論文關(guān)鍵詞：自適應(yīng)信號處理自適應(yīng)濾波器

論文摘要:近幾十年里，數(shù)字信號處理技術(shù)取得了飛速發(fā)展，特別是在自適應(yīng)信號處理方面，通過內(nèi)部參數(shù)的最優(yōu)化來自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性并以其計算簡單，收斂速度快等許多優(yōu)點而被廣泛使用。本文主要介紹了幾種常用的自適應(yīng)算法，如：LMS，RLS，NLMS等。分別就幾種算法在算法原理，算法性能分析和計算機(jī)仿真等方面來說明各種算法的優(yōu)越性。通過圍繞算法的優(yōu)缺點進(jìn)行比較，得出一些重要結(jié)論。最后對自適應(yīng)信號處理的一些應(yīng)用作了介紹和分析，并對其進(jìn)行了仿真。

Abstract：Inrecentdecades,digitalsignalprocessingtechnologyhasmaderapiddevelopment,especiallyinadaptivesignalprocessing.Theadaptivesignalprocessingalgorithmcanadjusttheinternalparametersoffilterstooptimizesystemcharacteristicsautomatically.Foritssimplecomputationalcomplexity,fastconvergencespeedandmanyotheradvantages,adaptivefilerhasbeenwidelyused.

Thispaperintroducesseveralcommonlyusedalgorithms,suchas:LMS,RLS,NLMS,etc..Throughtheprincipleofadaptivealgorithmanalysisandsimulation,weillustratethevariousaspectsoftheadaptivealgorithm’ssuperiority.Andthroughthecomparingoftheiradvantagesanddisadvantages,wecoulddrawsomeimportantconclusionsfordifferentalgorithm.

Keywords:Adaptivesignalprocessing,Adaptivefilter

1引言

摘要：介紹了一種基于FPGA和DDS（DirectDigitalSynthesizer）技術(shù)的跳頻信號源實現(xiàn)方案。DDS采用AD公司的最新頻率合成器件AD9852，其中頻率控制字存儲在FPGA內(nèi)部RAM單元中，F(xiàn)PGA通過40針總線接口向AD9852寫入頻率控制字。該信號源具有可編程、可升級的優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：DDSFPGA頻率合成器跳頻通信

在眾多的通信技術(shù)中，擴(kuò)頻通信技術(shù)由于具有獨特的抗干擾能力以及寬的使用頻帶而在軍事通信領(lǐng)域倍受青睞。根據(jù)擴(kuò)頻通信調(diào)制方式的不同，它可以分為直接序列擴(kuò)頻方式（DS）、跳頻方式（FH）、跳時方式（FT）及兼有以上方式中二種以上的混合方式。其中跳頻通信具有保密性好、不易受遠(yuǎn)近干擾和多徑干擾的影響等優(yōu)點，是一種很有前景的通信方式。跳頻系統(tǒng)的頻率跳變，受到偽隨機(jī)碼的控制。不同的時間、不同的偽碼相位，頻率合成器產(chǎn)生的相應(yīng)頻率也不同。把跳頻系統(tǒng)的頻率跳變規(guī)律稱為跳頻圖案。跳頻圖案是時間和頻率的函數(shù)，故又稱為時間－頻率矩陣，簡稱時頻矩陣。時頻矩陣可直觀描述出頻率跳變規(guī)律，如圖1所示。

跳頻圖案的設(shè)計是跳頻通信系統(tǒng)的一個關(guān)鍵問題，直接影響到跳頻系統(tǒng)的保密、抗干擾、多址等性能。一般要求跳頻圖案的周期要長，這就要求控制跳頻圖案的偽隨機(jī)碼周期要長，即移位寄存器的級數(shù)要大。

