生物医学信号处理方法论文
生物医学信号处理是指据生物医学信号特点，应用信息科学的基本理论和方法，研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息，并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文，大家可以参考以下内容哦！
摘 要： 生物医学信号是人体生命信息的集中体现，深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。
关键词： 生物医学信号 信号检测 信号处理
1 概述
1。1 生物医学信号及其特点
生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号，属于强噪声背景下的低频微弱信号，信号本身特征、检测方式和处理技术，都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号，这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多，其主要特点是：信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低，还有信号的统计特性随时间而变，而且还是非先验性的。
1。2 生物医学信号分类
按性质生物信号可分为生物电信号（Bioelectric Signals），如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号（Biomagnetic Signals），如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号（Biochemical Signals），如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号（Biomechanical Signals），如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号（Bioacoustic Signal），如心音、脉搏、心冲击等。
按来源生物医学信号可大致分为两类：（1）由生理过程自发产生的主动信号，例如心电（ECG）、脑电（EEG）、肌电（EMG）、眼电（EOG）、胃电（EGG）等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;（2）外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号，如超声波、同位素、X射线等。
2 生物医学信号的检测及方法
生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术，涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域，也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤（见图1）。
①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样，将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理，得到有意义的结果。
生物医学信号检测技术包括：（1）无创检测、微创检测、有创检测;（2）在体检测、离体检测;（3）直接检测、间接检测;（4）非接触检测、体表检测、体内检测;（5）生物电检测、生物非电量检测;（6）形态检测、功能检测;（7）处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;（8）透射法检测、反射法检测;（9）一维信号检测、多维信号检测;（10）遥感法检测、多维信号检测;（11）一次量检测、二次量分析检测;（12）分子级检测、细胞级检测、系统级检测。
3 生物医学信号的处理方法
生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号，在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展，对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法：如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布（维格纳分布）、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。
3。1 频域分析法
信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x（t）变换为频域信号X（f），从而将时间变量转变成频率变量，帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X（f）描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小，直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换，研究信号所包含的各种频率成分，从而揭示信号的频谱、带宽，并用以指导最优滤波器的设计。
3。2 相干平均分析法
生物医学信号常被淹没在较强的噪声中，且具有很大的随机性，因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均（Coherent Average）主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起，信号如果可以重复出现，而噪声是随机信号，可用叠加法提高信噪比，从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取，也用在近年来发展的心电微电势（希氏束电、心室晚电位等）的提取中。
3。3 小波变换分析法
小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展，是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前，小波的研究受到广泛的关注，特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域，被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性：多分辨率特性，保证非常好的刻画信号的非平稳特征，如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性，保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性，保证了其良好的时频局部定位特性;对称性，保证了其相位的无损;去相关特性，保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性，保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。
3。4 人工神经网络
人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来，其共性是由大量的简单基本单元（神经元）相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是：（1）并行计算，因此处理速度快;（2）分布式存贮，因此容错能力较好;（3）自适应学习（有监督的或无监督的自组织学习）。
参考文献
[1] 邢国泉，徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报（医学版），2006，20：459～460。
[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册，1992，4（15）：203～212。
相关论文：Vc++下如何利用Matlab工具箱进行数字信号处理摘要： 本文详述了在Vc环境下如何利用Matlab工具箱进行数字信号处理，全文以Matlab工具箱中功率谱密度分析函数为例，介绍了通过Matlab自带的引擎、Matlab自身的编译器以及利用MathTools公司的Matcom进行对工具箱函数的调用。 关键词：Matlab M-文件 引擎 编译器 Matcom Vc++Matlab的信号处理工具箱是信号算法文件的集合，它处理的基本对象是信号与系统，信号处理工具箱位于目录、Toolbox\Signal下，利用工具箱中的文件可以实现信号的变换、滤波、谱估计、滤波器设计等。在其它的环境如Vc下如果能调用Matlab工具箱中的文件，会大大地加快一些算法的实现，同时其可靠性也很高。利用Matlab引擎 Matlab引擎采用客户和服务器计算方式，在运用中，Vc的C语言或C++语言的程序作为前端客户机，它向Matlab引擎传递命令和数据信息，并从Matlab引擎接收数据信息，它提供了下列几个函数： engOpen, engGetArray, engPutArray, engEvaString, engOutputBuffer ,engClose与客户机进行交互。下面例程是在Vc下建一个基于对话框的应用程序，在对话框中设置一个Button控件OnMatlabEngine.,在对话框 .cpp文件中加入”” 和“” 头文件，下面给出部分程序清单。Void CtestmatlabDlg::OnMatlabEngine(){Engine *ep;mxArray* T=NULL,*result=NULL,*mFs=NULL,*mnfft= NULL;double datax[1024];char buffer[1024];for(int j=0;j<1024;j++)//注：如通过采集卡采集数据可将采集的数据放在datax[]数组中,此循环就不需要{double samt=(double)(); datax[j]=sin(**samt**);}double *pPxx,*pFxx;if(!(ep=engOpen(" \0"))){//打开Matlab引擎，建立与本地Matlab的连接fprintf(stderr,"\n Can't start MATLAB engine\n");exit(-1);} double Fs[1]={1024};//因为Matlab所有参与运算的参数都是矩阵的形式，因而下列几行将参数转变double nfft[1]={1024};//成Matlab可接受的矩阵形式。T=mxCreateDoubleMatrix(1,1024,mxREAL);mnfft=mxCreateDoubleMatrix(1,1,mxREAL);mFs=mxCreateDoubleMatrix(1,1,mxREAL);mxSetName(T,"T");mxSetName(mnfft,"mnfft");mxSetName(mFs,"mFs");memcpy((char*)mxGetPr(T),(char*)datax, 1024*sizeof(double));memcpy((char*)mxGetPr(mnfft),(char*)nfft, sizeof(double));memcpy((char*)mxGetPr(mFs),(char*)Fs,1*sizeof(double));engPutArray(ep,T); //将转化的参数放入引擎中，此时可在Matlab command窗口下查看此参数engPutArray(ep,mnfft); engPutArray(ep,mFs);engEvalString(ep,"[pxx,fo]=psd(T,mnfft,mFs);"); //利用引擎执行工具箱中文件engOutputBuffer(ep,buffer,512); //如只想看显示图形，可将返回参数去掉，psd无返回参数缺省情况下会自动画图形result=engGetArray(ep,"pxx");//取出引擎中的数据放在所指的区域中供后续处理pPxx=mxGetPr(result); result=engGetArray(ep,"fo");pFxx=mxGetPr(result);engEvalString(ep,"plot(fo,10*log10(pxx));");//利用引擎画图engEvalString(ep,"title('功率谱分析');");engEvalString(ep,"xlabel('Hz');");engEvalString(ep,"ylable('db');");mxDestroyArray(T); //释放内存mxDestroyArray(mFs);mxDestroyArray(mnfft);mxDestroyArray(result);engEvalString(ep,"close;");engClose(ep);}上述程序在Vc下编译需要将 和两个动态库利用以下的命令：lib/def:<自己的Matlab的安装路径,下同>e:\ Matlab\extern\include\*.def /machine:ix86 /out:*.lib来生成程序所需的静态连接库和,将和所在的目录加入Vc++ project/link/object/library modules下即可。