時間：2023-03-08 15:33:07
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工業工程來源于生產實踐，只有將該專業的知識緊密應用于實際才能更好體現該專業的價值。因此，主動與企業結合進行人才的培養，是地方性高校工業工程專業一個較好的發展途徑，適合于應用型人才的培養。以畢業設計為紐帶，將企業的需求，學生的培養，教師的科研聯系起來，使三方均受益。對學生而言，踏進企業做畢業設計，更能培養學生的綜合能力，包括發現問題、解決問題的能力、學習的能力、全面運用知識的能力，使學生提前感受踏入社會工作的陌生感，適應未來的工作。對教師而言，與企業合作，能更多地接觸生產實踐，有利于教學水平的提高，同時也能更緊密地服務社會，也有助于自己科研方面的發展。對企業而言，與高校合作，能較好享受高校的優質資源包括先進的理論、最新的成果，也有利于企業的知名度和影響力提高。
2校企聯合培養的實施辦法
湖北文理學院工業工程在專業建立初期，由于本地企業對工業工程專業的認知度不高，對聯合人才培養缺乏興趣。為了主動適應工業工程專業的本質要求，培養應用型的人才，本專業以年輕教師為主的生力軍進行了一系列理論與實踐探索。通過多次企業調研，初期免費為企業實施案例，建立了一批穩定的合作企業，每年均有畢業生到這些企業就業。制定了一些激勵政策，如要求畢業設計的選題80％來源于企業實踐，對實踐效果較好的指導老師與學生給予一定獎勵。
2．1合作企業的選擇
工業工程的主要應用領域是制造業，選擇合適的制造企業，是校企聯合畢業設計培養能否成功實施有效進行的關鍵。首先應對當地企業進行定位分析，找準突破口。在企業的選擇中，要注意以下幾點：1）優先選擇和高校有長期合作關系的企業。這些企業重視校企合作，重視技術研發，重視科研成果的轉化。2）要了解企業對工業工程的認知度，在企業的接觸中要多宣傳，推廣工業工程，讓更多的人，更多的企業了解工業工程，在初期可以免費為企業進行IE推廣，現場改善。3）了解企業的生產狀態和性質。不同類型的企業各有選擇，如選擇一些大批量定制生產和小批量多品種的混合生產的企業。湖北文理學院地處襄陽地區，工業企業較多，制造基礎好，汽車及零部件產業集中度高。工業工程專業在近幾年中，主動聯系企業，尋求合作，取得了明顯的成效，目前大部分課題都來源于企業實踐，主要在本地企業和沿海地區企業。
2．2選題的研究
課題的選擇要考慮兩個方面的因素。一是題目與專業聯系的緊密性，二是企業的實際需求。盡量避免純粹的理論研究類課題，特別是指導老師的理論研究課，不適合作為本科生的題目。選題時可以根據企業提出的需求進行考慮，也可根據指導教師、學生調研發現問題來命題。結合企業特點和本專業主要方向，工業工程專業近幾年主要確定了以下幾類畢業設計題目（詳見表1）：1）生產線改善、優化類題目。如“××軸承廠生產線平衡與改善研究”；2）質量管理類題目。如：“某生產線工序能力分析與改善”；3）廠區、車間物流規劃類題目。如“××車燈廠××車間物流設施優化研究”；4）工廠管理類。如“某企業5S推進與實施”、“精益生產的在某企業的推廣應用”。
2．3時間的安排
為了緩解學生考研復試、找工作等因素與畢業設計時間沖突的矛盾。建議從第7學期中期開始就公布畢業設計企業和相關題目，由學生自由選擇，并將初步任務書下發給學生，一并包含時間進度表安排表。任務安排上，重點任務盡量避開考研復試期和找工作黃金月。通常第7學期要求學生查閱與課題相關的文獻，復習相關知識。一般第8學期，安排學生到企業實習一段時間，在企業期間由企業根據實際需要，安排其工作，學生定期向老師反饋。
2．4做好過程指導與監督
學生在實習企業，由于時間較短，企業一般不會安排特別復雜的事情，通常企業會告訴學生他們存在的問題，或者想把某些方面提高，但不愿花費很大的人力去指導學生，盡管企業也安排了指導人員。這時需要指導教師的及時指導，否則學生極易處于知道問題但無從著手的狀態。因此，對實習過程的指導與監管就顯得非常重要。為了避免學生實習中的盲目與茫然，要注意以下幾點：1）根據課題，制定嚴格的目標管理。精確到每一天，這樣即使企業放松管理，學生也知道每天該干什么。根據以往經驗，學生初到企業，新鮮感和好奇心都較重，很容易偏離課題方向。而一段時間之后，新鮮感下降，學生處于盲目狀態，不知道干什么。有了明確的目標后學生不至于無所適從。2）要求學生主動去生產一線，多與一線工人接觸。要多問，善于問。充分了解公司目前的現狀，并做好記錄。3）要求學生每周匯報總結一周工作進展，遇到的問題，所需要的幫助。一般學生的潛力是較大的，初次完成獨立的任務，給予一定的壓力，給予一定的幫助，他們通常能較好地完成。特別是深入了解課題后，他們有解決問題的動力，并且常有創新，他們出的主意想的措施一旦得公司的認可，學生會感到很有成就感。故指導教師在前期要多指導，讓他們盡早真正融入課題，到后期學生的自主能力很強。