1基于FPGA和DDS技術(shù)的跳頻信號源設(shè)計

跳頻信號源即為載波頻率按照一定跳頻圖案跳變的信號發(fā)生器。設(shè)計一個性能優(yōu)異的跳頻信號源，困難在于其優(yōu)良的頻譜性能。筆者提出了一種基于FPGA12和DDS技術(shù)的跳頻圖案的設(shè)計方案。指標(biāo)如下：600跳／秒跳速；20個跳頻點；3．4MHz跳頻基帶；68MHz跳頻帶寬；106．78MHz～172．14MHz跳頻頻率中20個頻點。DDS采用AD公司的最新頻率合成器件AD9852，寫頻率控制字采用ALTARA公司的可編程邏輯器件APEX20K系列中的EP20K100，其邏輯資源為10萬門，兩者通過40針總線接口相連3。其中，F(xiàn)PGA完成存儲頻率控制字、定時寫入頻率控制字的功能，AD9852則實現(xiàn)頻率合成輸出。頻率合成器DDS是跳頻信號源中的一個關(guān)鍵部件，其原理如圖2所示。這種頻率合成器工作頻率高，可達(dá)GHz數(shù)量級；分辨率高，可達(dá)1Hz以下，穩(wěn)定度高；體積小，重量輕，集成度高，這些都是其他頻率合成器件難以比擬的。AD9852是近年推出的高速芯片，具有小型的80管腳表貼封裝形式，其時鐘頻率為300MHz，并帶有兩個12位高速正交D／A轉(zhuǎn)換器、兩個48位可編程頻率寄存器、兩個14位可編程相位移位寄存器、12位幅度調(diào)制器和可編程的波形開關(guān)鍵功能，并有單路FSK和BPSK數(shù)據(jù)接口，易產(chǎn)生單路線性或非線性調(diào)頻信號。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)時鐘源時，AD9852可產(chǎn)生高穩(wěn)定的頻率、相位、幅度可編程的正、余弦輸出，可用作捷變頻本地振蕩器和各種波形產(chǎn)生器。AD9852提供了48位的頻率分辨率，相位量化到14位，保證了極高頻率分辨率和相位分辯率，極好的動態(tài)性能。其頻率轉(zhuǎn)換速度可達(dá)每秒100×106個頻率點。在高速時鐘產(chǎn)生器應(yīng)用中，可采用外接300MHz時鐘或外接低頻時鐘倍頻兩種方式，給電路板帶來了極大的方便，同時也避免了采用高頻時鐘帶來的問題。在AD9852芯片內(nèi)部時鐘輸入端有4～20倍可編程參考時鐘鎖相倍頻電路，外部只需輸入一低頻參考時鐘60MHz，通過AD9852芯片內(nèi)部的倍頻即可獲得300MHz內(nèi)部時鐘。300MHz的外部時鐘也可以采用單端或差分輸入方式直接作為時鐘源。AD9852采用＋3．3V供電，降低了器件的功耗。工作溫度范圍在－40°C～＋85°C。

1基于FPGA和DDS技術(shù)的跳頻信號源設(shè)計

跳頻信號源即為載波頻率按照一定跳頻圖案跳變的信號發(fā)生器。設(shè)計一個性能優(yōu)異的跳頻信號源，困難在于其優(yōu)良的頻譜性能。筆者提出了一種基于FPGA12和DDS技術(shù)的跳頻圖案的設(shè)計方案。指標(biāo)如下：600跳／秒跳速；20個跳頻點；3．4MHz跳頻基帶；68MHz跳頻帶寬；106．78MHz～172．14MHz跳頻頻率中20個頻點。DDS采用AD公司的最新頻率合成器件AD9852，寫頻率控制字采用ALTARA公司的可編程邏輯器件APEX20K系列中的EP20K100，其邏輯資源為10萬門，兩者通過40針總線接口相連3。其中，F(xiàn)PGA完成存儲頻率控制字、定時寫入頻率控制字的功能，AD9852則實現(xiàn)頻率合成輸出。頻率合成器DDS是跳頻信號源中的一個關(guān)鍵部件，其原理如圖2所示。這種頻率合成器工作頻率高，可達(dá)GHz數(shù)量級；分辨率高，可達(dá)1Hz以下，穩(wěn)定度高；體積小，重量輕，集成度高，這些都是其他頻率合成器件難以比擬的。AD9852是近年推出的高速芯片，具有小型的80管腳表貼封裝形式，其時鐘頻率為300MHz，并帶有兩個12位高速正交D／A轉(zhuǎn)換器、兩個48位可編程頻率寄存器、兩個14位可編程相位移位寄存器、12位幅度調(diào)制器和可編程的波形開關(guān)鍵功能，并有單路FSK和BPSK數(shù)據(jù)接口，易產(chǎn)生單路線性或非線性調(diào)頻信號。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)時鐘源時，AD9852可產(chǎn)生高穩(wěn)定的頻率、相位、幅度可編程的正、余弦輸出，可用作捷變頻本地振蕩器和各種波形產(chǎn)生器。AD9852提供了48位的頻率分辨率，相位量化到14位，保證了極高頻率分辨率和相位分辯率，極好的動態(tài)性能。其頻率轉(zhuǎn)換速度可達(dá)每秒100×106個頻率點。在高速時鐘產(chǎn)生器應(yīng)用中，可采用外接300MHz時鐘或外接低頻時鐘倍頻兩種方式，給電路板帶來了極大的方便，同時也避免了采用高頻時鐘帶來的問題。在AD9852芯片內(nèi)部時鐘輸入端有4～20倍可編程參考時鐘鎖相倍頻電路，外部只需輸入一低頻參考時鐘60MHz，通過AD9852芯片內(nèi)部的倍頻即可獲得300MHz內(nèi)部時鐘。300MHz的外部時鐘也可以采用單端或差分輸入方式直接作為時鐘源。AD9852采用＋3．3V供電，降低了器件的功耗。工作溫度范圍在－40°C～＋85°C。