利用Matlab自身的编译器调用工具箱中的函数 Matlab的编译器可将Matlab的M文件转换为为C或C++的源代码以产生完全脱离Matlab运行环境的独立的运用程序，但Matlab本身的资料说明编译器如用来建立独立的运用程序，不能调用Matlab工具箱中的函数，这非常不利于搞一些特殊的算法。本人研究了一段时间发现，工具箱中的函数既然是M文件就一定可以用编译器来编译，以提供如Vc的调用函数，但是编译器只能编译一个独立的M文件，即这个 M文件不依赖于其他的M文件。如果M文件中又调用了其他的M文件，可将被调用的M文件拷贝到调用M文件的相应位置，作适当的改动就可以用于编译器编译。编译器不支持图形函数，所以M文件中如有图形函数需注释掉。当Matlab的编译器mcc加入适当的参数-e(mcc –e *.*)或-p(mcc –p *.*)就可生成将输入的M文件转换为适用于特定运用的C或C++源代码。这样如果要在Vc下编译通过,还需连入以下几个库, , , . . 以及Matlab C MATH库，建议采用前述的方法将动态连接改为静态连接。对于C/C++编译环境的设置，在Matlab command窗口下运行mex –setup 然后依提示操作，而对于C/C++连接环境的设置，运行mbuild –setup依提示操作即可。下面给出利用编译器将Matlab工具箱中文件生成可供Vc调用的函数。将文件拷贝一份至Matlab\bin目录下，改写相应调用的M文件如, 等。为生成的代码简洁，对于采集数据处理输入参数很明了的情况下可作大量的删减，最终使成为一个不依赖于其他M文件的独立的M文件，注意千万注释掉作图代码，最终改成如下形式，限于篇幅给出关键的几步： function [Pxx,f]=psd(Fs,nfft,noverlap,x)window=o,5*(1-cos(2*pi*(1:nfft)’/(nffft+1)));//hanning 窗dflag=’none’;window=window(;)………………………………….以上只要稍懂Matlab语言和信号处理知识就可完成这项工作。假设上述代码重新存为,在Matlab command 窗口下设置好环境参数运行mcc –e testwin,则可在Matlab\bin下生成 ,如运行mcc –p testwin 则生成. Vc下建立一个基于对话框的文件，然后在对话框里加一个Button控件OnButtonPsd 将上述生成的.c文件的头文件加入到工程的.cpp中，且将#ifdef_cplusplus extern “c”{#end ifc代码声明加入Vc的包含文件和生成的.C的包含文件之间将#ifdef_cplusplus}#end if加入.cpp文件未尾为了简洁且便于处理将生成的c函数稍改动，给出部分代码如下： void CTestpsdwinDlg::OnButtonPsd(){mxArray* x_rhs_;//指向采集数据存放区Fs=23510;//数据采集的频率 nfft=1024;//1024点的fftdouble datax[1024]//采集的数据x_rhs_mxCreateDoubleMatrix(1,1024,mxReal);memcpy(mxGetPr(x_rhs_),datax,1024*sizeof(double));noverlap=512;……………….……………….mccCopy(&Pxx,&Spec);mccCopy(&f,&frevgg_vector);for(int j=0;j<(int)(nfft/2+1);j++){datap[j]=mccGetRealVectorElement(&Pxx, (j+1));//功率谱密度存于datap[]数组dataf[j]=mccGetRealVectorElement(&f, (j+1));//相应频率存于数组dataf[]中}mccFreeMatrix(&Pxx);……………….SendMessageBox(WM_PAINT,0,0);//利用Vc下的图形函数画图Return;}如上生成的程序可读性不太好，而生成的c++代码则可读性较好，但千万注意只能用 Matlab的MATH库，不可用c++的MATH库，否则编译会出错，限于篇幅在此不述。3）利用Matcom调用工具箱中的函数Matcom编译M文件，先将M文件按照与Matcom的cpp库的对应关系翻译为cpp源代码，然后用对应版本的c编译器将cpp文件编译成相应的exe或dll文件，所以第一次运行要指定c编译器的路径，否则无法编译，指定好的编译信息就写在Matcom\bin\文件中，不过这一步按装matcom时，它自动寻找编译器并将其写入文件中，版中使用 OCX控件，因而它支持图形操作。我们依然用上述的文件，不要将图形函数注释掉，利用Mideva来生成可被Vc调用的信号处理程序。运行Mideva在主界面上直打开M文件，在菜单中选择compile to dll,输入testwin..在Matcom debug目录下可以找到这样的几个文件， ,等。 将上述和加入工程中，project/add to project/files并且在相应的文件中加入”” 加连接库：Tools\option\directory\ ， 选include选项,加入e:\matcom45\lib (包含) library选项，加入e:\matcom45\lib4) project\add to project\files 文件类型选项选（.lib）将e:\matcom45\lib\加入工程中编译运行。相应代码如下：void CtestmatcomDlg::OnpsdButton(){double datap[512],dataf[512];initM(MATCOM_VERSION);//初始化matcom库Mm Fs,nfft,noverlap;//创建矩阵Mm x=zeros(1,1024);Fs=1024;nfft=1024;noverlap=128;dMm(Pxx_o);dMm(f_o);//创建并命名矩阵datax[];//数据采集的数据存于此数组中for(int i=1;i<=1024;i++){(1,i)=datax[i+1];//给x阵赋值}testwin(Fs,nfft,noverlap,x,i_o,Pxx,f_o);//matcom生成的函数for(i=0;i<513;i++){//取出功率谱密度分析结果dataf[i]=(i+1,1);datap[i]=(i+1,1);}exitM();return;}可见利用Matcom进行M文件转换非常的容易，生成的代码可读性很好，以上的转换同时生成了可供Vc调用的动态连接库，其使用和一般的动态库一样使用。同时需指明Matcom不仅可转换独立的不依赖于其它M文件的M文件，同时可转换调用其它M文件的M文件嵌套。条件是这此M文件在同一个目录下面，如前所述的可直接用上述方法转换，生成了多个重载形式的psd函数结论： 利用Mtlab引擎调用工具箱中的函数可节省大量的系统资源，应用程序整体性能较好，但不可脱离Matlab 的环境运行。用Matlab编译器进行工具箱函数的调用，须转换相应的M文件使其成为独立的M文件，且不支持图形函数，转换的代码可读性不太好。用Matcom 进行转换非常方便，生成的代码可读性很好，支持图形函数，且代码执行的速度比不转换平均要快倍以上。以上程序在Vc++ 中调试通过,以上方法在工程实践中已得到很好的运用。仅供参考，请自借鉴希望对您有帮助
基于Systemview的通信系统的仿真摘 要数字通信系统, 按调制方式可以分为基带传输和带通传输。数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率低频段，因而在很多实际的通信中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换成适合信道传输的数字频带信号进行传输，这种传输方式，称为数字信号的频带传输或调制传输。数字调制在实现的过程中常采用键控的方法，从几个不同参量的独立振荡源中选参量，由此产生的三种基本调制方式分别称为振幅键控（ASK,Amplitude-Shift keying）、移频键控（FSK ，Frequency-Shift keying）和移相键(PSK,Phase-Shift keying )或差分移相（DPSK,DifferentPhase-Shift keying）。本文通过Systemview仿真软件，对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK系统进行仿真，分析2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的信号的调制方式，频谱特性，2ASK的相干解调和非相干解调系统、利用Costas环对2FSK、2PSK信号进行解调以及2FSK、2PSK的相干解调系统，并且对2PSK的抗噪声性能做了一定的分析，最后同样用两种方式对2DPSK信号解调，并进行仿真分析。通过对2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK系统的分析，对几种调制方式的抗噪声性能、频带利用率及相干解调和非相干解调的抗噪声性能等有了更加清楚的认识。关键字：2ASK；2FSK；2PSK；2DPSK；相干解调；非相干解调；Systemview一、绪论数字通信系统, 按调制方式可以分为基带传输和带通传输。数字基带信号的功率一般处于从零开始到某一频率（如0～6M）低频段，因而在很多实际的通信（如无线信道）中就不能直接进行传输，需要借助载波调制进行频谱搬移，将数字基带信号变换成适合信道传输的数字频带信号进行传输，这种传输方式，称为数字信号的频带传输或调制传输、载波传输。所谓调制，是用基带信号对载波波形的某参量进行控制，使该参量随基带信号的规律变化从而携带消息。对数字信号进行调制可以便于信号的传输；实现信道复用；改变信号占据的带宽；改善系统的性能。和模拟调制不同的是，由于数字基带信号具有离散取值的特点，所以调制后的载波参量只有有限的几个数值，因而数字调制在实现的过程中常采用键控的方法，就像用数字信息去控制开关一样，从几个不同参量的独立振荡源中选参量，由此产生的三种基本调制方式分别称为振幅键控（ASK,Amplitude-Shift keying）、移频键控（FSK,Frequency-Shift keying）和移相键(PSK,Phase-Shift keying )或差分移相键（DPSK,DifferentPhase-Shift keying）。数字调制系统的基本结构如图： 在数字调制中，数字基带信号可以是二进制的，也可以是多进制的，对应的就有二进制数字调制和多进制数字调制两种不同的数字调制，最简单的情况即是以二进制数字基带信号作为调制信号的二进制数字调制，本次课程设计主要针对就是最常用的二进制数字调制方式即二进制振幅键控、移频键控和移相键控三进行系统仿真分析，通过学习Systemview仿真软件，对对三种系统进行仿真，熟悉2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的原理、已调信号的频谱特点和各系统的抗噪声性能。二、Systemview软件简介 Systemview软件特点Systemview是El ANIX公司推出的一个完整的动态系统设计、模拟和分析的可视化软件。他可以提供大量的信号源供系统分析使用；其丰富的算子图符和函数库便于设计和分析各种系统；其多种信号接受器为时域和频域的数值分析提供便捷的途径；其无限制的分层结构使建立大而复杂的系统变得容易；另外他还提供对于外部数据文件的接口，使信号分析更加灵活方便。