2．5考核方式的改革
在企業完成的畢業論文其考核評價方式應有別于完全在學校完成的畢業論文。可采取由企業評分、指導老師評分、答辯小組評分相結合的原則。企業指導工程師依據學生在企業的考勤、工作表現，對企業的貢獻率等給予評分。教師評分可根據論文與任務書的符合度、工作量大小、論文的實用價值等方面評價。答辯小組根據論文的實用性、與專業知識結合性及現場答辯情況給予評分。在評價中注重論文核心內容和應用價值，淡化論文的寫作及排版等。
3結語
一、問題的由來
隨著社會的進步和人類對工作環境、生活質量，特別是對美的追求的不斷提高，人們已不再滿足于原有的一套設計習慣。并且隨著我國市場經濟的確立，為了在競爭激烈的市場中求得生存和發展，更要求對以前不受建筑設計重視的給排水工程的設計來一個較大的改革，以適應日趨變化的業主市場。
長期以來，給排水工程設計采用的是一種封閉靜止的方法，就工藝而工藝，就生產而生產，僅僅只是為了滿足單一的一種功能，沒有綜合地考慮各種要素，因此工程的最終結果必然不能全方位地滿足業主的各方面要求，更不能滿足日趨重要的環境要求。
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。現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。可以充分滿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。現在已經有控制系統、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。
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[11] Jeffrey H.Miller,”Why UWB? A Review of Ultrawideband Technology”, NETEX
下面我將從論文的目的、結構內容、不足之處三個方面向各位老師作一大概介紹，懇請各位老師批評指導。
首先，在目的和意義上，本文研究將實物期權理論引入城市軌道交通項目投資決策評價過程之中，目的在于完善軌道交通建設投資項目的評估方法和體系，通過完善評估手段，使軌道交通項目價值能夠被更準確地計算和評估，進而幫助軌道交通項目建設方進行科學決策。
當前，將實物期權理論應用于城市軌道交通項目投資評價的相關研究較少，本文成果可作為以投資者為主體，評價城市軌道交通項目價值理論的一個新的思路，同時為決策方法的選擇提供理論支撐，對我國軌道交通基礎設施建設領域的發展有一定的意義。
其次，在結構內容上，本文的基本思路是：首先分析城市軌道交通項目特征并回顧傳統方法在處理項目投資決策問題上的局限性。在此基礎上，分析軌道交通項目特性以及期權特征，并構建基于推遲期權的城市軌道交通項目評價模型。最后，通過實例對投資決策模型進行了驗證。本文的主要研究內容結構如下：
第一章是論文的緒論部分，此章節中首先對城市軌道交通等相關研究背景做了簡要介紹，并對于此次研究提出了其研究的必要性和意義所在。通過文獻綜述，系統闡述了國內外學者和專家對于實物期權等方法的研究過程和現狀，并最后提出本論文的研究內容和框架結構。
第二章對于城市軌道交通項目和投資決策方法兩方面分別做了系統闡述。其中軌道交通項目闡述包含對于城市軌道交通的簡介、分類及特征，重點對軌道交通項目的經濟特征和投資特征進行分析，為下一步研究做鋪墊。在投資決策方法綜述中，重點分析和對比了傳統項目評價方法及實物期權方法。首先是對傳統項目評價方法的闡述，并總結其存在的問題和缺陷。其后，對實物期權方法做了系統介紹，最后總結了實物期權方法應用的基本思路和步驟。