本文采用AD9852所設(shè)計的頻率合成器結(jié)構(gòu)如圖3所示。DDS模塊分成二路輸出：（1）第一路輸出

100MHz～150MHz信號；（2）第二路輸出150MHz～200MHz信號。其中DDS輸出12．5MHz～25MHz的信號，經(jīng)SWCON開關(guān)分成兩路輸出，一路輸出12．5MHz～18．75MHz信號，經(jīng)放大倍頻、濾波，輸出100MHz～150MHz信號；另一路輸出18．75MHz～25MHz的信號經(jīng)放大倍頻、濾波輸出150MHz～200MHz信號。

2FPGA與DDS接口設(shè)計

FPGA主要完成從外部向DDS寫入頻率控制字功能，其中頻率控制字存儲在FPGA內(nèi)部RAM單元中。雙方通過40針總線連接，其中信號線為：8位數(shù)據(jù)線、6位地址線、復(fù)位信號、updateclk（頻率跳變信號）、swcon（開關(guān)：高頻段和低頻段轉(zhuǎn)換信號，當(dāng)swcon為低時輸出高頻段，當(dāng)swcon為高時，輸出低頻段）、wr（寫信號）。

作者：王偉何濤強(qiáng)生杰單位：蘭州交通大學(xué)

數(shù)據(jù)輸入后先轉(zhuǎn)化成ASCII二進(jìn)制碼進(jìn)行傳輸，通過調(diào)用m序列生成函數(shù)進(jìn)行相加，產(chǎn)生擴(kuò)展后的數(shù)據(jù)，然后將擴(kuò)頻碼轉(zhuǎn)換為BPSK(1,-1)序列，數(shù)據(jù)傳輸時進(jìn)一步將BPSK雙極性轉(zhuǎn)換到單極性，最終在數(shù)據(jù)輸出端進(jìn)行m序列解擴(kuò)，再結(jié)合解調(diào)過程將ASCII二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為輸出數(shù)據(jù)。從圖3(b)中可以看出數(shù)據(jù)展寬后可以明顯降低信號功率密度，調(diào)制后傳輸?shù)男盘柡桶自肼暰哂泻艽蟮南嗨贫?，可以實現(xiàn)高隱蔽性傳輸。從圖3(c)和圖3(d)對調(diào)制信號包絡(luò)，相干載波相位模糊度及其對解調(diào)數(shù)據(jù)的影響等性能對比，得出BPSK調(diào)制出傳輸過程中具有高的抗干擾能力和頻譜利用率。最終解擴(kuò)和解調(diào)后的輸出數(shù)據(jù)(e)和輸入數(shù)據(jù)圖3(a)具有高度的一致性，可見此擴(kuò)頻方式具有很強(qiáng)的抗干擾性。