Systemview操作简单，使用方便，只要用鼠标从Systemview 库中选择图符并将他们拖拽到设计窗口中连接起来创造线性和非线性，离散和连续，模拟、数字和混合模式的系统，Systemview 的所有图符都有相似的参数定义窗口，我们所要做的只是修改各个图符的参数，无需编程即可实现系统的设计和模拟。Systemview 的界面直观，设计窗口中各功能模块都用形象直观的图符表示，分析窗口中分析结果以各种图形直观显示，使我们对系统的结构，功能和分析结果一目了然。他的另一个重要特点是可扩展性，Systemview 允许用户插入使用C++编写的用户代码库，插入的用户库自动集成到Systemview 中，能够像内建库一样使用。Systemview提供了智能化的辅助设计。在系统设计仿真时，Systemview 能自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或尚悬空的待连接端信息。通知用户连接出错并通过显示指出出错的图符。并在编译时，给出系统运行的大约时间，方便了设计人员进行调试。其带有的API功能可以利用VC 环境，将系统编译成可脱离Systemview独立运行的可执行文件，大大提高了运行速度和仿真效率。 使用Systemview进行系统仿真的步骤使用Systemview进行系统仿真，一般要经过以下几个步骤：(1)建立系统的数学模型 根据系统的基本工作原理，确定总的系统功能，并将各部分功能模块化，找出各部分的关系，画出系统框图。(2)从各种功能库中选取、拖动可视化图符，组建系统在信号源图符库、算子图符库、函数图符库、信号接受器图符库中选取满足需要的功能模块，将其图符拖到设计窗口，按设计的系统框图组建系统。(3)设置、调整参数，实现系统模拟参数设置包括运行系统参数设置(系统模拟时间，采样速率等)和功能模块运行参数(正弦信号源的频率、幅度、初相，低通滤波器的截止频率、通带增益、阻带衰减等)。(4)设置观察窗口， 分析模拟数据和波形 在系统的关键点处设置观察窗口，用于检查、监测模拟系统的运行情况，以便及时调整参数，分析结果。三、二进制频移键控（2FSK） 二进制频移键控（2FSK）的基本原理FSK是在数字信号调制中使用较典型的一种调制方式,其利用载波的频率变化来传递数字信息0 或1. 由于其实现起来较容易、抗噪声与抗衰减的性能较好,因此,在中低速数据传输(传输速率在1 200 bit/ s 以下) 中得到了广泛的应用.在二进制FSK中载波频率随着调制信号1或0而变,1 对应于载波频率f1,0对应于载波频率f2 .二进制FSK已调信号的时域表达式为:S2FSK( t) = ∑nang(t-nTS )cosω1t +∑na-ng(t- nTS)cosω2t其中：ω1 = 2πf1，ω2 = 2πf2an =0 概率为P a-n = 1 概率为P1 概率为1–P 0 概率为1 - P式中：a-n—an 的反码；g—码元波形；TS—码元周期f1、f2 —2FSK的两个不同的载波频率. 2FSK调制的方法 同2ASK调制的方法相同，2FSK也有两种调制方式：模拟调频法，如图（a）和数字键控的方法，如图（b）， 图 2FSK信号产生的方法由（b）可得2FSK的表达式如下： 数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图如下 ：图数字键控法实现2FSK信号的原理图由上图可得二进制移频键控信号的时间波形如下：图 2FSK信号的时间波形可得2FSK的时域表达式如下：（2）2FSK信号的解调 2FSK解调的方法图 2FSK信号非相干解调 使用Systemview软件对2FSK系统进行仿真 2FSK信号的产生 调频法:在SystemView 中二进制数据用伪随机序列PNSeq仿真出随机的0 ,1 二进制数字信号,通过调频器FM 调制,0 对应50 Hz ,1 对应100 Hz.幅度A 均为1 V.键控法:在SystemView中二进制数据用伪随机序列PNSeq仿真出随机的0,1二进制数字信号,作为键控开关的控制信号，0 对应50 Hz 正弦波,1对应100 Hz 正弦波. 幅度A 均为1V.（1）调频法产生2FSK信号 图 调频法实现2FSK信号仿真结果如下： 图 2FSK信号波形图（1）键控法产生2FSK信号 图数字键控法实现2FSK信号分析：系统的参数设计如下：Token0为调制信Amplitude=，Token1、3为载波，载波1频率=50HZ，载波3频率=100HZ。 Token2、4为乘法器Token7为Adder。 Token6为反相器，系统运行时间为，采样频率=20000HZ。仿真分析如下： 图 2FSK信号波形分析：从上到下依次是调制信号波形、频率为f1的已调信号波形，频率为f2的已调信号波形，2FSK信号波形。由图中可以观察到2FSK信号就是两个2ASK信号叠加而成.。 2FSK信号的频谱图 图 2FSK信号的离散频谱图分析：在观察2FSK信号的频谱图时将载波的频率改为f1=2500HZ f2=5000HZ，得如图所示2FSK信号的频谱从上到下，从左到右上图依次是调制信号的频谱图，已调信号的频谱图，频率为f1已调信号的频谱图，频率为f1已调信号的频谱图。由于FFT频谱是对称的，故图中只画出了前一半。分析图可得2FSK信号频谱特性如下：2FSK信号频谱特性：由连续谱和离散谱两部分组成。连续谱由两个双边谱叠加而成，而离散谱则出现在两个载频上。若两个载频之差较小，如小于fs,则连续谱出现单峰；若载频之差逐步增大，则连续谱将出现双峰。2FSK是非线性调制。2FSK信号带宽为： 2FSK非相干解调系统（1）2FSK非相干解调系统框图如下： 图 2FSK非相干解调系统框图分析：设计解调电路时,先用中心频率为500Hz 和1kHz的两个带通滤波器将已调信号滤成两路并联信号。这里选用通带分别为480～520Hz 和980～1020Hz 的Chebyshev 带通滤波器。接下来选用合适的器件实现包络检波器的功能。包络检波法解调方法,包络检波器可由半波整流器(Half Rctfy) 与低通滤波器串联实现其功能。半波整流器的功能描述是y ( t) = x ( t) - z , x ( t) ≥z其中, y ( t) 为输出信号, x ( t ) 为输入信号, z 为所设置的零点。当z 取0 时,其功能为：y ( t) =x ( t)； x ( t) ≥00 ； x ( t) < 0低通滤波器选用Chebyshev 模拟滤波器,截止频率设置为20 Hz。这样设置后通过包络检波的两路信号波形如图所示。在图5 中,上面一路信号为带通滤波器中心频率为500Hz 的那路信号;下面一路信号为带通滤波器中心频率为1000 Hz 的那路信号,再经过包络检波后的两路信号的高低电平。在图中,因为这里的抽样判决器是判定哪一个输入样值大, 可以选用逻辑库中的模拟比较器(AnaCmp) 来进行抽样判决。AnaCmp 是一个两端输入一端输出的逻辑器件。选择输出时,其逻辑功能是当INPUT + > = INPUT - 时,输出高电平的值;当INPUT +< INPUT - 时,输出低电平的值。当选择Q 输出时,其逻辑功能是当INPUT + > = INPUT - 时,输出低电平的值;当INPUT + < INPUT - 时,输出高电平的值。将两路信号接入,高低电平值分别设置为1 V 和-1 V ,选择输出,输出的信号就将是解调信号【图中（c）】 。波形仿真结果如下： 图 2FSK非相干解调波形（a）分析：从上到下，从左到右依次是调制信号波形、本地载波波形、经过中心频率为f1的带通滤波器后的波形、经过中心频率为f2的带通滤波器后的波形。图 2FSK非相干解调波形（b）分析：从上到下，从左到右依次是经过中心频率为f1的带通滤波器后的波形、频率为f1的信号半波整流后的波形、经过中心频率为f2的带通滤波器后的波形、频率为f2的信号半波整流后的波形。 图 2FSK非相干解调波形（c）分析：从上到下，从左到右依次是频率为f1的信号经过低通滤波i器后的波形、频率为f2的信号经过低通滤波i器后的波形、调制信号的波形、已调信号的波形。 2FSK锁相鉴频法解调系统调制采用“载波调频法”产生2FSK信号，解调采用“锁相鉴频法”。系统组成如图所示。 根据图所示系统，在SystemView系统窗下建立仿真系统，首先设置时间窗，运行时间：秒，采样速率：20000Hz，组成系统如图所 示， 2FSK锁相鉴频法解调系统框图其中：Token0：PN码源，参数：Amp＝1v、Offset＝0v、Rate＝10Hz、 levels＝2；Token1：直接调频器，参数：Amp＝1v、F＝1700Hz、Phase＝0、Mod Gain＝400Hz/V；Token5，6，4：锁相环路，其中Token6为Butterworth_LPF、 Poles＝1、Lo Cuttoff＝1200Hz； Token5：VCO，参数：Amp=2v、F=1700Hz、Phase=0、Mod Gain=800Hz/v； Token8：低通滤波器，参数：Butterworth_BPF、 Poles＝7、Lo Cuttoff＝2400Hz；Token14：过零比较器，参数：选a>b模式、a输入为Token8输出、b输入为门限电平、 True Output＝1v、false Output＝-1v ；Token15：比较门限电平，选正弦信号源，Amp＝0V、F＝0Hz，即比较门限为0电平；Token10，11，16，17，13：信宿接收分析器Sink。仿真结果如下图： 3.. 2FSK锁相鉴频法解调波形图分析：从上到下，从左到右波形图依次是基带信号、解调信号、滤波1输出信号、滤波2输出信号.四、二进制振幅键控（2ASK）、二进制振幅键控的基本原理2ASK信号时间波形e(t)随二进制基带信号是s(t)的通断的变化，如下图g(t)、s(t)、e(t)如下图 图 2ASK信号时间波形（1）2ASK信号的解调方法通常有两种，如下图：图—2（2）e(t)的功率谱密度为：单极性随机脉冲序列功率谱密度的一般表达式为：得e（t）的功率谱为： Systemview软件对2ASK系统进行仿真 2ASK调制系统 ①2ASK调制系统框图如下：图 2ASK调制系统分析：如下图2ASK调制的方法通常有两种：一般模拟幅度的调制方法，如图（a）和数字键控的方法，如图（a），图中开关受s（t）的控制； 图 2ASK调制的方法②仿真分析： 图 2ASK信号波形 2ASK频谱及功率谱 图 2ASK频谱及功率谱分析：上图中从上到下，从左到右依次是基带信号频谱，已调信号的频谱，调制信号的功率谱和已调信号的功率谱。由于FFT频谱是对称的，故图中只画出了前一半。分析图可得2ASK频谱特性如下：2ASK频谱特性：①由连续谱和离散谱两部分组成。连续谱取决于g(t)经线性调制后的双边带谱，离散谱由载波分量决定。②2ASK信号的频谱只是将基带信号的频谱沿频率轴平移了一个fc,而基带信号的频谱结构并不改变。③基带信号带宽为fs,2ASK信号带宽为2fs。频带利用率仅为直接传输基带信号的1/2。 2ASK相干解调的系统 图 2ASK相干解调的系统框图分析：系统的参数设计如下：Token1、3为乘法器，Token2、6为载波，载波频率=1000HZ， Token4为Adder为高斯脉冲形成滤波器；Token5为高斯噪声产生器，设标准偏差 Std Deviation=，均值Mean=0v；Token7为模拟低通滤波器，来自选操作库中的“LinearSys”图符按钮，在设置参数时，将出现一个设置对话框，在“Design”栏中单击Analog…按钮，进一步单击“Filter PassBand”栏中Lowpass按钮，选择Butterworth型滤波器，设置滤波器极点数目： Poles=5（5阶），设置滤波器截止频率：LoCuttoff=200 Hz。Token11为基带信号，频率=50HZ，电平=2，偏移=1系统运行时间为，采样频率=20000HZ。仿真结果如下： 图 2ASK相干解调波形分析：上图的结果依次是基带信号、已调信号和解调信号 ASK非相干解调的系统（1）2ASK非相干解调的系统的框图如下：① 图 2ASK非相干解调的系统的框图系统的参数设计如下：Token1、3为乘法器，Token2、6为载波，载波频率=1000HZ， Token4为Adder为高斯脉冲形成滤波器；Token5为高斯噪声产生器，设标准偏差 Std Deviation=，均值Mean=0v；Token7为模拟低通滤波器，来自选操作库中的“LinearSys”图符按钮，在设置参数时，将出现一个设置对话框，在“Design”栏中单击Analog…按钮，进一步单击“Filter PassBand”栏中Lowpass按钮，选择Butterworth型滤波器，设置滤波器极点数目： Poles=5（5阶），设置滤波器截止频率：LoCuttoff=200 Hz。