第三章和第四章是本論文的核心部分，本文第三章著手于分析軌道交通項目的期權特征，并建立了城市軌道交通 推遲期權模型，指出了該模型的實際指導意義。
第四章中并運用具體案例進行實證分析和量化的計算，增強論文的說服力。
第五章是本文的最后一章，通過前面兩章的模型構建和驗證，初步總結將實物期權方法應用于城市軌道交通項目的結論，并指出本次研究中未能考量的因素以及可能存在的問題，指出將來進行完善和開拓研究方向。
最后，在不足之處上，關于本文存在的不足以及對未來的展望總結如下：
1、 模型參數的確定較難。城市軌道交通項目價值增長率的數據難以獲得，本文以客流量增長率近似代替。實際上，決定軌道交通項目價值的因素較為復雜，固定資產折舊、維修費用增加、沉沒價值計算等都將影響項目價值。另外，價值增長率的方差難以直接獲得，利用類似項目歷史年數據近似代替的手段無法考量項目未來年的不確定性。因此，模型參數的確定仍需有更準確的測算方法。
2、 在構建推遲期權定價模型中，未能準確得到推遲期權的時間，并將其量化為公式進行計算，給項目確定決策操作時機帶來較多不便，而這正是項目本身的不確定性特征所決定的。
3、 未能考慮存在其他競爭對手情況下的博弈模型。本文構建推遲期權定價模型以及案例驗證均以僅有一個投資者的條件為基本假設，但實際當中往往有多個投資者進行競爭，因此需進一步對其博弈特性及模型進行構建和驗證。
關鍵詞：畢業論文；指導課程；土木工程
基金項目：江西科技學院校級教改課題“基于CIDO模式下《土木工程材料》課程教學改革研究”（編號：JY1504）。
1 前言
畢業論文是土木工程專業學生大學本科教育過程的最后一個環節，是對大學四年所學專業課程的全面總結，也是對之前各個教學的繼續深化與拓寬[1]。畢業論文的完成情況不僅能反映出每個學生專業知識的掌握情況、科研思維的方法、寫作水平的高下，也能折射出學校教育教學的質量和水平[2]。但是，在目前高校的教學實踐中，大量的畢業設計出現雷同情況，學生的能力培養欠缺，出現大批畢業生面臨就業壓力，而設計、施工單位卻尋覓不到合適人才的狀況。
針對此種情況，本文從土木工程專業本科畢業論文存在問題及如何提高土木工程專業本科畢業論文質量兩方面加以分析，為進一步提高《畢業論文指導》課程教學質量提供參考。
2 土木工程專業畢業設計存在問題
2.1 選題單一或脫離實際
題目決定畢業設計的內容，課程概念多、實踐性強。但土木工程學院學生畢業論文題目大多集中在鋼筋混凝土框架結構，預應力簡支T梁上部結構設計，或者輔以施工組織設計，沉降觀測等。而鋼筋混凝土框架結構又以3-4層多層框架結構為主。主要是因為畢業設計要求本科生結合4年所學專業知識，所以基本以手算為主。而結構又必須考慮地震荷載作用下的內力計算，只有底部剪力法可通過手算完成。反應譜振型分解法及時程分析法均需靠電腦才能完成。只有框架結構屬于剪切變形為主，符合底部剪力法的適用條件。所以這也就是畢業設計以框架結構設計為主的原因。
2.2 大多數學生專業知識沒學好，畢業設計難于入手
學生基本都是根據教師提供的任務書進行結構設計并繪制施工圖。但很多學生建筑圖紙部分就耗費大量時間。后面的結構布置已經喪失信心，能簡便則簡便。
至于結構設計中的重難點，學生往往更難把握。樓板設計及次梁設計屬畢業設計的次要內容。水平荷載及豎向荷載作用下內力計算是畢業設計的重點。很多學生往往對力學基礎課程掌握不扎實，對于彎矩二次分配法的應用更是無從下手。
同時，荷載效應組合及梁柱截面設計通常是畢業設計的難點。如果學生能堅持手算到最后，那么內力組合也就會通過請教與自學來完成此次畢業設計任務。
2.3 施工圖紙不符合現行規范標準
很多學生在進行冗長的手算完成后，往往還是對自己所做的論文題目缺乏清晰的思路。所以圖紙也只是仿造同學的圖紙，修改開間進深的尺寸及配筋。其中有很多不合規范之處。而畢業設計質量的關鍵就在于圖紙的質量。
2.4 指導教師水平有待提高
指導教師的專業知識水平、論文指導能力直接影響本科畢業論文工作，從指導選題、寫作到答辯，指導教師的作用至關重要。選題是畢業設計的源頭，畢業論文水平的高低直接取決于選題方向。但現在許多指導教師給的選題方向偏大、任務過重，還存在偏難，或者與專業不對口的問題，超出本科生畢業設計能力水平。加之指導教師本身教學與科研任務繁重，無法分擔太多精力指導學生，學生自己在摸索過程中容易犯錯，致使學生在畢業設計寫作過程中與指導教師溝通不暢或者教師指導不力的情況發生。