理論優(yōu)勢（1）抗干擾能力強(qiáng)。直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，解擴(kuò)器端輸入與輸出信號功率保持不變，而對于干擾信號解擴(kuò)過程相當(dāng)于進(jìn)行擴(kuò)頻，干擾功率被擴(kuò)展到很寬的頻帶上，功率譜密度下降，這使得解擴(kuò)過程中輸入端的干擾信號功率大大降低。通過帶通濾波器的濾波，大部分的干擾信號被濾除，有用信號則被保留。另外，擴(kuò)頻系統(tǒng)對各種惡劣天氣時通信鏈路造成的影響進(jìn)行抵抗，與傳統(tǒng)微波相比可以進(jìn)行跨江傳輸，在海面的長距離優(yōu)質(zhì)傳輸。這些優(yōu)勢適用于鐵路系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下安全可靠的進(jìn)行信號傳輸。（2）可以實現(xiàn)多址通信系統(tǒng)。多個通信在信息發(fā)送端和接收端使用相同的偽隨機(jī)序列，而不同的通信則使用不同的偽隨機(jī)序列，這樣就實現(xiàn)了在相同載頻下互不干擾的通信，實現(xiàn)頻率復(fù)用，從而充分利用了頻譜資源。由此可以進(jìn)行機(jī)動靈活組網(wǎng)，有助于統(tǒng)一規(guī)劃，分期實施，便于擴(kuò)充容量，有效地保護(hù)前期投資。（3）有效抗多徑干擾。在直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)接收到電波后，將同步鎖定直達(dá)路徑且信號最強(qiáng)的電波，其余電波由于非直達(dá)，會延時到達(dá)，在相關(guān)解擴(kuò)作用下只作為噪聲。另外，接收端把多路徑來的同一碼序波形相加使之得到加強(qiáng)，從而實現(xiàn)抗多徑干擾。（4）隱蔽性強(qiáng)，對其它系統(tǒng)干擾小。擴(kuò)頻過程單位面積信號發(fā)送功率極低，隱蔽性強(qiáng)。低的功率譜密度，不容易被探測到，被截獲的可能性降低，所以實現(xiàn)了其安全性方面的要求。同時，低功率譜密度讓發(fā)射信號近似于噪聲信號，而擴(kuò)頻信號可以在信道噪聲和白噪聲背景中傳輸，降低了對其它系統(tǒng)的干擾，增強(qiáng)了與其它系統(tǒng)的共存度。由于此系統(tǒng)的無線鐵路信號傳輸過程中電磁干擾大幅度降低，不僅有利于將擴(kuò)頻通信系統(tǒng)應(yīng)用于電氣化鐵路區(qū)段和弱場強(qiáng)區(qū)電磁環(huán)境，而且適于將其大規(guī)模應(yīng)用到干線鐵路中。（5）精確測距和定時。將應(yīng)用周期長及偽隨機(jī)碼作為傳輸信號，比較從目的地反射回來的偽隨機(jī)序列與原序列的相位，就可以得出時間差，由此也可實現(xiàn)定時操作，進(jìn)一步利用傳輸速率和時間差的相乘即得出距離。相對于傳統(tǒng)的軌道電路定位，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)傳輸容量較大并且適合長距離傳輸，這有助于減少鐵路測距定時設(shè)備，降低設(shè)備投資，便于維護(hù)。也可以作為原有測距定時設(shè)備的冗余，與原測距設(shè)備值進(jìn)行比較，提高測距定時的安全可靠度。

擴(kuò)頻通信屬于數(shù)字通信，是適合大容量高速率通信的系統(tǒng)，其加密功能和保密性，從一定程度上提高了鐵路信息傳輸?shù)陌踩煽啃?。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)容易實現(xiàn)碼分多址，結(jié)合計算機(jī)及網(wǎng)路技術(shù)有助于鐵路系統(tǒng)更快速的應(yīng)用高新技術(shù)，從而使鐵路系統(tǒng)向更加安全高效發(fā)展。另外，現(xiàn)有的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)絕大部分使用的是數(shù)字電路，設(shè)備集成度高，安裝簡便，易于維護(hù)，更小巧可靠，擴(kuò)展容易，平均無故障率時間也很長。目前，廣州地鐵和北京地鐵等多個軌道交通項目中均采用了基于直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的無線移動閉塞信號系統(tǒng)，為今后大規(guī)模成功應(yīng)用于干線鐵路提供了參考。

摘要：介紹了一種基于FPGA和DDS（DirectDigitalSynthesizer）技術(shù)的跳頻信號源實現(xiàn)方案。DDS采用AD公司的最新頻率合成器件AD9852，其中頻率控制字存儲在FPGA內(nèi)部RAM單元中，F(xiàn)PGA通過40針總線接口向AD9852寫入頻率控制字。該信號源具有可編程、可升級的優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：DDSFPGA頻率合成器跳頻通信

在眾多的通信技術(shù)中，擴(kuò)頻通信技術(shù)由于具有獨特的抗干擾能力以及寬的使用頻帶而在軍事通信領(lǐng)域倍受青睞。根據(jù)擴(kuò)頻通信調(diào)制方式的不同，它可以分為直接序列擴(kuò)頻方式（DS）、跳頻方式（FH）、跳時方式（FT）及兼有以上方式中二種以上的混合方式。其中跳頻通信具有保密性好、不易受遠(yuǎn)近干擾和多徑干擾的影響等優(yōu)點，是一種很有前景的通信方式。跳頻系統(tǒng)的頻率跳變，受到偽隨機(jī)碼的控制。不同的時間、不同的偽碼相位，頻率合成器產(chǎn)生的相應(yīng)頻率也不同。把跳頻系統(tǒng)的頻率跳變規(guī)律稱為跳頻圖案。跳頻圖案是時間和頻率的函數(shù)，故又稱為時間－頻率矩陣，簡稱時頻矩陣。時頻矩陣可直觀描述出頻率跳變規(guī)律，如圖1所示。

跳頻圖案的設(shè)計是跳頻通信系統(tǒng)的一個關(guān)鍵問題，直接影響到跳頻系統(tǒng)的保密、抗干擾、多址等性能。一般要求跳頻圖案的周期要長，這就要求控制跳頻圖案的偽隨機(jī)碼周期要長，即移位寄存器的級數(shù)要大。