Token11为基带信号，频率=50HZ，电平=2，偏移=1系统运行时间为，采样频率=20000HZ。② 仿真结果如下： 图 2ASK非相干解调的波形分析：上图的结果依次是基带信号、已调信号和解调信号五、二进制移相键控（2PSK） 二进制移相键控（2PSK）的基本原理2PSK,二进制移相键控方式，是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改变的一种数字调制方式。就是根据数字基带信号的两个电平(或符号)使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。两个载波相位通常相差180度，此时称为反向键控(PSK),也称为绝对相移方式。（1）2PSK信号的产生2PSK的产生：模拟法和数字键控法，就模拟调制法而言，与产生2ASK信号的方法比较，只是对s(t)要求不同，因此2PSK信号可以看作是双极性基带信号作用下的DSB调幅信号。而就键控法来说，用数字基带信号s(t)控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这时s(t)为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。 2PSK信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的，所不同的只是两者基带信号s(t)的构成，一个由双极性NRZ码组成，另一个由单极性NRZ码组成。因此，求2PSK信号的功率谱密度时，也可采用与求2ASK信号功率谱密度相同的方法。（2）2PSK信号的功率谱 2PSK信号的功率谱密度 及其功率谱示意图如下: 分析2PSK信号的功率谱：（1）当双极性基带信号以相等的概率（p=1/2）出现时，2PSK信号的功率谱仅由连续谱组成。而一般情况下，2PSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成。其中，连续谱取决于基带信号经线性调制后的双边带谱，而离散谱则由载波分量确定（2）2PSK的连续谱部分与2ASK信号的连续谱基本相同因此，2PSK信号的带宽、频带利用率也与2ASK信号的相同 其中， 数字基带信号带宽。这就表明，在数字调制中，2PSK的频谱特性与2ASK相似。相位调制和频率调制一样，本质上是一种非线性调制，但在数字调相中，由于表征信息的相位变化只有有限的离散取值，因此，可以把相位变化归结为幅度变化。这样一来，数字调相同线性调制的数字调幅就联系起来了，为此可以把数字调相信号当作线性调制信号来处理了。（3）2PSK的解调系统①2PSK信号属于DSB信号,它的解调,不再能采用包络检测的方法,只能进行相干解调。2PSK相干解调系统框图及个测试行波形如下： 2PSK相干解调系统框图及个测试点波形②利用Costas环对2PSK信号进行解调2PSK 调制和Costas环解调系统组成如下图所示： 2PSK 调制和Costas环解调系统组成 Systemview软件对2PSK系统进行仿真 2PSK信号的产生 键控法产生2PSK信号框图分析：键控法产生2PSK信号，用数字基带信号s(t)控制开关电路，选择不同相位的载波输出，这时s(t)为单极性NRZ或双极性NRZ脉冲序列信号均可。 仿真结果如下： 2PSK信号的波形分析：2PSK信号与2ASK信号的时域表达式在形式上是完全相同的，所不同的只是两者基带信号的构成，一个由双极性NRZ码组成，另一个由单极性NRZ码组成。 2PSK相干解调系统 2PSK相干解调系统框图分析：2PSK信号相干解调的过程实际上是输入已调信号与本地载波信号进行极性比较的过程，故常称为极性比较法解调。由于2PSK信号实际上是以一个固定初相的末调载波为参考的，因此，解调时必须有与此同频同相的同步载波。如果同步载波的相位发生变化，如0相位变为π相位或π相位变为0相位，则恢复的数字信息就会发生“0”变“1”或“1”变“0”，从而造成错误的恢复。这种因为本地参考载波倒相，而在接收端发生错误恢复的现象称为“倒π”现象或“反向工作”现象。绝对移相的主要缺点是容易产生相位模糊，造成反向工作。这也是它实际应用较少的主要原因。仿真结果如下： 图 2PSK相干解调系统框图分析：以上波形从上到下依次是调制信号波形、2PSK波形、相乘输出波形、滤波后的波形、解调出的波形。 2PSK 调制和Costas环解调系统组成 图 2PSK 调制和Costas环解调系统框图仿真结果如下： 图 2PSK Costas环解调出波形分析：从上到下依次是：调制信号波形、低通滤波后的波形、解调出的波形。 2PSK信号的频谱和功率谱 图 2PSK信号的频谱和功率谱分析：2PSK信号的功率谱特点：（1）当双极性基带信号以相等的概率（p=1/2）出现时，2PSK信号的功率谱仅由连续谱组成。而一般情况下，2PSK信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成。其中，连续谱取决于数字基带信号s(t)经线性调制后的双边带谱，而离散谱则由载波分量确定。 （2）2PSK的连续谱部分与2ASK信号的连续谱基本相同（仅差一个常数因子）。因此，2PSK信号的带宽、频带利用率也与2ASK信号的相同 误比特率BER分析（1）原理：误比特率（BER：Bit Error Rate）是指二进制传输系统出现码传输错误的概率，也就是二进制系统的误码率，它是衡量二进制数字调制系统性能的重要指标，误比特率越低说明抗干扰性能越强。对于多进制数字调制系统，一般用误符号率（Symble Error Rate）表示，误符号率和误比特率之间可以进行换算，例如采用格雷编码的MPSK系统，其误比特率和误符号率之间的换算关系近似为： 其中，M为进制数，且误比特率小于误符号率。（2）2PSK系统BER分析的仿真分析系统 图 2PSK系统BER分析的仿真分析系统编号 图符块属性（Attribute） 类型（Type） 参数设置（Parameters）0 Source PN Seq Amp=1v, Offset=0v, Rate=50Hz, Level=23、.6 Source Sinusoid Amp=1v, Freq=1000Hz, Phase= 0 deg4 Source Gauss Noise Pwr Density=, Mean=0v, System=50 ohms13 Operator Gain Gain Unit=dB Power, Gain=-30dB5 Operator Linear Sys Butterworth, Lowpass IIR, 5 Poles, Fc=200Hz1 Operator Sampler Interpolating, Rate=50Hz21 Comm BER Rate bits, Threshoid=0v, Offset=1 Sec18 Operator Smpl Delay Fill Last register, Delay=1 samples19 Operator Sampler Interpolating, Rate=50Hz14 Sink Final Value -- （终值显示图符块）15 Fuction Cmlty Avg Gain=1 （累积平均图符块）17 Sink Analysis -- （观察叠加的高斯噪声每次循环的强度变化）（3）仿真分析： 图 叠加高斯噪声强度随循环每次减小3dB变化图 随解调信号SNR改变的BER曲线分析：输入的2PSK信号功率保持不变，而叠加的高斯噪声功率逐次衰减，即SNR不断增加。系统的误信率一直在下降。
[UsingMatLabsimulationcommunicationprincpleseriesof] - 本毕业设计用Matlab中的建模仿真工具SIMULINK对通信原理实验进行仿真。作为系列实验的第一部分，包括模拟信号的线性调制解调(AM、DSB、SSB)过程、扰码与解扰实验和低通信号的抽样定理实验。论文中讲述了Matlab的基础知识、
数据通信技术的研究论文关键词:数据通信;原理;分类 论文摘要:随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。 数据通信是以“数据”为业务的通信系统,数据是预先约定好的具有某种含义的数字、字母或符号以及它们的组合。数据通信是20世纪50年代随着计算机技术和通信技术的迅速发展,以及两者之间的相互渗透与结合而兴起的一种新的通信方式,它是计算机和通信相结合的产物。随着计算机技术的广泛普及与计算机远程信息处理应用的发展,数据通信应运而生,它实现了计算机与计算机之间,计算机与终端之间的传递。由于不同业务需求的变化及通信技术的发展使得数据通信经过了不同的发展历程。 1通信系统传输手段 电缆通信:双绞线、同轴电缆等。市话和长途通信。调制方式:SSB/FDM。基于同轴的PCM时分多路数字基带传输技术。光纤将逐渐取代同轴。 微波中继通信:比较同轴,易架设、投资小、周期短。模拟电话微波通信主要采用SSB/FM/FDM调制,通信容量6000路/频道。数字微波采用BPSK、QPSK及QAM调制技术。采用64QAM、256QAM等多电平调制技术提高微波通信容量,可在40M频道内传送1920~7680路PCM数字电话。 光纤通信:光纤通信是利用激光在光纤中长距离传输的特性进行的,具有通信容量大、通信距离长及抗干扰性强的特点。目前用于本地、长途、干线传输,并逐渐发展用户光纤通信网。目前基于长波激光器和单模光纤,每路光纤通话路数超过万门,光纤本身的通信纤力非常巨大。几十年来,光纤通信技术发展迅速,并有各种设备应用,接入设备、光电转换设备、传输设备、交换设备、网络设备等。光纤通信设备有光电转换单元和数字信号处理单元两部分组成。 卫星通信:通信距离远、传输容量大、覆盖面积大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技术使用模拟调制、频分多路及频分多址。数字卫星通信采用数字调制、时分多路及时分多址。 移动通信:GSM、CDMA。数字移动通信关键技术:调制技术、纠错编码和数字话音编码。 2 数据通信的构成原理 数据终端(DTE)有分组型终端(PT)和非分组型终端(NPT)两大类。分组型终端有计算机、数字传真机、智能用户电报终端(TeLetex)、用户分组装拆设备(PAD)、用户分组交换机、专用电话交换机(PABX)、可视图文接入设备(VAP)、局域网(LAN)等各种专用终端设备;非分组型终端有个人计算机终端、可视图文终端、用户电报终端等各种专用终端。数据电路由传输信道和数据电路终端设备(DCE)组成,如果传输信道为模拟信道,DCE通常就是调制解调器(MODEM),它的作用是进行模拟信号和数字信号的转换;如果传输信道为数字信道,DCE的作用是实现信号码型与电平的转换,以及线路接续控制等。传输信道除有模拟和数字的区分外,还有有线信道与无线信道、专用线路与交换网线路之分。交换网线路要通过呼叫过程建立连接,通信结束后再拆除;专线连接由于是固定连接就无需上述的呼叫建立与拆线过程。计算机系统中的通信控制器用于管理与数据终端相连接的所有通信线路。中央处理器用来处理由数据终端设备输入的数据。 3 数据通信的分类 有线数据通信 数字数据网(DDN)。数字数据网由用户环路、DDN节点、数字信道和网络控制管理中心组成。DDN是利用光纤或数字微波、卫星等数字信道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网。也可以说DDN是把数据通信技术、数字通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术结合在一起的数字通信网络。数字信道应包括用户到网络的连接线路,即用户环路的传输也应该是数字的,但实际上也有普通电缆和双绞线,但传输质量不如前。 分组交换网。分组交换网(PSPDN)是以建议为基础的,所以又称为网。它是采用存储——转发方式,将用户送来的报文分成具用一定长度的数据段,并在每个数据段上加上控制信息,构成一个带有地址的分组组合群体,在网上传输。分组交换网最突出的优点是在一条电路上同时可开放多条虚通路,为多个用户同时使用,网络具有动态路由选择功能和先进的误码检错功能,但网络性能较差。 