3 土木工程專業畢業設計改革建議
3.1 選題多元化。
根據指導老師的課題研究方向或是工程實際項目，或者參考學生畢業實習崗位，制定與之相適應的畢業設計題目，盡可能真題真做。同時題目難易程度也應適中，能夠體現目前研究發展的主要方向及前沿問題，能夠對學生知識面有所擴充。
3.2 嚴格要求學生并認真指導
畢業答辯前對學生進行預答辯，或者階段性審查。及時發現學生畢業設計中的問題并督促其整改。對檢查不過關或是預答辯不過關的學生，推遲其答辯時間或是取消答辯資格，整體學風起到殺一儆百的作用。
同時，指導老師也應加強督促，并定期追蹤指導學生畢業設計進展情況。如果所帶學生數較多，還應集中指導所有學生，并合理規劃各學生進度。對設計能力較強的同學，可要求更嚴格后期準備推優。對進度較慢的同學加強檢查力度，加大檢查頻率。主要教會學生理清設計思路，運用正確的設計理論及設計方法，教會學生學會參考規范及查閱相關資料能力。
3.3 參考國家標準規范制圖
國家分別制定了《建筑設計制圖標準》及《結構設計制圖標準》，很多按自己制圖習慣繪圖的習慣應督促其整改。甚至有些同學動手能力較弱，對計算機的操作能力尚欠缺。教師不可能手把手進行指導，應充分發揮組員團隊合作能力，采取幫扶政策，引導動手能力較強的同學幫助動手能力較弱的同學。
4 結論
目前，大學畢業生流行“畢業就失業”，主要是學生在大學四年沒有學會解決實際問題的能力及創新能力。很多學生大學四年混混沌沌、迷迷茫茫中度過，平時課堂也難以集中注意力。教師應及時發現學生優勢，并鼓勵學生深層探究，大力培養學生創新能力，解決實際問題能力及合作交流能力。這樣學生才能在畢業前的3年里學有所獲，不至于畢業設計無從下手。
本文主要從3方面闡述了目前土木工程本科畢業設計所存在的問題，并提出了相應的整改建議。畢業設計是體現學生綜合能力的最后環節，也 學校本科評估的主要支撐材料，學校及學生均應引起重視，并提高畢業設計完成質量。
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我校交通工程專業畢業設計可分為畢業設計及畢業論文兩類。選題的來源一般為教師自擬題目或科研項目中的某一部分，選題總體來說比較豐富，包括交通工程各領域，如交通設計、道路設計、道路橋梁結構分析等。總體上而言，我校交通工程專業選題范圍較廣，基本上涉及到了交通工程的各個方面，且與學生的就業方向具有較好的相關性。但由于指導教師專業方向的限制，學生能力的限制以及教學條件的限制，學生選題的自由度實際上不大。在設計類題目中，“交通設施設計”中采用的題目大多就有很強的工程背景或實際背景，如“建設一路公路改造設計”。此類題目由于具有很強的工程背景，可以為學生提供比較全面的資料，如實際的地形圖、地勘報告等，學生參與的興趣較高，而題目又涉及到實際工程中各方面問題，若師生之間能進行良好的互動，可取得更好的教學效果。“交通設計”則主要針對道路交叉口或者一定區域內的道路網進行交通分析，在此基礎上進行交通優化設計，如“武漢市二環東段道路出入口控制設計”。此類題目一般以實際問題為依托，學生需要自己采集交通數據及道路數據，在此基礎上進行交通模擬分析并對原設計方案進行優化。“交通信息”則主要涉及到信息工程在交通領域的應用，如“基于Sketch-up的校園三維場景模型的構建”，此類選題需要學生有一定的專業軟件能力，具有較強的應用性。論文類題目中也可分為3個方面，分別為“結構與材料性能”、“交通策略”和“交通信息”。一般而言，畢業論文涉及到的專業知識相對而言較少，一般僅對某一門課程中一方面的問題開展研究。其一方面需要學生有扎實的專業基礎，另一方面要求學生有一定的科研能力，因此論文在全部設計中占有的比例不宜過大，本專業要求一般不高于20%。
2交通工程專業畢業設計中面臨的一些問題
由于交通工程專業是一個較新的綜合性學科，目前很多高校在教學目標上存在一定的差異，其畢業設計要求及教學方法也存在很大的差異。我校交通工程專業在借鑒其他高校教學方法基礎上，每年都會根據實際情況對畢業設計的教學方法及管理方法進行必要調整。但在畢業設計過程中仍然存在不少的問題，具體如下：