1基于FPGA和DDS技術(shù)的跳頻信號源設(shè)計

跳頻信號源即為載波頻率按照一定跳頻圖案跳變的信號發(fā)生器。設(shè)計一個性能優(yōu)異的跳頻信號源，困難在于其優(yōu)良的頻譜性能。筆者提出了一種基于FPGA12和DDS技術(shù)的跳頻圖案的設(shè)計方案。指標(biāo)如下：600跳／秒跳速；20個跳頻點；3．4MHz跳頻基帶；68MHz跳頻帶寬；106．78MHz～172．14MHz跳頻頻率中20個頻點。DDS采用AD公司的最新頻率合成器件AD9852，寫頻率控制字采用ALTARA公司的可編程邏輯器件APEX20K系列中的EP20K100，其邏輯資源為10萬門，兩者通過40針總線接口相連3。其中，F(xiàn)PGA完成存儲頻率控制字、定時寫入頻率控制字的功能，AD9852則實現(xiàn)頻率合成輸出。頻率合成器DDS是跳頻信號源中的一個關(guān)鍵部件，其原理如圖2所示。這種頻率合成器工作頻率高，可達(dá)GHz數(shù)量級；分辨率高，可達(dá)1Hz以下，穩(wěn)定度高；體積小，重量輕，集成度高，這些都是其他頻率合成器件難以比擬的。AD9852是近年推出的高速芯片，具有小型的80管腳表貼封裝形式，其時鐘頻率為300MHz，并帶有兩個12位高速正交D／A轉(zhuǎn)換器、兩個48位可編程頻率寄存器、兩個14位可編程相位移位寄存器、12位幅度調(diào)制器和可編程的波形開關(guān)鍵功能，并有單路FSK和BPSK數(shù)據(jù)接口，易產(chǎn)生單路線性或非線性調(diào)頻信號。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)時鐘源時，AD9852可產(chǎn)生高穩(wěn)定的頻率、相位、幅度可編程的正、余弦輸出，可用作捷變頻本地振蕩器和各種波形產(chǎn)生器。AD9852提供了48位的頻率分辨率，相位量化到14位，保證了極高頻率分辨率和相位分辯率，極好的動態(tài)性能。其頻率轉(zhuǎn)換速度可達(dá)每秒100×106個頻率點。在高速時鐘產(chǎn)生器應(yīng)用中，可采用外接300MHz時鐘或外接低頻時鐘倍頻兩種方式，給電路板帶來了極大的方便，同時也避免了采用高頻時鐘帶來的問題。在AD9852芯片內(nèi)部時鐘輸入端有4～20倍可編程參考時鐘鎖相倍頻電路，外部只需輸入一低頻參考時鐘60MHz，通過AD9852芯片內(nèi)部的倍頻即可獲得300MHz內(nèi)部時鐘。300MHz的外部時鐘也可以采用單端或差分輸入方式直接作為時鐘源。AD9852采用＋3．3V供電，降低了器件的功耗。工作溫度范圍在－40°C～＋85°C。

一、數(shù)字信號處理算法在相干光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

1光纖模型

對于一些較為復(fù)雜的矢量信息的調(diào)制，光通信系統(tǒng)當(dāng)中則一般都是用IQ調(diào)制器進(jìn)行；光纖模型是為了將通信相干系統(tǒng)內(nèi)處理數(shù)字信號進(jìn)行提高，因此必須要具體研究整個系統(tǒng)內(nèi)信號進(jìn)行光纖傳輸?shù)默F(xiàn)象，而該現(xiàn)象則需要從物理以及數(shù)學(xué)的模型當(dāng)中入手，對對應(yīng)的補(bǔ)償或均衡技術(shù)進(jìn)行研究過程中將數(shù)字信號處理技術(shù)的作用發(fā)揮出來，使得光信號變換成為電磁波的形式，具體的解是在麥克斯韋方程組導(dǎo)出的波動方程中進(jìn)行的，表達(dá)式是：其中X是信號偏振方向的單位向量，是初始振幅的傅立葉表示，是常數(shù)，最終將光信號基態(tài)模式分布成F（x，y）看成是近似高斯函數(shù)。另外在研究接收端過程中，一般都是將光相干接收機(jī)作為主要組成進(jìn)行研究，其能夠?qū)邮諜C(jī)進(jìn)行直接測探，讓所檢測的信號強(qiáng)度信息得以增強(qiáng)，同時還能夠?qū)?qiáng)度調(diào)制信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換前對其進(jìn)行除匹配濾波之外的處理。