帧中继网。帧中继网络通常由帧中继存取设备、帧中继交换设备和公共帧中继服务网3部分组成。帧中继网是从分组交换技术发展起来的。帧中继技术是把不同长度的用户数据组均包封在较大的帧中继帧内,加上寻址和控制信息后在网上传输。 无线数据通信 无线数据通信也称移动数据通信,它是在有线数据通信的基础上发展起来的。有线数据通信依赖于有线传输,因此只适合于固定终端与计算机或计算机之间的通信。而移动数据通信是通过无线电波的传播来传送数据的,因而有可能实现移动状态下的移动通信。狭义地说,移动数据通信就是计算机间或计算机与人之间的无线通信。它通过与有线数据网互联,把有线数据网路的应用扩展到移动和便携用户4网络及其协议 计算机网络 计算机网络(ComputerNetwork),就是通过光缆、双绞电话线或有、无线信道将两台以上计算机互联的集合。通过网络各用户可实现网络资源共享,如文档、程序、打印机和调制解调器等。计算机网络按地理位置划分,可分为网际网、广域网、城域网、和局域网四种。Internet是世界上最大的网际网;广域网一般指连接一个国家内各个地区的网络。广域网一般分布距离在100-1000公里之间;城域网又称为都市网,它的覆盖范围一般为一个城市,方圆不超过10-100公里;局域网的地理分布则相对较小,如一栋建筑物,或一个单位、一所学校,甚至一个大房间等。 局域网是目前使用最多的计算机网络,一个单位可使用多个局域网,如财务部门使用局域网来管理财务帐目,劳动人事部门使用局域网来管理人事档案、各种人才信息等等。 网络协议 网络协议是两台计算机之间进行网络对话所使用的语言,网络协议很多,有面向字符的协议、面向比特的协议,还有面向字节计数的协议,但最常用的是TCP/IP协议。它适用于由许多LAN组成的大型网络和不需要路由选择的小型网络。TCP/IP协议的特点是具有开放体系结构,并且非常容易管理。 TCP/IP实际上是一种标准网络协议,是有关协议的集合,它包括传输控制协议(Transport Control Protocol)和因特网协议(InternetProtocol)。TCP协议用于在应用程序之间传送数据,IP协议用于在程序与主机之间传送数据。由于TCP/IP具有跨平台性,现已成为Internet的标准连接协议。网络协议分为如下四层:网络接口层:负责接收和发送物理帧;网络层:负责相邻节点之间的通信;传输层:负责起点到终端的通信;应用层:提供诸如文件传输、电子邮件等应用程序要把数据以TCP/IP协议方式从一台计算机传送到另一台计算机,数据需经过上述四层通信软件的处理才能在物理网络中传输。 目前的IP协议是由32位二进制数组成的,如就表示连接到因特网上的计算机使用的IP地址,在整个因特网上IP地址是唯一的。 5 结语 总之,随着因特网技术的不断发展,数据通信技术将得到越来越广泛的应用,在数据通信的新技术、新设备不断涌现的今天,学习、了解和掌握数据通信技术显得尤为重要。
浅谈新形势下信息科学的发展与社会发展 进入21世纪，我们已经进入信息时代，谈起信息科学，对我们来说已经不再陌生了。 自20世纪40年代中期计算机问世以来，在全世界范围内兴起的第一次信息革命对人类社会产生了空前的影响，信息产业应运而生，人类迈向信息社会。以网络化、多媒体化为特征的“信息高速公路”掀起的第二次信息革命，将使人类进入信息时代。它是信息时代的必然产物，是一门新兴的跨多学科的科学，它以信息为主要研究对象。信息科学的研究内容包括：阐明信息的概念和本质(哲学信息论)；探讨信息的度量和变换(基本信息论)；研究信息的提取方法(识别信息论)；澄清信息的传递规律(通信理论)；探明信息的处理机制(智能理论)；探究信息的再生理论(决策理论)；阐明信息的调节原则(控制理论)；完善信息的组织理论(系统理论)。扩展人类的信息器官功能，提高人类对信息的接收和处理的能力，实质上就是扩展和增强人们认识世界和改造世界的能力。这既是信息科学的出发点，也是它的最终归宿。 这里我想先从信息说起，某种意义来讲，信息是指对我们有用的消息，它严格要求一定时间性，被称为即时信息，英文全称：Instant messaging，简称IM。 随着信息的发展，信息技术（IT是Internation Technology的缩写）也就应运而生了。信息技术是关于信息的产生、发送、传输、接收、变换、识别、控制等应用技术的总称，是在信息科学的基本原理和方法的指导下扩展人类信息处理功能的技术。 信息技术包括通信技术、计算机技术、多媒体技术、自动控制技术、视频技术、遥感技术等 。其主要支柱是通讯（Communication）技术、计算机（Computer）技术和控制（Control）技术，即“3C”技术。通信技术是现代信息技术的一个重要组成部分。通信技术的数字化、宽带化、高速化和智能化是现代通信技术的发展趋势。计算机技术是信息技术的另一个重要组成部分。计算机从其延生起就不停地为人们处理着大量的信息，而且随着计算机技术的不断发展，它处理信息的能力也在不断地加强。现在计算机已经渗入到人们的社会生活的每一个方面。计算机将朝着并行处理的方向发展。现代信息技术一刻也离不开计算机技术。多媒体技术是80年代才兴起的一门技术，它把文字、数据、图形、语音等信息通过计算机综合处理，使人们得到更完善、更直观的综合信息。在未来多媒体技术将扮演非常重要的角色。信息技术处理的很大一部分是图象和文字，因而视频技术也是信息技术的一个研究热点。 信息科学与技术的发展不仅促进信息产业的发展，而且大大地提高了生产效率。事实已经证明信息科学与技术的广泛应用已经是经济发展的巨大动力，因此，各国的信息技术的竞争也非常激烈，都在争夺信息技术的制高点。 信息科学、生命科学和材料科学一起构成了当代三种前沿科学，信息技术是当代世界范围内新技术革命的核心。信息科学和技术是现代科学技术的先导，是人类进行高效率、高效益、高速度社会活动的理论、方法与技术，是管理现代化的一个重要标志。 随着社会的发展，信息对我门的作用越来越大，我们在推动社会进步的同时对对科学，对信息的依赖就进一步加深，对技术的要求越来越高，技术的进步就越信息化。越信息化就越带动社会进步。两者相辅相成。由此可的信息技术对我们的贡献功不可没。 当前历史条件下，信息科学正在迅速发展和完善，人们对其研究内容的范围尚无统一的认识。现在主要的研究课题集中在以下六个方面： 1、信源理论和信息的获取，研究自然信息源和社会信息源，以及从信息源提取信息的方法和技术； 2、信息的传输、存储、检索、变换和处理； 3、信号的测量、分析、处理和显示； 4、模式信息处理，研究对文字、图像、声音等信息的处理、分类和识别研制机器视觉系统和语音识别装置； 5、知识信息处理，研究知识的表示、获取和利用，建立具有推理和自动解决问题能力的知识信息处理系统即专家系统； 6、决策和控制，在对信息的采集、分析、处理、识别和理解的基础上作出判断、决策或控制，从而建立各种控制系统、管理信息系统和决策支持系统。 信息过程普遍存在于生物、社会、工业、农业、国防、科学实验、日常生活和人类思维等各种领域，因此信息科学将对工程技术、社会经济和人类生活等方面产生巨大的影响。信息技术并科学技术，不仅仅是一种扩展人类信息器官的手段和工具体系，它还具有丰富的伦理和政治意义，信息技术体现着人类改造与控制自然的权利和体系。信息技术对人类社会发展的影响，并不能简单地一概论之。对社会的发展带来了巨大的影响，从两个方面来讲：一、信息技术的正面影响 信息技术扩展了人类器官功能。因此，信息技术的正面意义是毋庸置疑的。信息技术的正面影响深入到社会发展的各个领域、渗透到个人发展的各个角落。主要体现在以下方面。 (一) 信息技术增加了政治的开放性和透明度 其主要表现在以下几个方面： 1、信息化、网络化使得广大人民更加容易利用信息技术，通过互联网获取广泛的信息，并主动参与国家的政治生活。 2、政府纷纷在互联网上抢滩设点，将自己推向网络。各级政府部门不断深入开发电子政务工程。政务信息的公开增加了行政的透明度，加强了政府与民众的互动；各政府部门之间的资源共享增强了各部门的协调能力，从而提高了工作效率；政府通过其电子政务平台开展的各种信息服务，包括面向个人的各种申请服务以及面向企业的征税等服务，为广大人民提供了极大的方便。 (二)信息技术促进了世界经济的发展 其主要表现在以下几下方面： 1、表现在信息技术的产生和发展给传统行业造成的深远影响， 2、由它推出了一个新兴的行业——互联网行业。互联网直接“催生”的“互联网经济”(又称网络经济)与信息技术的关系是不言而喻的。 3、基于互联网的电子商务模式，一改传统的商务模式，使得企业产品的营销与销售以及售后服务等都可以通过网络进行，企业与上游供货商、零部件生产商以及分销商之间也可以通过电子商务实现各种交互。企业和消费者之间、企业和政府之间也可以通过互联网进行更多的互动。电子商务对企业研发、生产、营销、销售、管理、财务的各个方面都产生了巨大影响。 4、传统行业为了适应互联网发展的要求，也纷纷在网上提供各种服务。（三）信息技术的发展造就了多元文化并存的状态 其主要表现在以下几个方面： 1、信息技术使得文化产业迅猛地发展起来。 2、为信息技术重要组成部分的互联网技术的发展，使得网络媒体开始形成并逐渐成为“第四媒体”。 3、互联网更造就了一种新的文化模式——网络文化(cyberculture)。 (四)信息技术改善了人们的生活 其主要表现在以下几个方面： 1、从宏观角度而言，信息技术为整个社会的发展提供了很多有利因素，而作为社会中微小一分子的每一个普通个人也正享受着信息技术带来的各种便利。 2、信息技术使得远程教育也成了可能，从此异地教学逐渐风靡， 3、虚拟现实(virtual reality)技术，使得人们可以透过互联网尽情游览缤纷的世界。 (五)信息技术推动信息管理进入了崭新的阶段 其主要表现在以下几个方面： 1、信息作为一种资源，其各种功能并不能自然地发挥，而需要利用各种技术对其进行必要的搜集、处理、存储和传播。 2、信息技术作为扩展人类信息功能的技术集合，它对信息管理的作用十分重要，是信息管理的技术基础。现代信息技术的发展使得信息管理的手段发生了质的变化。二、信息技术的负面影响 任何事物都有其两面性。信息技术给人类带来各种利益的同时，也引发了一系列问题。主要体现在以下几个方面。 (一)知识产权侵权 1、信息技术给人类信息传播带来了质的飞跃，_尤其是互联网的出现为作品的发表、传播和使用带来了很大的便利，但是，网络的自由和共享也给知识产权，尤其是著作权的保护带来了极大的挑战。 2、通过网络媒体进行的知识产权侵权，尤其是著作权侵权现象非常严重。 3、互联网的发展和成熟还带来了其他的知识产权问题。 总之，信息技术引发的知识产权问题已经到了非常严峻的程度，各国的知识产权法律、法规都受到了前所未有的挑战。 (二)虚假信息泛滥 1、互联网为人们提供了一个空前自由的交流空间，使得人们的话语权和知情权得到了充分的重视。但是，正是由于互联网的自由和开放性，它也成了制造和传播虚假的重要工具。 2、目前，网络信息的社会公信力低下。究其原因，就是网络信息处理的诸多环节失控造成的。这些环节中，最主要的是信息源复杂，难以管理。 3、网络上的虚假新闻泛滥，尤其是娱乐新闻的捕风捉影，几成顽症。很多网络媒体不负责任地对待自己登载的假新闻的行为，从某种意义上讲，也是网络虚假信息泛滥的一个重要成因。 (三)信息污染成灾 1、随着信息技术日新月异的发展以及各种流通渠道的不断拓宽，人类社会知识信息的总量呈“爆炸式”增长，这其中，数以万计的信息中混入了大量干扰性、欺性、误导性甚至是破坏性的虚假伪劣等各种有害及无用信息，人们将其称之为信息“垃圾”，正是各种形形色色的信息“垃圾”造成了人类精神世界的信息污染。 2、互联网是一块自由的沃土，任何人都可以轻易地通过网络发布信息、传递信息，缺少“把关人”对信息内容的必要甄别，一些组织和个人趁机随心所欲，使得网络媒体上的垃圾信息甚至黄色信息日趋泛滥。 3、信息技术使得冗余信息大量产生，给信息的甄选与鉴别带来困难，使得人们虽然身处“信息的海洋”，却很难找到自己需要的有用信息。网络技术的发展为大量垃圾邮件的产生提供了条件。 (四)信息安全问题凸显 今天，计算机系统无时无刻不在经受着诸多安全问题的侵扰。很多计算机软件、系统本身漏洞百出，加上更新换代、层出不穷的网络病毒肆虐，技术精湛、危害严重的黑客横行，信息安全问题日渐凸显。 1、计算机技术、网络技术为代表的信息技术还处于发展的初级阶段，很多观点和想法都不甚成熟。 2、病毒肆虐是信息安全问题的又一巨大威胁。人们对计算机病毒可谓深恶痛绝，而计算机病毒却恰恰是屡见不鲜。 3、信息技术带来的问题还很多，诸如计算机、计算机偷窃、网络诽谤、网络恐怖主义等纷纷上演。 4、信息技术，尤其是互联网的发展引起的文化侵入问题、数字鸿沟问题、信息霸权主义等问题，也不得不引起人们的思考。 但是，尽管信息技术带来了种种负面效应，其正面价值还是不能否定的。信息技术只有被用于正当的场合，才能发挥最大的作用。而如何使信息技术被合法开发和利用，则有赖于各国政府、广大科学家以及世界上所有人民的共同努力。社会的发展，离不开信息科学技术的引导，只要从分发挥信息科学的优势，尽量避免起带来的不必要的冲击，就能较大限度的推动社会进步！！