（1）教學條件有待完善。主要表現在幾個方面：首先畢業設計指導教師的指導時間投入不足，主要是由于畢業設計時間過于集中，而學校的師資力量有限，影響了畢業設計的質量。此外，學校對畢業設計重視程度仍然有待提高；其次，部分教師本身缺乏一定的工程經驗，因此很難解決畢業設計中出現的問題，這也影響了畢業設計的質量；最后，學校在教學設備及教學經費上的投入非常有限，嚴重影響了畢業設計的質量。實驗設備及經費的缺乏造成很多實驗項目及調研考察無法開展，畢業設計只能避實就虛，影響了學生的積極性。
（2）畢業設計選題局限性很大。學校規定畢業設計選題由學生及指導教師共同完成，但實際上操作起來具有很大的難度。實際操作中一般各教師按照指導學生人數擬定畢業設計題目再由學生自主選擇，學生在選題方面的自由度很小。部分學校要求畢業設計題目的擬定以學生為主也是不可取的，一方面學生的專業水平有限，缺乏實際經驗，很難擬定出符合要求的畢業設計題目，另一方面，本專業作為工程學科，畢業設計中如果與實際工程結合起來，效果更好，學生顯然不具備此條件。
（3）畢業生就業影響了畢業設計質量。大學生就業壓力越來越大，而學生的就業率作為學科建設的一個重要考核目標，使得學校必須為學生的就業提供各種便利。而畢業設計時間上與學生找工作的時間基本上重合，這必然對畢業設計教學秩序造成嚴重影響。
（4）學校對畢業設計的管理力度不夠。一般來說，學校對畢業設計都有較為嚴格的管理條例，但作為全校性的管理條例必然不可過于細致，同時學校在管理條例的執行上也不夠嚴格規范。其具體表現在幾個方面：一方面學校對教師的指導管理不夠，教師對畢業設計的指導僅依靠責任心維持；另一方面，學校對教師缺乏必要的業務指導，部分教師在業務水平方面的缺陷必然影響了畢業設計的質量；此外，畢業設計管理過程中，對畢業設計工作量的標準有待完善。
（5）畢業設計工作量的標準不合理。目前我校對畢業設計工作量的要求主要以字數為準，其它要求過于松散。實際執行過程中以指導教師要求為準，這造成了畢業設計標準的不統一。部分教師要求較高，學生畢業設計工作量很大，而另外一些教師要求較低則學生畢業設計工作量很小。過高工作量使得學生畢業設計壓力過大，而過低的工作量則不足以完成既定的教學目標，兩者都不利于教學效果的提高。
3交通工程專業畢業設計的幾點建議
基于畢業設計在本科教學體系中的重要性，如何提高畢業設計的教學質量從而提高本科畢業生的整體素質是教學改革的重點內容。
（1）加強科研工作與畢業設計教學的結合。指導教師在畢業設計選題階段中應盡量選擇難度相對較低的科研項目，以橫向科研項目為主，可由學生完成協助科研工作的某一部分，如交叉口的調查及交通控制的模擬。盡量將學生的工作納入科研團隊的工作之中，這樣才能真正起到教學與科研的互相促進作用。
（2）建立更加完善的畢業設計選題體系。教師在確定畢業設計選題時，應充分考慮學生的興趣及就業去向。為了保證學生選題的自由度，應改變原有的一對一的選題模式及有多少學生選擇多少題目，一個學生面對一名指導教師的模式。畢業設計題目總數應不少于2倍的學生數，同時每名畢業設計學生可安排；兩名指導教師（包括一名指導教師以及一名專業輔導教師），這樣既可以保證學生選題的自由度，可很好地解決教師的專業方向的局限。
（3）提前開題，合理優化畢業設計時間。由于畢業設計時間與學生就業存在一定的沖突，為了保障畢業設計的進度與質量，可適當延長畢業設計時間，將畢業設計的開題時間提前到第七學期初。學生在第七學期中教學任務不重，這樣學生有充足的時間進行畢業設計文獻收集及閱讀，同時也減少了學生在最后一學期的畢業設計與工作的雙重壓力。此外，畢業設計時間的延長有利于畢業設計水平的整體提高。
（4）加強管理，建立完善的畢業設計質量控制體系。加強畢業設計的管理工作，在畢業設計開始階段，教師應根據畢業設計內容的特點，指導學生完成畢業設計的進度安排表，具體工作應落實到每周。學生在每個階段必須完成既定的工作，及時匯報畢業設計的進度，保證按時按量完成畢業設計任務。
4結語
1．1管理過程存在的問題
1．1．1管理文件齊全，但執行過程存在問題。我校重視畢業設計有關教學文件的制定和管理，對畢業設計制定了較全面的管理辦法，從組織領導，指導教師，選題原則，過程管理及檢查指導，答辯，成績評定等方面都有相關的管理辦法。并在《榆林學院本科畢業設計(論文)工作指導手冊》中提供了設計說明書的寫作規范及具體格式要求，但在執行過程中出現了一些問題。比如學校負責檢查畢業設計的教師不全是專業教師，他們往往不能發現專業上的問題，而主要檢查設計說明書的格式問題，這使得指導教師們把大量的時間花費在了格式審查上，對設計內容的指導時間相對減少。