2信號處理

研究相干光通信系統(tǒng)內(nèi)處理數(shù)字信號的技術(shù)主要是：光纖信道是信號進(jìn)行傳輸?shù)耐ǖ溃渲兴霈F(xiàn)的不同形式的失真或者損傷就會在結(jié)合過程中出現(xiàn)線性或者非線性的失真。而線性失真的補(bǔ)償是不存在因果關(guān)系，即無需顧慮其順序問題，不過需要在具體算法當(dāng)中遵循以下原則：分離所需估計的線性失真為單獨形式的變量，并補(bǔ)償態(tài)應(yīng)該優(yōu)先估計，對于算法較為簡單的變量，然后再補(bǔ)償隨機(jī)變量，最后才是對所有變量進(jìn)行完整補(bǔ)償。算法流程：每個方框所代表的都是相干接收機(jī)內(nèi)的數(shù)字信號處理系統(tǒng)的子系統(tǒng)，且子系統(tǒng)之間所可能出現(xiàn)的反饋線路的具體圖表也要進(jìn)行表示，在預(yù)處理算法的研究中，它是指在進(jìn)行實質(zhì)的信道均衡、載波恢復(fù)之前，對采樣后的信號進(jìn)行一定程度的預(yù)先處理，為形成數(shù)字信號處理算法做出充分的準(zhǔn)備。

3信號補(bǔ)償

【摘要】本文以國防科技大學(xué)電子與通信工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生一流課程體系建設(shè)項目的實施情況為例，介紹了項目基本情況、課程體系優(yōu)化、案例式教學(xué)、教師隊伍培養(yǎng)和教材建設(shè)等，最后給出了加大專業(yè)學(xué)位研究生招生宣傳力度，大力推進(jìn)探索式學(xué)習(xí)，盡快建立可操作的專業(yè)學(xué)位論文評價機(jī)制等建議。

【關(guān)鍵詞】電子與通信工程領(lǐng)域；專業(yè)學(xué)位研究生；一流課程體系

專業(yè)學(xué)位是相對于學(xué)術(shù)學(xué)位而言的學(xué)術(shù)類型，其目的是“培養(yǎng)具有扎實理論基礎(chǔ)，并適應(yīng)特定行業(yè)或職業(yè)實際工作需要的應(yīng)用型高層次專門人才”[1]。專業(yè)學(xué)位研究生不僅應(yīng)具有扎實的理論基礎(chǔ)，還應(yīng)具有較強(qiáng)的實踐動手能力。受“重學(xué)術(shù)、輕應(yīng)用”的傳統(tǒng)思想及對專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)規(guī)律認(rèn)識不足的影響，容易混淆專業(yè)學(xué)位研究生和學(xué)術(shù)學(xué)位研究生的培養(yǎng)方式和要求。課程教學(xué)、實踐環(huán)節(jié)、科研項目與學(xué)位論文“四張皮”的現(xiàn)象屢見不鮮。如何達(dá)到知識、能力和素質(zhì)的有機(jī)統(tǒng)一，如何將科研資源轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，是目前專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)過程中兩個亟待解決的問題。