生物医学信号处理方法论文
生物医学信号处理是指据生物医学信号特点，应用信息科学的基本理论和方法，研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息，并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文，大家可以参考以下内容哦！
摘 要： 生物医学信号是人体生命信息的集中体现，深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。
关键词： 生物医学信号 信号检测 信号处理
1 概述
1。1 生物医学信号及其特点
生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号，属于强噪声背景下的低频微弱信号，信号本身特征、检测方式和处理技术，都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号，这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多，其主要特点是：信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低，还有信号的统计特性随时间而变，而且还是非先验性的。
1。2 生物医学信号分类
按性质生物信号可分为生物电信号（Bioelectric Signals），如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号（Biomagnetic Signals），如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号（Biochemical Signals），如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号（Biomechanical Signals），如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号（Bioacoustic Signal），如心音、脉搏、心冲击等。
按来源生物医学信号可大致分为两类：（1）由生理过程自发产生的主动信号，例如心电（ECG）、脑电（EEG）、肌电（EMG）、眼电（EOG）、胃电（EGG）等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;（2）外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号，如超声波、同位素、X射线等。
2 生物医学信号的检测及方法
生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术，涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域，也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤（见图1）。
①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样，将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理，得到有意义的结果。
生物医学信号检测技术包括：（1）无创检测、微创检测、有创检测;（2）在体检测、离体检测;（3）直接检测、间接检测;（4）非接触检测、体表检测、体内检测;（5）生物电检测、生物非电量检测;（6）形态检测、功能检测;（7）处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;（8）透射法检测、反射法检测;（9）一维信号检测、多维信号检测;（10）遥感法检测、多维信号检测;（11）一次量检测、二次量分析检测;（12）分子级检测、细胞级检测、系统级检测。
3 生物医学信号的处理方法
生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号，在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展，对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法：如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布（维格纳分布）、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。
3。1 频域分析法
信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x（t）变换为频域信号X（f），从而将时间变量转变成频率变量，帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X（f）描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小，直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换，研究信号所包含的各种频率成分，从而揭示信号的频谱、带宽，并用以指导最优滤波器的设计。
3。2 相干平均分析法
生物医学信号常被淹没在较强的噪声中，且具有很大的随机性，因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均（Coherent Average）主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起，信号如果可以重复出现，而噪声是随机信号，可用叠加法提高信噪比，从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取，也用在近年来发展的心电微电势（希氏束电、心室晚电位等）的提取中。
3。3 小波变换分析法
小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展，是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前，小波的研究受到广泛的关注，特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域，被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性：多分辨率特性，保证非常好的刻画信号的非平稳特征，如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性，保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性，保证了其良好的时频局部定位特性;对称性，保证了其相位的无损;去相关特性，保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性，保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。
3。4 人工神经网络
人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来，其共性是由大量的简单基本单元（神经元）相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是：（1）并行计算，因此处理速度快;（2）分布式存贮，因此容错能力较好;（3）自适应学习（有监督的或无监督的自组织学习）。
参考文献
[1] 邢国泉，徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报（医学版），2006，20：459～460。
[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册，1992，4（15）：203～212。
可到 神笔马良杂志网 下载，要发表，可发表在《科技传播》杂志上！
先简单介绍一下单片机 然后挑一个典型的DSP芯片介绍一下 然后比较两者的区别 各写优点缺点 然后根据两者的不同举几个例子 比如单片机可以实现多种变换 像拉普拉斯变换 傅里叶变换 DFT FFT 最好弄上程序 然后对比你选的DSP芯片 能干什么 最后做个总结 我现在才大三 这只是我个人的思路~~ 谈不上指点。
数传信号处理是一个一个大多数现代的电子系统的部份高度易膨胀的领域。 如此系统的例子是移动的沟通, MP3/激光唱碟/ 数字化视频光盘驱动器和被例如心律调整器和助听器和运算法则的例子医学的系统是不同类型的过滤，编码和图像承认。 时常一个真正的时间需求存在, 哪一极限可能性运行在一部标准的计算机中处理的信号。 标准的处理器是被发展包括宽范围的申请而且能因此被用于许多系统而且给高的柔性替代选择。 然而，许多申请有在举例来说生产和耗电量上的需求以要求申请特性建筑学。 这课程将会提供对一件运算法则规格如何能从一给定组的标准被实现的洞察。课程的主要部份将会把重心集中在能被实现的申请特性建筑学的设计在或之上再结构的硬件, 举例来说 FPGAs,或当一个订制的线路,也就是 ASIC 。 标准的信号处理器和他们的关系对其他的解决也将会被讨论。 内容是: 1. 信号的描述和表现处理运算法则: 信号-流程,数据-流程和依赖曲线图和重复的观念跳跃。 2. 建筑的变形–为高的生产及[或] 低的耗电量处理的再时间安排，流水线流通和平行的观念。 不同类型的建筑学 , 像是时间- 多重发讯和被映射的硬件和变形如何能在他们之间被做使用展开的观念和折叠的。 3. 运算法则变形–运算法则的复杂能如何被减少并且正在藉此经过力量减少的观念达成比较有效率的落实。 4. 不同的数系统,他们被用的方式，而且他们如何影响落实和表现。
Experimental DPS the system EVM board is based on the TM320C5416 design development.在设计开发过程中先进行软硬件功能划分。The hardware part has given various functions module design, the software part design is carries on based on the hardware design, chooses the experimental commonly used algorithm to come the concrete realization, mainly is FIR the algorithm DSP entire debugging process may divide into three parts, independent hardware debugging and software debugging, as well as system joint shake down independent software debugging guarantees the entire signal processing the algorithm correct and can guarantee the enough computation precision (performance index), system joint shake down testing is gets up the debugging the hardware and the software conformity, found the problem and makes the corresponding revision.