1．1．2防抄襲軟件的引入，并不適用于給排水專業畢業設計。學校為了杜絕畢業設計(論文)的抄襲現象，特引入了防抄襲軟件。但對于給排水工程專業專業的畢業設計，主要成果是圖紙，防抄襲軟件不能檢測，所以只能檢測設計說明書。而設計說明書中的計算方法、設計步驟大都來源于課本和規范，重合度很高。為了順利通過學校的重合率檢測，在畢業設計后期，學生們不是忙于修改圖紙，而是把大量的精力放在了降低設計說明書的重合率上，有的甚至隨意修改設計說明書，這已違背了引入防抄襲軟件的初衷。
1．2指導教師存在的問題
1．2．1部分指導教師缺乏實踐經驗。我校給排水專業以青年教師為主，大部分教師畢業后直接任教，雖然理論知識豐富，但缺乏實踐經驗，甚至沒有進行過真正的工程設計。對現行規范研究不夠深入，近幾年規范變動較大，哪里作了哪些修改，并沒有作調查研究。這使得在畢業設計指導過程中出現了很多問題。
1．2．2部分指導教師投入精力不足。由于學校的教學工作任務比較繁重，大部分專業教師在指導畢業設計的同時，還承擔其它教學任務，無法在畢業設計中時刻監督學生，只能做不定期的檢查與指導，一些問題可能得不到及時解決。并且每位指導教師指導學生的數量較多，對學生畢業設計的指導很難做到全面兼顧，難以確保整個專業畢業設計的質量。
1．2．3成績評定過于寬松。由于畢業設計是學生畢業前的最后一個環節，是學生在大學階段學習、實踐成果的全面總結。所以無論讀研，還是工作，都對學生的畢業設計成績有較高的要求。指導教師對畢業設計的成績評定標準也因此而相對放寬，近幾屆畢業生中也從未出現因畢業設計成績不及格而不能按時畢業的情況，以至于使學生對畢業設計的重視程度相對降低。
1．3學生自身存在的問題
1．3．1時間投入不足。畢業設計安排在大四最后一個學期進行，而這個時期恰好是學生找工作的重要時期，學生的擇業與畢業設計在時間上發生沖突，導致部分學生忙于應聘不按時回校，不能把足夠的時間和精力放在畢業設計上，這已嚴重影響了畢業設計的質量。
1．3．2重視程度不夠。學生們知道，一般情況下畢業設計成績都在及格以上，所以部分同學只是簡單套用課本和規范中的計算步驟，以完成設計為目的。并不深究設計方案是否合理可行，設計成果是否能夠應用，使得畢業設計與工程實踐嚴重脫離。
1．3．3前期基礎不夠扎實。部分學生前期專業課程學習不夠認真，基礎理論知識薄弱;課程設計敷衍了事，以完成為目的，并不深究設計內容;畢業實習只是簡單“走過場”，并未意識到畢業實習與畢業設計息息相關，這些都使后繼的畢業設計不能順利進行。
2提高給排水工程專業畢業設計質量的改革措施
2．1注重過程管理，提高教師和學生的積極性
在畢業設計過程中，應繼續加強指導教師對學生的指導與督促，并適當輔以學校的檢查，高效地完成畢業設計任務。防抄襲軟件的引入，不適用于給排水等以圖紙為主要設計成果的專業。給排水專業的圖紙是否為學生獨立完成，只能靠專業教師評定。而其設計說明書中引用課本和規范部分不能隨意更改，學校在進行重復率檢測時可適當放寬要求。
2．2堅持“請進來、走出去”，保障畢業設計的質量
在畢業設計過程中，積極邀請設計院的工程師來我校開辦講座，并對學生的畢業設計進行指導，以進一步提高學生的實踐能力和設計水平。同時，鼓勵青年教師利用課余時間走進企業，學習工程實踐經驗，提高自身實踐能力，從而提高畢業設計的指導水平。
2．3提前安排畢業設計，加強學生的重視程度
為了在大四最后一個學期順利完成畢業設計，我們在第七學期提前就把畢業設計的任務下達，讓學生可以提前到實際工程中去考察，讓學生有充足的時間準備畢業設計。指導教師嚴格把握畢業設計的進度，一旦進度滯后，通知該生的畢業設計成績相應降低一個等級，從而提高學生畢業設計的緊迫感。消滅學生畢業設計100%及格率的思想，加強學生對畢業設計的重視程度，以保證畢業設計的質量和效果。
2．4精心準備畢業實習，使畢業設計事半功倍
畢業實習與畢業設計息息相關，畢業實習質量的好壞，將直接影響到后繼的畢業設計質量。我們應對畢業實習做好充分的準備，讓學生在畢業實習中充分了解自己的設計內容，使畢業實習與畢業設計緊密聯系起來，充分發揮畢業實習的作用。