1具體措施

國防科技大學(xué)開展了電子與通信工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生一流課程體系建設(shè)項目，基于信息與通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)兩個一級學(xué)科建設(shè)以來所積累的優(yōu)質(zhì)資源，按照“緊扣學(xué)科內(nèi)涵、優(yōu)化課程體系、瞄準(zhǔn)前沿發(fā)展”的理念，認(rèn)真梳理和優(yōu)化了該領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生課程體系。在2011—2015年投資建設(shè)了“信號處理仿真實驗”“通信技術(shù)基礎(chǔ)”“天線理論與工程”“電磁波工程”“電路與嵌入式系統(tǒng)綜合設(shè)計實驗”“微波電路仿真與設(shè)計綜合實驗”“通信網(wǎng)絡(luò)理論與應(yīng)用”7門專業(yè)學(xué)位研究生課程，使這一領(lǐng)域的課程整體建設(shè)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。（1）課程體系優(yōu)化。課程體系總體設(shè)計與優(yōu)化遵循針對性、可持續(xù)發(fā)展、前沿性、寬廣性的原則，科學(xué)規(guī)劃專業(yè)學(xué)位研究生的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和素質(zhì)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建開放的、競爭的、創(chuàng)新的、發(fā)展的電子與通信工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位課程體系，既要讓學(xué)生掌握現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最新知識，又要進(jìn)一步訓(xùn)練他們具備作為高層次工程技術(shù)或工程管理人員的能力與素質(zhì)。目前，國防科技大學(xué)專業(yè)學(xué)位研究生課程體系的基本架構(gòu)包括：公共基礎(chǔ)課程、領(lǐng)域核心課程、專業(yè)課程、實驗課程、案例與前沿課程，如圖1所示。整體課程設(shè)置體現(xiàn)了“厚基礎(chǔ)知識、重實際應(yīng)用、博前沿知識”的教育理念，突出了專業(yè)實踐類課程和工程實踐類課程，注重專業(yè)知識的深入和系統(tǒng)化。以在建的“通信技術(shù)基礎(chǔ)”課程為例，結(jié)合專業(yè)學(xué)位碩士的特點和需求，總結(jié)歷年來專業(yè)學(xué)位碩士教學(xué)經(jīng)驗，緊密圍繞通信基礎(chǔ)與軍事通信應(yīng)用主題，對課程內(nèi)容進(jìn)行了大幅度的改革。綜合通信原理、無線通信與典型軍事通信系統(tǒng)知識點內(nèi)容，將課程內(nèi)容劃分為3個主要模塊，分別是通信原理基礎(chǔ)模塊、基本傳輸方式與信道模塊、軍事通信概述模塊，如圖2所示。在課程中貫穿兩個具有明確應(yīng)用背景的教學(xué)案例：①實際發(fā)射與接收通信系統(tǒng)剖析。選擇一個實際通信設(shè)備（如通信電臺），就設(shè)備內(nèi)部各個功能模塊講解其原理，剖析內(nèi)部結(jié)構(gòu)，引發(fā)針對這一系統(tǒng)的設(shè)計、應(yīng)用及改進(jìn)的討論。②蜂窩無線通信系統(tǒng)。以現(xiàn)有的GSM蜂窩通信網(wǎng)為例，講解無線通信特點、無線組網(wǎng)特點、多址通信等知識點，引導(dǎo)學(xué)生思考解決相關(guān)的實際問題。（2）案例式教學(xué)。本著“完善知識結(jié)構(gòu)、提高思維能力，強(qiáng)化實踐培養(yǎng)”的原則，完善本領(lǐng)域課程教學(xué)內(nèi)容，突出專業(yè)實踐類課程和工程實踐類課程，注意專業(yè)知識的深入和系統(tǒng)化。要求既有嚴(yán)密的理論體系，又有生動的工程實例，加強(qiáng)研究型教學(xué)模式和教學(xué)案例建設(shè)。充分利用科研資源優(yōu)勢，將具體工程項目中的解決方案和經(jīng)驗加以改造，提煉出適合專業(yè)學(xué)位研究生知識背景、培養(yǎng)目的和培養(yǎng)規(guī)律的教學(xué)案例，確保最新的科研成果能夠進(jìn)入課堂、進(jìn)入案例、進(jìn)入教材，促進(jìn)教學(xué)和科研的深度融合和相互提高。例如，在某項目中，為解決水下目標(biāo)輻射噪聲譜線信噪比低，不易捕捉的實際問題，筆者提出了“分段搜索，動態(tài)門限”的解決方案。將這個工程項目轉(zhuǎn)化為水下目標(biāo)搜索教學(xué)案例，通過該案例鞏固了周期信號分解與合成，以及信號檢測的相關(guān)知識點，讓學(xué)生了解這些知識點在工程實踐中的應(yīng)用。利用學(xué)院“十二五”研究生創(chuàng)新基地的建設(shè)條件，改進(jìn)實驗環(huán)境，為學(xué)生搭建通用、易操作的實驗環(huán)境，進(jìn)一步強(qiáng)化實踐教學(xué)。在課程設(shè)計、實驗設(shè)計及實驗室建設(shè)方面進(jìn)行多種改革與探索，把仿真實現(xiàn)和后續(xù)開展的硬件實現(xiàn)融合在該課程體系的實踐環(huán)節(jié)中，大大提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程應(yīng)用能力。例如，把實踐課堂設(shè)到雷達(dá)實驗現(xiàn)場，結(jié)合學(xué)校建成的國內(nèi)首套220～1400GHz雷達(dá)目標(biāo)成像與RCS測量系統(tǒng)，讓學(xué)生親身體驗太赫茲雷達(dá)從倍頻、放大、混頻至頻譜儀接收處理的全過程。（3）教師隊伍培養(yǎng)。為課程體系中的每門課程建設(shè)一支年齡結(jié)構(gòu)合理、科研和教學(xué)經(jīng)驗豐富的多人任課的教師隊伍。要求授課教師不僅學(xué)術(shù)水平高，工程實踐能力也要強(qiáng)，教師能夠?qū)⒆约旱目蒲泻凸こ虒嵺`經(jīng)驗講出來，讓學(xué)生聽得懂。鼓勵授課教師走出校園，經(jīng)常到國內(nèi)外一流大學(xué)或著名企業(yè)進(jìn)行交流互動，跟蹤相關(guān)學(xué)科的最新前沿，了解和掌握本領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，不斷更新自身的知識結(jié)構(gòu)。充分利用年輕教師思想敏銳、勇于探索的特點，利用各種有利條件對青年教師進(jìn)行新技術(shù)培訓(xùn)，開闊年輕教師的視野，為其后續(xù)的教學(xué)奠定基礎(chǔ)。要求青年教師積極參與科學(xué)研究、課程建設(shè)及各項教研活動，將科研與教學(xué)有機(jī)結(jié)合。（4）教材建設(shè)。認(rèn)真研究專業(yè)學(xué)位與學(xué)術(shù)學(xué)位研究生培養(yǎng)規(guī)律的差別，對電子與通信工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生課程體系進(jìn)行優(yōu)化，組織力量編寫出版適合專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)規(guī)律的教材，教學(xué)內(nèi)容更加注重工程實踐能力的培養(yǎng)。項目中的每門課程都要求出版或引進(jìn)一部專業(yè)學(xué)位研究生教材。