摘要没这么多的，控制在200字左右比较合适。
编辑词条电力系统及其自动化1 电力系统及其自动化是一级学科电气工程的五个二级学科之一,本科和博士生的专业为电气工程及其自动化,硕士研究生就读电气工程所属的5个二级学科之一.电气工程 代号0808电力系统及其自动化 代号00802080801电机与电器080803高电压与绝缘技术080804电力电子与电力传动080805电工理论与新技术学制：2年--3年。授予学位：工学硕士。2 电力系统及其自动化所设置的方向东北电力大学01 电力系统运行与控制 02 电力系统继电保护与安全自动控制 03 电力系统调度自动化 04 电力系统规划与可靠性 05 FACTS 及直流输电 06 电力系统分析与仿真 07 电力市场 08 电能质量分析与监测 09 综合自动化与继电保护 华北电力大学01电力系统分析、运行与控制02电力系统安全防御与恢复控制03电力经济分析04电力系统规划与可靠性05智能技术及其在电力系统中的应用06电力系统继电保护07电力系统自动化技术08电力系统故障分析与诊断3 电力系统及其自动化研究方向（1）智能保护与变电站综合自动化对电力系统电保护的新原理进行了研究，将国内外最新的人工智能、模糊理论、综合自动控制理论、自适应理论、网络通信、微机新技术等应用于新型继电保护装置中，使得新型继电保护装置具有智能控制的特点，大大提高电力系统的安全水平。对变电站自动化系统进行了多年研究，研制的分层分布式变电站综合自动化装置能够适用于35kv～500kv各种电压等级变电站。微机保护领域的研究处于国际领先水平，变电站综合自动化领域的研究已达到国际先进水平。（2）电力市场理论与技术基于我国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力工业技术经济的具体情况，认真研究了电力市场的运营模式，深入探讨并明确了运营流程中各步骤的具体规则；提出了适合我国现阶段电力市场运营模式的期货交易（年、月、日发电计划）、转运服务等模块的具体数学模型和算法，紧紧围绕当前我国模拟电力市场运营中亟待解决的理论问题。（3）电力系统实时仿真系统对电力负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行了研究，引进了加拿大teqsim公司生产的电力系统数字模拟实时仿真系统，建成了全国高校第一家具备混合实时仿真环境的实验室。该仿真系统不仅可进行多种电力系统的稳态及暂态实验，提供大量实验数据，并可和多种控制装置构成闭环系统，协助科研人员进行新装置的测试，从而为研究智能保护及灵活输电系统的控制策略提供了一流的实验条件。（4）电力系统运行人员培训仿真系统电力系统运行人员培训仿真系统是针对我国电力企业职工岗位培训的迫切要求，将计算机、网络和多媒体技术的最新成果和传统的电力系统分析理论相结合，利用专家系统、智能cai（计算机辅助教学）理论，进行电力系统知识教学、培训的一种强有力手段。本系统设计新颖，并合理配置软件资源分布，教、学员台在软件系统结构上耦合性很少，且系统硬件扩充简单方便，因此学员台理论上可无限扩充。（5）配电网自动化在中低压网络数字电子载波ndlc、配网的模型及高级应用软件pas、地理信息与配网scada一体化方面取得了重大技术突破。其中，ndlc采用了dsp数字信号处理技术，提高了载波接收灵敏度，解决了载波正在配电网上应用的衰耗、干扰、路由等技术难题；高级应用软件pas将输电网ems的理论算法与配网实际结合起来，采用了最新国际标准iec61850、61970cim公共信息模型；采用配网递归虚拟流算法进行潮流计算；应用人工智能灰色神经元算法进行负荷预测。（6）电力系统分析与控制对在线测量技术、实时相角测量、电力系统稳定控制理论与技术、小电流接地选线方法、电力系统振荡机理及抑制方法、发电机跟踪同期技术、非线性励磁和调速控制、潮流计算的收敛性、电网调度自动化仿真、电力负荷预测方法、基于柔性数据收集与监控的电网故障诊断和恢复控制策略、电网故障诊断理论与技术等方面进行了研究。在非线性理论、软计算理论和小波理论在电力系统应用方面，以及在电力市场条件下电力系统分析与控制的新理论、新模型、新算法和新的实现手段进行了研究。（7）人工智能在电力系统中的应用结合电力工业发展的需要，开展了将专家系统、人工神经网络、模糊逻辑以及进化理论应用到电力系统及其元件的运行分析、警报处理、故障诊断、规划设计等方面的实用研究。在上述实用软件研究的基础上开展了电力系统智能控制理论与应用的研究，以提高电力系统运行与控制的智能化水平。。（8）现代电力电子技术在电力系统中的应用开展了电力电子装置控制理论和控制算法、各种电力电子装置在电力系统中的行为和作用、灵活交流输电系统、直流输电的微机控制技术、动态无功补偿技术、有源电力滤波技术、大容量交流电机变频调速技术和新型储能技术等方面的研究（9）电气设备状态监测与故障诊断技术通过将传感器技术、光纤技术、计算机技术、数字信号处理技术以及模式识别技术等结合起来，针对电气设备绝缘监测方法和故障诊断的机理进行了详细的基础研究，开发了发电机、变压器、开关设备、电容型设备和直流系统等主要电气设备的监控系统，全面提高电气设备和电力系统的安全运行水平。4 设置电力系统及其自动化研究生专业的高校及排名1 清华大学 A+ 2 西安交通大学 A 3 重庆大学4 华中科技大学 A 5 西南交通大学6 天津大学 A
首先，学习数字通讯系统，包括数字信号处理、通信原理、通信电路与系统等知识其次，学习MATLAB编程，找一本比较全面的matlab编程书籍，最好是关于数字通信的编程第三，应用Matlab编程仿真数字通信系统，如数字通信系统的信号处理。第四，分析仿真过程中的数字通信原理、方法、过程等等，以及出现的种种错误
1、 基于FPGA的数字通信系统 摘 要本设计实现多路数据时分复用和解复用系统。设计分为发端和收端，以FPGA作为主控核心。发端系统有三路并行数据输入：A/D转换数据，拨码开关1路和拨码开关2路。这三路数据在FPGA的控制下作为串行... 类别：毕业论文 大小：345 KB 日期：2008-05-03 2、 基于FPGA和锁相环4046实现波形发生器 摘 要本设计采用FPGA和锁相环4046实现波形发生器。系统由波形产生模块和可调频率的时钟产生模块，数模转换模块和显示模块四部分组成。波形产生模块完成三种波形的产生，并根据控制信号完成选定波形的输出... 类别：毕业论文 大小：434 KB 日期：2008-05-03 3、 UC/OSII在FPGA上的移植 摘要嵌入式系统是当今非常热门的研究领域,早期多以单片机为核心,应用领域非常广泛.但单片机系统功能比较简单,速度较慢,难以适应现代技术的快速发展.随着现场可编程逻辑阵列(FPGA)技术的日益成熟,基于片... 类别：毕业论文 大小： MB 日期：2008-05-03 4、 基于FPGA的IIR滤波器设计 摘 要:数字信号处理在科学和工程技术许多领域中得到广泛的应用，与FIR数字滤波器相比，IIR数字滤波器可以用较低的阶数获得较高的选择性，故本课题采用一种基于FPGA的IIR数字滤波器的设计方案,首先... 类别：毕业论文 大小：461 KB 日期：2008-05-02 5、 基于FPGA的TD-SCDMA信道编解码技术研究与实现(硕士) 摘 要作为数字通信系统中一个重要组成部分，信道编码技术为保证通信的可靠性发挥着重要作用，广泛应用于数字通信的抗干扰和差错控制之中。 以TD-SCDMA为例子的第三代移动通信标准来说，其采用了3种信道... 类别：毕业论文 大小：359 KB 日期：2008-04-17 6、 基于ARM和FPGA的数控系统的硬件设计(硕士) 目 录第一章 绪 论 引言 研究背景及国内外发展现状 研究背景 国外发展状况 国内研究现状 本论文课题来源和研究内容 课题来... 类别：毕业论文 大小：575 KB 日期：2008-04-15 7、 基于FPGA的JPEG压缩编码的研究与实现(硕士) 摘 要随着信息技术和计算机技术的飞速发展，数字信号处理己经逐渐发展成一门关键的技术科学。图像处理作为一种重要的现代技术，已经在通信、航空航天、遥感遥测、生物医学、军事、信息安全等领域得到广泛的应用。... 类别：毕业论文 大小： MB 日期：2008-03-23 8、 OFDM通信系统基带数据处理部分的FPGA实现 中文摘要正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是当前一种非常热门的通信技术。它即可以被看作是一种调制技术，也可以被看作是一种复用... 类别：毕业论文 大小： MB 日期：2008-03-08 9、 FPGA应用实验板设计 2007-09-24 19:58 207,360 FPGA体系的低功耗高层次综合.doc2007-09-24 19:17 1,214,976 FPGA应用实验板... 类别：毕业论文 大小： MB 日期：2007-09-25 10、 UWB-OFDM解调器的仿真及FPGA在线仿真实现 摘 要随着无线通信技术的飞速发展，人们对于数据传输速率和服务质量(QoS)提出了更高的要求，尤其是对于那些针对短距离通信的应用来说更是如此。超宽带无线通信技术(UWB)因为其自身具有的高传输速率、低... 类别：毕业论文 大小： MB 日期：2007-09-23 11、 高速VITERBI译码器在ALTERA FPGA中的设计与实现 摘 要 本文以CDMA数字移动通信中的差错控制问题为背景，用Altera公司的现场可编程门阵列（FPGA）器件（APEX20K200）设计实现了一种约束长度N=7的维特比（Viterbi）译码的... 类别：毕业论文 大小：534 KB 日期：2007-09-06 12、 基于FPGA温、湿度传感器系统设计 摘要 本系统采用FPGA芯片为主处理核心，从机采用FPGA芯片，负责数据检测，检测点的温度和湿度经过温、湿度传感器转换为数字信号，将数字量送入从机，再经从机的数据处理，定时通过无线方式传送给PC主... 类别：毕业论文 大小： MB 日期：2007-08-13 13、 基于FPGA的嵌入式系统开发板 摘 要本文设计完成的是基于FPGA的嵌入式系统开发板，它可以完成FPGA、嵌入式系统和SOPC等的设计和开发。