2．5建立校企合作機制，實施開放型畢業設計
鼓勵學生到設計部門或相關企業做畢業設計。讓學生走出校門，進入生產第一線，真正實現畢業設計與工程實踐的有機結合，做到真題真做，從而提高學生的實踐能力，為學生今后走向工作崗位奠定基礎。并且一些單位可能就是學生將來的就業單位，這種方式不僅在一定程度上解決了擇業與畢業設計時間上的沖突問題，還提高了專業就業率。
3結語
畢業設計選題是畢業設計的源頭和基礎，是決定整個畢業設計質量好壞的前提。因此，選題必須符合電子信息工程專業培養目標和教學基本要求，內容涵蓋本專業的核心課程；選題應聯系科研、生產或社會實際，促進學、研、產的結合；選題應反映本專業領域的科技發展水平和前沿動態，符合科技進步、經濟建設和社會發展的需要；選題分量、難度、深度要適當，在滿足教學基本要求的前提下，結合學生具體情況因材施教。改進畢業設計選題工作，可以設立畢業設計課題審查小組，進行選題審查，對課題內容、工作量、難易程度、知識覆蓋面、可行性進行客觀的評估。其次，以就業為導向來選題。考研類學生專業知識扎實，學習能力、思考能力較強，選用理論研究型課題類型為主；專業相關崗位任職類學生，以工程實踐類課題為主，鼓勵到工作崗位中完成畢業設計；專業不相關崗位任職類學生，其就業對專業知識要求不高，以相對難度稍低的設計類或仿真類課題為主。
2畢業設計指導工作
畢業設計指導工作是決定整個畢業設計質量好壞的關鍵。基于專業導師制畢業設計指導工作的實施，有利于密切師生關系、促進教風和學風建設，有助于解決指導環節存在問題。專業導師負責制，即從大三開始，每位學生都選擇一名專業指導教師，由專業導師指導專業課程學習、專業技能訓練，由專業導師布置和指導其畢業設計。實施專業導師負責制，專業導師來自于科研教學骨干教師與企業工程師，學生和導師雙向選擇，建立專業導師制度；其次，三年級學生即可進入畢業設計環節，在導師指導下，確定專業方向，學習專業知識。
3畢業設計質量管理
3.1建立畢業設計規范制度
建立畢業設計管理辦法與實施細則、畢業設計大綱、指導教師職責、評閱教師職責、成績考核標準、答辯工作規范、工作流程、論文格式規范等系列文件制度，從過程管理上形成選題、指導、中期檢查、評閱、答辯等環節的規范和標準。
3.2選題規范化管理
制定科學、合理、規范化的選題申報制度，畢業設計選題實行一人一題、題目不重復。嚴把指導教師質量關，選派有教學和科研經驗、具有講師職稱或博士學位的教師擔任指導教師。
3.3畢業設計過程監控
畢業設計質量監控機構有學校、院（系）及專業建設組（或教研室）三級，采取院（系）自查和學校檢查相結合的方式進行，明確各級監控崗位職責。監控環節分為初期檢查階段，包括指導教師資格、選題、開題；中期檢查階段，包括教師指導、設計進度、學生工作情況等；末期檢查階段，包括設計質量、答辯資格審查和答辯情況，整個監控環節形成了畢業設計質量監控閉環。
3.4畢業設計量化考核
畢業設計工作的量化考核應以畢業設計規范制度為依據，對質量監控過程進行量化。畢業設計（論文）工作評估指標體系，分為一級指標（質量監控、題目選擇、論文或設計質量），二級指標（組織領導、質量監控、選題、成績評定、總體水平）及主觀觀測點，最終達到對畢業設計工作的量化考核。
3.5畢業設計網絡化管理
畢業設計網絡化管理系統實現了教師網上出題、開題下任務、中期檢查、論文審閱的全過程指導，提供師生互動平臺，為教學管理人員的組織立題、中期檢查、答辯分組、論文評審、歸檔全過程監督管理提供了工具，從而在很大程度上提高了畢業設計管理水平和畢業設計的質量。
4結論
1.畢業設計內容較為單一，題目重復率高。
目前高校環境工程專業畢業設計所采用的模式基本是先由指導教師列出題目，再由學生進行選擇。然而由于有些教師手中掌握的工程技術資料有限，所指導學生數量又多，選題經常是使用多年的陳舊課題，有的甚至幾年都用一樣的題目，缺乏創新，重復率高。另外，由于不同高校的學科特色不同，環境工程專業的研究重點也各有差異，有些高校畢業設計題目主要集中在水處理方面，而大氣、土壤和固廢方面的設計題目相對較少；有些高校側重于固廢及土壤方面的研究，大氣及水處理方面研究相對較少。這就導致了畢業設計課題不夠全面，難以體現專業特色。
2.學生對畢業設計不夠重視，投入精力不足。