2取得的成效與經(jīng)驗

[論文關(guān)鍵詞]光纖光源光纖通信系統(tǒng)

[論文摘要]當(dāng)今通信領(lǐng)域，光通信已經(jīng)成為廣泛使用而又具有巨大發(fā)展空間的一類通信科學(xué)，就光通信發(fā)展歷程分為光纖、光源、光纖通信系統(tǒng)三方面進(jìn)行回顧與介紹，并對光通信的發(fā)展趨勢作簡要的展望。

光通信是從電通信發(fā)展而來的，是成熟的電通信技術(shù)與先進(jìn)的光子技術(shù)的結(jié)合，在光通信出現(xiàn)之前，人們的通信主要是電通信，與電通信相比較，光通信有容許頻帶很寬，傳輸容量很大；損耗很小，中繼距離很長且誤碼率很??；重量輕、體積??；抗電磁干擾性能好;泄漏小，保密性能好；節(jié)約金屬材料，有利于資源合理使用等很多優(yōu)點，可以說比電通信有著更加廣闊的發(fā)展空間。回顧光通信的發(fā)展歷史，并以光纖的出現(xiàn)將其分為探索階段和發(fā)展階段，最后對光通信的發(fā)展作簡要的展望。

一、探索階段

（一）光通信史的第一步

1880年，貝爾發(fā)明了一種利用光波作載波傳遞話音信息的“光電話”，它證明了利用光波作載波傳遞信息的可能性。他利用太陽光作光源，大氣為傳輸媒質(zhì)，用硒晶體作為光接收器件，成功地進(jìn)行了光電話的實驗，通話距離最遠(yuǎn)達(dá)到了213米。1881年，貝爾宣讀了一篇題為《關(guān)于利用光線進(jìn)行聲音的產(chǎn)生與復(fù)制》的論文，報道了他的光電話裝置。

答辯申請書

姓名張XX

研究生學(xué)號：10位

性別：男

出生年月日：1977.03.25

籍貫：湖北省洪湖縣(和戶口本一致)

[論文關(guān)鍵詞]光纖光源光纖通信系統(tǒng)

[論文摘要]當(dāng)今通信領(lǐng)域，光通信已經(jīng)成為廣泛使用而又具有巨大發(fā)展空間的一類通信科學(xué)，就光通信發(fā)展歷程分為光纖、光源、光纖通信系統(tǒng)三方面進(jìn)行回顧與介紹，并對光通信的發(fā)展趨勢作簡要的展望。

光通信是從電通信發(fā)展而來的，是成熟的電通信技術(shù)與先進(jìn)的光子技術(shù)的結(jié)合，在光通信出現(xiàn)之前，人們的通信主要是電通信，與電通信相比較，光通信有容許頻帶很寬，傳輸容量很大；損耗很小，中繼距離很長且誤碼率很?。恢亓枯p、體積??；抗電磁干擾性能好;泄漏小，保密性能好；節(jié)約金屬材料，有利于資源合理使用等很多優(yōu)點，可以說比電通信有著更加廣闊的發(fā)展空間?；仡櫣馔ㄐ诺陌l(fā)展歷史，并以光纖的出現(xiàn)將其分為探索階段和發(fā)展階段，最后對光通信的發(fā)展作簡要的展望。

一、探索階段

（一）光通信史的第一步

1880年，貝爾發(fā)明了一種利用光波作載波傳遞話音信息的“光電話”，它證明了利用光波作載波傳遞信息的可能性。他利用太陽光作光源，大氣為傳輸媒質(zhì)，用硒晶體作為光接收器件，成功地進(jìn)行了光電話的實驗，通話距離最遠(yuǎn)達(dá)到了213米。1881年，貝爾宣讀了一篇題為《關(guān)于利用光線進(jìn)行聲音的產(chǎn)生與復(fù)制》的論文，報道了他的光電話裝置。