开发板以Altera公司的Cyclone系列FPGA—EP1C6为核心，在其外围扩展FL... 类别：毕业论文 大小： MB 日期：2007-07-21 14、 卫星信道延时模拟器的FPGA实现 摘要：在当前通信领域中卫星通信系统已经成为现代化通信强有力的手段之一。卫星信道组网具有下面一些优点：通信范围大，只要卫星发射的波束覆盖进行的范围均可进行通信；不易受陆地灾害影响；建设速度快；易于实现广... 类别：毕业论文 大小：546 KB 日期：2007-07-02 15、 基于Altera FPGA的发动机ECU原型设计 摘要本文以直列4缸汽油发动机为背景，进行了汽车发动机传感器和控制器信号调理的尝试，采用以自顶向下为核心的现代数字系统设计方法，借助EDA开发平台和EDA实验台，完成基于Altera FPGA的发动机E... 类别：毕业论文 大小： MB 日期：2007-06-21 16、 基于FPGA设计电梯控制系统 摘 要随着科学技术的发展，近年来，我国的电梯生产技术得到了迅速发展．一些电梯厂也在不断改进设计、修改工艺。而基于现场可编程逻辑门阵列（FPGA）来实现的电梯控制系统由于运行可靠性高，使用维修方便，抗干... 类别：毕业论文 大小：766 KB 日期：2007-06-12 17、 FPGA在机卡分离式高清数字一体电视机里的应用 摘要高清数字电视（HDTV）是继黑白模拟电视，彩色模拟电视之后的第三代电视。随着数字高清电视在全球发展日夜加速，美国、欧洲和日本等国家推进数字电视的速度和力度都在不断加大，我国也在数字电视方面也加快了... 类别：毕业论文 大小：483 KB 日期：2007-03-14 18、 PSK调制算法仿真与FPGA实现 摘要 随着时代的发展，通信工程领域越来越多的应用集成芯片完成系统功能，它有着体积小，功能强大，开发周期短，便于实现等特点被业内工程师广泛认可。其中在集成芯片领域，最有突破性和创新性的就是FPGA（Fi... 类别：毕业设计 大小： MB 日期：2007-02-01 19、 基于FPGA的数字复接系统帧同步器的设计 目 录摘要Abstract1 绪论………… 数字复接技术的发展………………………………复接技术的研究现状………………………………32 数字通信及复接原理……………………………… 5... 类别：毕业设计 大小：432 KB 日期：2007-01-20
铁路信号技术论文篇二 浅谈铁路信号问题 【摘要】铁路信号是保证铁路运输基本设备。对铁路网上各种行车的设备状况、信息传输、调度指令控制起着重要的作用。本文通过对铁路信号存在问题的分析，提出了解决问题的对策，指出了我国铁路信息的发展方向。 【关键词】铁路信息;信息化;网络化 1.铁路信号的含义 所谓铁路信号是用特定的、有标志性的物体、仪表或音响设备等向铁路行车人员传达相关的信号，包括车辆运行状况，行驶条件，铁路的状况等等。近年来，随着铁路信号的广泛应用和铁路信号技术的不断发展，使铁路信号也变成了增加铁路运输线路，改善铁路员工劳动条件提高车站和铁路区间的通过能力等等有效手段。 2.铁路信号的现状 铁路信号的安全性能不够高 由于自动化程度的限制，我国的调度指挥仍旧依赖于人工作业，采用落后的一张图、一支笔、一部电话的调度指挥模式。对地面信号的观察与判断，也仍旧于依赖司机。随着列车的提速和密度的不断增加，行车调度的指挥工作将会越来越繁忙，调度员在长时间的工作中也难免出现疏略，这样不仅会降低工作效率，更会影响到列车的安全运行。并且当车速达到一定的程度的时候，单单依靠司机的视力根本无法保证列车的行车安全。另外由于列车运行中的变化因素过多，一次性按照计划运行图来指挥列车运行的可能性较小，因此，在我国铁路推广使用调度集中装置是还办不到的。 管理方面出现纰漏 重点表现于管理分散和管理水平的落后。铁路系统基本上是一个整体，在不同的时间和地区的情况差异性较大。现在的铁路虽然安装了微机监测系统，但是由于通信手段的落后，处理信息的速度较慢，致使安装的系统无法真正的发挥作用，无法在整体上将资料进行整合。从管理水平来看，铁路系统一直掌控在政府部门的手里，并且现行的管理机制使系统人员臃肿，营销手段落后，资源不能得到合理的利用。在市场经济的引导下，铁路系统应当由企业统一整个管理，来作为物流环节中的重要部分，从而提高效率，增加效益。 铁路信号系统的自动化水平较为低下 在新中国成立以来，继电技术得到了不断的发展，但是继电技术采用的设备体积大，对于实现联网集中监测和智能的控制还是有一定难度的。特别是微电子技术的发展后，在一些工业控制行业，这类技术已经趋于淘汰的趋势了，取而代之的是一些智能控制技术。在铁路系统方面，虽然也开始采用了智能控制技术，但是大范围内仍旧采用的是继电控制技术，发展的速度较为缓慢，优化资源和提高效率方面还是相对于落后的。 现代铁路信号设备中存在的若干问题 随着经济、信息技术的不断发展，铁路信号系统作为保证铁路安全运行的部分，虽然铁路设备信号的要求也在不断的增高，但是从某些信号设备来看仍旧存在着一些安全隐患。 枢纽调度监督设备 这个设备是一个发展较快的设备，是使枢纽内的调度更加准确直观，保证枢纽的畅通。但是枢纽内的作业模式是采取分散作业，这样一来必定影响了总体的发挥，并且降低了运输的效率。因此，在货运量加大，或者大面积提速时，信号技术装备如何保证枢纽内的畅通就是一个很大的问题。 车站联锁设备 这种设备也是目前铁路系统中常见的设备之一。这种设备在列车提速后出现了许多问题。例如，战线和列车基本等长，并且在进出站口处没有过走保护区段，不利于列车的速度控制。另外，信号机间的安全距离是不够的，没有能够提供安全距离的信息，对列车的运行控制都带来了安全的隐患。 列车运行控制与机车装置 今年来，新安装的运行监控器代替了自动停车装置(即安全性能差，随安全防护器辅助作用的装置)。并且采用了模式曲线的方式来监控车速，对超速进行保护。但是由于形成的是速度模式曲线，依靠的是事先储存的线路数据以及人工输入的数据，没有考虑故障-安全原则，无法保证安全。 信号显示制式 铁路现实信号中，除了红灯有确定的定义之外，其他的显示信号都没有明确的速度值，在不同的地区，显示为不同的含义，主要依靠司机的自行判断，因此指挥能力较差，在提速之后无法满足需要，安全性能较差。 区间信号 单线区段来看，采用的是办理效率较高的继电半自动的装置，看起来是能够满足提速后的行车需要的。但是却存在着一个有待改进的安全性隐患，即并没有设置区间的检查设备。这不能满足行车的安全性。 3.增强铁路信号的对策研究 通信、信号一体化 当代铁路的高速发展，铁路通信、信号系统等都必须不断的加强。铁路通信、信号技术的相互融合，以及调度指挥自动化等等技术，打破了控制分散、功能单一、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了铁路通信、信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。组建一个以铁路局为主要单位的电务设备动态检测中心，装备一台动态的检测车，按一定时间对自动闭塞的机车信号或地面信号，无线列调等设备进行动态的检测，实现了移动体对地面静态设备的检测。 制定发展规划 在建设新的线路时，起点必须要高。铁路建设的投资额较大应该考虑到今后的发展。虽然现有铁路信号设备、调度手段等都较为安全，但是当提速的时候都没法达到要求。因此在建设时要考虑到未来的发展，提高建设标准，采用新技术。借鉴国外的闭环计算机控制系统。这样为以后的竞争做好准备，也为以后铁路信号的建设提供经验。根据我国铁路的运输特点，实现以铁路调度管理信息系统作为基础，以指挥自动化为目标，来构建现代铁路化的运输调度指挥管理系统。实现全路运输的集中管理，提高效率。 铁路无线数字通信技术的应用 在铁路提速，重载不断发展的今天，以分立元器件与模拟信号处理技术为基础的传统铁路信号设备已经满足不了安全的要求。然而数字信号处理技术很好的解决了铁路信息信号产生的问题。数字信号处理的频域分析的优点是运算精度高和抗干扰性能好，具有相对实用性和可靠性。因此，全面应用数据处理的新技术，利用计算机的高速分析和计算等功能，来提高信号设备的技术水平。 采用计算机网络技术 由于网络技术的快速发展，网络化管理已成为实现管理的客观要求和必然趋势。铁路信号系统的网络化是实现铁路运输系统内部各功能单元之间的信息交换。在网络化的基础上实现全面、准确获得线路上的信息，保证列车的安全运行，从而实现系统的智能化与控制设备的智能化管理。因此有效的采用计算机技术是解决铁路信号系统若干问题的途径。 4.结论 随着铁路运输提速、重载的发展，基于分立元器件和模拟信号处理技术的传统铁路信号设备越来越满足不了铁路运输安全性和实时性的要求。因此，全面引进计算机技术，利用计算机的高速分析计算功能，来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。数字信号处理技术的出现为铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。铁路信号按其作用可分为指挥列车运行的行车信号和指挥调车作业的调车信号;按信号设置的处所可分为车站信号、区间信号，以及行车指挥和列车运行自动化等;按信号显示制式可分为选路制信号和速差制信号;按结构可分为臂板信号、色灯信号、灯列信号(中国大陆不采用)以及机车信号机。铁路信号在元部件制造方面正向着小型化、固态化和高可靠性发展;在设计方面向着故障自动检测、自动诊断、高可用度、与计算机或微处理机相结合的方面发展;在安装施工方面正向着模块化和工厂施工化的方向发展;在使用方面正向着无维修或少维修、高度自动化或智能化的方向发展。 【参考文献】 [1]林瑜筠.铁路信号新技术概论[M].北京：中国铁道出版社，2005. [2]铁道部.铁路电务管理信息化规划[M].北京：中国铁道出版社，2006. 看了“铁路信号技术论文”的人还看： 1. 高速铁路信号技术论文 2. 高速铁路信号技术论文(2) 3. 铁路信号计算机联锁毕业论文 4. 铁路信号计算机联锁毕业论文(2) 5. 铁路信号计算机联锁系统的毕业论文(2)