品大体相同，但也有一定的区别。目前还未发现各公司之间完全兼容的产品。各个公司的开发软件都不相同，而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。一般存储容量越大、速度越快的PC价格就越高，但应该根据系统的大小合理选用PC产品。
4．编程器的选购PC编程可采用三种方式：
一是用一般的手持编程器编程，它只能用商家规定语句表中的语句编程。这种方式效率低，但对于系统容量小，用量小的产品比较适宜，并且体积小，易于现场调试，造价也较低。
二是用图形编程器编程，该编程器采用梯形图编程，方便直观，一般的电气人员短期内就可应用自如，但该编程器价格较高。
三是用IBM个人计算机加PC软件包编程，这种方式是效率最高的一种方式，但大部分公司的PC开发软件包价格昂贵，并且该方式不易于现场调试。
因此，应根据系统的大小与难易，开发周期的长短以及资金的情况合理选购PC产品。
5．尽量选用大公司的产品其质量有保障，且技术支持好，一般售后服务也较好，还有利于你的产品扩展与软件升级。
输入回路的设计
1．电源回路PC供电电源一般为AC85—240V(也有DC24V)，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件(如电源滤波器、1：1隔离变压器等)。
2．Pc上DC24V电源的使用各公司PC产品上一般都有DC24V电源，但该电源容量小，为几十毫安至几百毫安，用其带负载时要注意容量，同时作好防短路措施(因为该电源的过载或短路都将影响PC的运行)。
3.外部DC24V电源若输入回路有DC24V供电的接近开关、光电开关等，而PC上DC24V电源容量不够时，要从外部提供DC24V电源；但该电源的“—”端不要与PC的DC24V的“—”端以及“COM”端相连，否则会影响PC的运行。
4．输入的灵敏度各厂家对PC的输人端电压和电流都有规定，如日本三菱公司F7n系列Pc的输入值为：DC24V、7mA，启动电流为4．5mA，关断电流小于1．5mA，因此，当输入回路串有二极管或电阻(不能完全启动)，或者有并联电阻或有漏电流时(不能完全切断)，就会有误动作，灵敏度下降，对此应采取措施。另一方面，当输入器件的输入电流大于PC的最大输入电流时，也会引起误动作，应采用弱电流的输入器件，并且选用输人为共漏型输入的PC，Bp输入元件的公共点电位相对为负，电流是流出PC的输入端。
输出回路的设计
1．各种输出方式之间的比较
(1)继电器输出：优点是不同公共点之间可带不同的交、直流负载，且电压也可不同，带负载电流可达2A／点；但继电器输出方式不适用于高频动作的负载，这是由继电器的寿命决定的。其寿命随带负载电流的增加而减少，一般在几十万次至Jl百万次之间，有的公司产品可达1000万次以上，响应时间为10ms
(2)晶闸管输出：带负载能力为0．2A／点，只能带交流负载，可适应高频动作，响应时间为1ms.
(3)晶体管输出：最大优点是适应于高频动作，响应时间短，一般为0.2ms左右，但它只能带DC5—30V的负载，最大输出负载电流为0．5A／点，但每4点不得大于0．8A。
当你的系统输出频率为每分钟6次以下时，应首选继电器输出，因其电路设计简单，抗干扰和带负载能力强。当频率为10次／min以下时，既可采用继电器输出方式；也可采用PC输出驱动达林顿三极管(5—10A)，再驱动负载，可大大减小电流。
2．抗干扰与外部互锁当PC输出带感性负载，负载断电时会对PC的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护PC。
当两个物理量的输出在PC内部已进行软件互锁后，在PC的外部也应进行互锁，以加强系统的可靠性。
3．“GOM“点的选择不同的PC产品，其“COM”点的数量是不一样的，有的一个“COM”点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带2个或1个输出点的。当负载的种类多，且电流大时，采用一个“COM”点带1—2个输出点的PC产品；当负载数量多而种类少时，采用一个“COM”点带4—8个输出点的PC产品。这样会对电路设计带来很多方便，每个“COM”点处加一熔丝，1—2个输出时加2A的熔丝，4—8点输出的加5—10A的熔丝，因PC内部一般没有熔丝。
4．PC外部驱动电路对于PC输出不能直接带动负载的情况下，必须在外部采用驱动电路：可以用三极管驱，也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动，同时应采用保护电路和浪涌吸收电路，且每路有显示二极管(LED)指示。印制板应做成插拔式，易于维修。
PC的输入输出布线也有一定的要求，请看各公司的使用说明书。
扩展模块的选用
对于小的系统，如80点以内的系统．一般不需要扩展；当系统较大时，就要扩展。不同公司的产品，对系统总点数及扩展模块的数量都有限制，当扩展仍不能满足要求时，可采用网络结构；同时，有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，因此，在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时，各厂家也有一些规定，请看相关的技术手册。
各公司的扩展模块种类很多，如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。PC的这种模块化设计为用户的产品开发提供了方便。