目前大部分高校的培養方案中把畢業設計安排在最后一個學期，而這一學期，又是畢業生找工作的關鍵時期。在高校擴招的總體趨勢下，近幾年來畢業生數量連年創新高，導致學生的就業壓力逐年增加，在激烈的市場競爭下，學生們不得不花費大量的時間精力在擇業就業上。同時，一部分學生選擇繼續深造，將主要精力放在了研究生復試及一些其他考試上。而學校經常把就業率和考研率作為衡量一個專業建設好壞的重要指標，導致部分學生對畢業設計的重視程度和精力投入不夠。很多學生認為自己找到了工作單位，畢業設計已經無關緊要了，應付心態嚴重。有些同學經常是東拼西湊，草草完成畢業設計，其結果就是使畢業設計流于形式，難以達到鍛煉學生分析解決問題的能力和培養綜合素質的效果。
3.師資缺乏，配套設施不足。
有些院校平均每位教師要指導十多名學生的畢業設計。很多教師除了指導畢業設計外，還要完成繁重的課堂教學任務和其他科研任務，所以指導教師根本不可能對每個學生都做到面面俱到的監督和指導。這就造成了一些學生的松懈，從而影響畢業設計的質量。同時，一些帶畢業論文的教師通常需要學生進行幾個月的實驗研究，由于學校實驗設備比較陳舊，一些設備出現了老化和故障，嚴重影響了實驗的進度和實驗結果的準確性，進而影響畢業論文的質量。
4.畢業設計評定流于形式化。
畢業設計教學環節通常包括選題、開題報告、中期檢查和畢業答辯等。學生的畢業設計成績主要取決于答辯成績。而學生畢業答辯一般安排在學生離校前幾天，所以答辯中即便發現一些問題，學生也不會再多花時間去修改。答辯組對于學生的評分，最低只給到及格，一般不會給學生不及格，答辯過程形式大于內容。這就使得學生們從思想上到行動上都對畢業設計不夠重視。
5.畢業設計經費支撐不足。
目前多數高校普遍存在經費不足的問題。由于多數畢業設計的題目均為陳舊的課題，并無直接的經費支撐，同時學校針對畢業設計提供的專項經費數量有限，進一步限制了設計資料及試驗條件等方面的支持，從而影響學生畢業設計實際針對性，難以保證質量。
二、環境工程專業畢業設計改革建議
1.廣泛收集資料，豐富畢業設計選題。
科學合理地確定畢業設計選題，是保證畢業設計水平的先決條件。從選題內容上，根據環境工程專業的特點，畢業論文應涵蓋水污染控制工程、大氣污染控制工程、土壤污染控制工程、生態工程及環境質量評價等各個方面。從選題方式上，畢業設計選題應與學生擇業方向相結合，與科研和工程項目相結合，與企業相結合，以學生自由選題為主，結合學生自己的興趣、特長及今后從事工作的需要自主選題。
2.靈活安排畢業設計時間，加強與學生間的互動。
針對畢業設計時間安排在學生時間精力均不足的第八學期的問題，可以改變畢業設計的固定組織形式，靈活利用時間來組織畢業設計。例如可以考慮把畢業設計分兩個學期進行：不考研的學生在第七學期進行，考研的學生在第八學期進行。部分學生也可在第五和第六學期通過參與教師的科研課題或開放實驗，提前完成畢業設計。這種方式就避免了畢業設計時間集中以及每位老師短時間內所帶學生較多的問題。另外，畢業設計是學生將四年的知識積累運用到實際應用中的一個過程，需要學生們細心地分析選題，進行資料調研，運用所學知識尋找解決問題的方法，這個過程需要教師精心的指導，因此師生間的互動非常關鍵。指導教師應該根據每個學生的具體情況，每周對學生進行指導，并在畢業設計過程中不定期檢查學生設計的進展，及時發現學生的問題，并進行指導，保證學生高質量地完成設計。
3.加大教學投入，提高教師的專業技術水平。
學校應為保障學生畢業設計的質量投入更多的教學設備，將機房和實驗室較大程度地向學生開放，以保證學生有足夠的時間完成實驗和設計。另外還應對指導畢業設計的教師進行培訓和考核，提高教師的專業技術水平，努力打造一支既有專業知識，又懂輔助技術，同時善于聯系實際的優秀教師隊伍。
4.加強管理，改革畢業設計的考核方式。
雖然在畢業設計的各個環節都有相應的管理措施，但在實際實施中常流于形式。要加強畢業設計的管理，首先要進行學風教育，使學生認識到畢業設計的重要性。最重要的是要嚴把答辯關，要嚴格答辯程序，避免答辯走過場的現場。對于達不到要求的設計，堅決不給予通過，營造良好的學風。同時，改革畢業設計的考核方式，研究制定科學高效的評分機制，對于平時設計過程中不按時完成各項任務的學生可給予相應的減分，提高指導教師打分的比例。
三、結語