PC的网络设计
当用PC进行网络设计时，其难度比PC单机控制大得多。首先你应选用自己较熟悉的机型，对其基本指令和功能指令有较深入的了解，并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则，不能适应你的实时要求，造成系统崩溃。另外，对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。
最后，还要向PC的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料，至于选用几层工作站，依你的系统大小而定。
统计毕业论文范文6
【摘要】目前,一些大型化工企业,生产过程采用计算机控制,实现了生产过程的自动化,但是往往忽视了企业的自动化管理。本文所介绍的个人计算机网络管理(PCNM)系统,既可以方便地与过程控制计算机相互交换信息,又可以同企业内部原有的计算机网络连接,形成计算机一体化的生产系统,实现了工厂的计算机控制与信息管理一体化。
【关键词】计算机应用工业过程控制网络系统
一、概述
纯碱是基本化学工业中产量最大的产品,是用途十分广泛的工业原料,在国民经济中占有非常重要的地位。随着我国国民经济的飞速发展,对纯碱的需求量不断增大,为了满足市场需求,除了扩大生产规模外,还必须进一步发掘生产潜力。
山东潍坊纯碱厂是一个新建厂,设备先进,但纯碱生产大部分还是人工操作,落后的操作方法已不能适应生产发展的需要。为了解决先进设备与落后操作的矛盾,稳定生产,提高原料利用率,降低能耗,增加产量,碱厂从美国霍尼韦尔公司引进具有先进水平的TDC-3000集散型控制系统,并用于制碱生产的心脏工序——重碱碳化工段,以实现工业生产的全局控制。
工业生产的全局控制包含着两层意义,一是指生产过程的自动化,二是指企业管理的自动化。生产过程的自动化指的是生产过程采用计算机控制,用计算机自动调节各生产要素,做到产品的高产、优质与低耗。企业自动化管理指的是调度、经营与决策的自动化,就是把当前生产的全部信息汇总起来,使管理决策者能够对全厂的生产、经营进行整体安排与调度,以期取得全厂各部门生产活动的协调进行,达到整体效益的最佳工业过程。全局控制系统可分为以下4级:
1.直接控制级过程控制计算机直接与现场各类装置(如变送器、执行器、记录仪表等)相连,对所连接的装置实施监测、控制,同时它还向上与第二级的计算机相连,接收上层的过程管理信息,并向上传送装置的特性数据和采集的实时数据;
2.过程管理级过程管理计算机(主要有监控计算机、操作站、工程师站等)综合监视过程各站的所有信息,集中显示操作,控制回路组态和参数修改,优化过程处理等;
3.生产管理级管理计算机根据生产过程的特点与需要,协调各单元级的参数设定,是生产过程的总体协调员和控制器;
4.经营管理级与办公室自动化连接起来,担负起全厂的总体协调管理,包括各类经营活动、人事管理等。
上位机系统在整个控制系统中属于第三级(生产管理级),它既可以方便地与过程管理计算机相互交换信息,又可以同厂内现有的计算机网络连接,形成计算机一体化生产系统,实现工厂的信息管理一体化。
二、系统目标
由于纯碱生产是人工操作,生产数据全部由手工记录,数据错综复杂,误差较大,给管理人员协调各部门生产、优化控制过程造成很大困难。为了使碱厂在运行工况、设备状态、故障处理等方面都处在合理、优化的状态,合理的生产运行和经营管理已越来越显得重要,而现有的管理水平离一个现代化企业所要求的目标还相差很远。针对这种状况,确定了本系统的目标为:
1.利用TDC-3000系统提供的计算机网络接口(CG),上位机可以通过网络服务器实时采集现场数据;也可以读取存贮在TDC-3000系统历史模件上的历史数据。上位机将采集到的数据进行加工、处理、分类后,再把它们存放到上位机的碳化塔生产历史数据库中。此数据库可以保存一年以上的生产数据。管理人员可以通过上位机提供的查询手段,调出所需要的历史数据。上位机自动生成碳化塔生产的班报表、日报表等,避免因手工记录出现的数据误差较大的现象,大大提高碳化塔生产的科学管理水平。
2.本系统局域网采用的是五用户以太网,即系统可以同时连接5台上位机,而每台上位机都可以对历史数据库中的数据进行操作,实现数据共享。另一方面本网络系统可以与厂内现有管理信息系统相连,从而将全厂的科学化管理提高到一个新水平。
三、PCNM网络系统
PCNM是一个将LCN网(局部控制网)和相关过程信息送到用户的个人计算机的软硬件系统。PCNM使用了最新的LAN(局域网)操作系统、关系数据库技术和图形用户界面,使用户可以在自己的计算机上很容易地得到所需的数据(见图1)。图中虚线内为本系统配置。图1PCNM结构图AM——应用模件US——万能工作站PCNM系统由TDC-3000的计算机接口(CG)和PCNM服务器组成。通过HDLCLAPB高速数据通讯板,LCN网的数据可以从CG传送到PCNM服务器,这些数据包括实时瞬时值或存贮在历史模件(HM)上的历史数据。
PCNM服务器是一台基于网络和数据库服务器的高性能计算机。它使用了最新的MSLANManager网络操作系统,可以广泛地连接多种类型计算机和LAN网络服务器,其中包括DOS和OS/2个人计算机工作站。
SQL服务器是一个工业标准数据库工具,用于存贮PCNM服务器的实时数据和系统配置数据,SQL服务器为共享LCN网和子系统的数据提供了一个既灵活又安全的平台。
