1、此我们还需要把双极性的信号经过单极化处理，从而把信号变成单极性的信号，这样的单极性信号才是可见光通信中所需要的调制信号。154 可见光0FDM信号单极化方法本章主要介绍OFDM技术对信号进行单极化的几种常见有效的方法，并对其具体的操作过程进行简要的说明，从而选择一种最适合的方法，来作为本文基于白光LED的可见光通信系统的选择方案。常用的可见光信号单极化的方法主要以下四种：加直流偏置光OFDM(DCO-OFDM)、非对称性限幅光OFDM(ACO-0FDM)、单极性光OFDM(U-OFDM)和改进的AC0-OFDM(MACO-OFDM)。4.1可见光0FDM单极化原理在可见光通信系统中，决定该系统
2、传输性能的关键因素就是在信号传输过程中的功率问题，一般来说，传输功率越大的话，传输的距离越远，传输信号的质量更好，信号的保真度越高。因此对于IM/DD系统来说，平均功率的大小制约着整个系统传输性能的好坏程度，具体来说，要想保证信号传输过程中尽可能少的出现信号误码的情况，提高平均传输功率是必须的，但同时我们还需要对光电转换环节进行优化和完善，这也是保证系统误码率的有效手段。基于电功率和光功率之间的转换过程，我们对以下几种光OFDM系统进行发送电功率信噪比的前提下的仿真实验，从而判断各个系统的性能优劣。4.2直流偏置光0FDM系统(DCO-0FDM)DCO-OFDM的工作原理框图如图4-1所示。图
3、4-1 DCO-OFDM系统发端极性变换原理图4.3非对称限幅光0FDM系统(ACO-0FDM)直流偏置法，这种技术手段也是在可见光通信中常用的进行单极化的主要方法之一。这种方法的原理就是通过加直流偏置装置，对OFDM信号进行单极化处理。但是这种做法也会有很大的问题，就比如说这种做法会损失一部分的传输功率，与就是说要增加功率的消耗，这样一来就会使得整个系统的利用率降低很多，而且还有一点就是，这样会使的调制的深度发生改变，具体来说就是会变浅，使系统的传输性能变差，得不偿失。因为这个原因，我们参考了目前已知的解决方法，其中最合适的一种就是 ACO-OFDM系统。非对称限幅技术是目前普遍认为可行的能
4、够解决单极化的问题而又不会降低调制深度的有效方法，它的原理其实也不难理解，就是在光信号的调制过程中进行一定程度的改进，但是不能改变其共轭对称性这一基本要求，所以这种方法采用的做法就是将众多的子载波分成奇载波和偶载波两种，有选择的利用奇载波来进行数据的发送，在偶载波上不进行数据发送，即输入为0，具体的实现过程同上。图4-2为ACO-OFDM调制系统的实现原理图。图4-2 ACO-0FDM系统发端极性变换原理图ACO-OFDM调制系统实现原理如下：(1) QAM星座映射，具体来说就是在传输的数据进行这种形式的映射过程。一般情况下，输入的数据都是基于二进制的相应序列，再将这些二进制序列捷星星座映射就
5、可以了。(2)将产生的二进制序列进行映射后是复数形式的信号，为了满足信号的共轭对称性，我们需要对这些复数信号进行结构改进，一般来说就是添加共轭数据，然后按照上述的方法，将众多的子载波分成奇载波和偶载波两种，有选择的利用奇载波来进行数据的发送，在偶载波上不进行数据发送，即输入为0，接下来需要将这些单信道的信号进行变换，将其变成多径传输的信号，即我们所说的串并转换，最后将这些数据进行调制操作。 (3)将经过调制过程后的双极性数据进行非对称限幅操作，具体做法见下面的分段函数所示，就是在0值处对数据进行限幅，大于0的部分数据将给定幅值为x，小于0的数据将其幅值限制为0。通过在零值处限幅将实数的数据变为
6、单极性的正信号，即x=x,x00,x0 (4.1) (4)通过非对称限幅后，基带信号变成正实数信号，但是整个过程还没有结束，我们还需要对这些正实数信号进行相应的处理，粗腰在这些正实数信号前面添加循环前缀，此时还需要将并行数据再次变回串行数据，这样才能最终输出该信号。这就是并串转换，也是之前提到的串/并转换的逆过程。尽管ACO-OFDM系统的误码性能不如OFDM系统，但其具有独特的优势：(1)该系统在接受和发送信号端的结构简单。在对信号进行单极化的过程中产生的是正实数信号，因而不需要其它的处理，优化了就够也节约了成本。(2)对光功率的利用程度高，没有造成不必要的浪费。就是在0值处对数据进行限幅，
7、大于0的部分数据将给定幅值为x，小于0的数据将其幅值限制为0。通过在零值处限幅将实数的数据变为单极性的正信号。由于采用了这种做法，不需要加额外的直流偏置装置，在提高光功率的利用程度的基础上，不增加光照强度，从而避免了增加光照强度对人眼经的损伤。(3)在不采用直流偏置的基础上，保证相当高的调制深度。(4)抗非线性能力强。我们知道光功率越大，它所产生的非线性效应就越明显，因为光功率是影响非线性效应的最主要的影响因素。但是通过上述分析我们可以发现，ACO-OFDM技术由于在0值处进行限幅，这样减小光功率，同时提高了利用率。4.4单极光OFDM系统(U-OFDM)UOFDM算法与Flip-0FDM有很
8、多相似之处，可以说F1ip-OFDM算法是U-OFDM的基础，U-0FDM技术能够进一步提高系统的性能。UOFDM系统发端极性变换原理图如图4-3所示图4-3 U-OFDM系统发端极性变换原理图通过上述的单极光OFDM系统的原理图可以看出，这种方法的主要不同之处在于将双极性OFDM符号进行时域极性编码，这种做法不同于前面提到的非对称限幅的方法，只是针对发送端的极性变换。具体做法如下所示：在接受端，通过对信号一对一对的检测判别，比较每一对信号的幅值，从而判断出他们的符号位和数值位，然后在解调过程时，将符号位去掉，将数值位保留，然后通过解调操作，得出进行编码之前的OFDM符号，从而再通过FFT方法
9、得出最开始从发送端发出的原始数据。在进行符号位和数值位的判别时，通过比较幅值来决定，谁的幅值大谁就是数值位，然后保留数值位，去掉符号位，这样可以避免进行不必要的解调操作，节约了信号的解调时延。4.5改进非对称限幅光0FDM系统(MACO一0FDM)改进的非对称限幅系统，顾名思义就是在非对称限幅技术上进行相应的改进和完善后形成的一种新的技术手段。非对称限幅技术是目前普遍认为可行的能够解决单极化的问题而又不会降低调制深度的有效方法，它的原理其实也不难理解，就是在光信号的调制过程中进行一定程度的改进，但是不能改变其共轭对称性这一基本要求，所以这种方法采用的做法就是将众多的子载波分成奇载波和偶载波两种
10、，有选择的利用奇载波来进行数据的发送，在偶载波上不进行数据发送，即输入为0。其具有独特的优势：(1)该系统在接受和发送信号端的结构简单。在对信号进行单极化的过程中产生的是正实数信号，因而不幼儿教育教学中玩教具的应用研究摘 要玩教具是幼儿游戏与学习的重要指导媒介，对于培养幼儿的想象能力、语言理解与表达能力、创新能力、动手操作能力和道德素养与情操有着不可忽视的作用。本研究针对幼儿教育教学中玩教具的应用操作情况进行分析，并提出建议及解决策略。本研究运用问卷调查法、文献法、自然观察法等研究方法对幼儿教育教学中玩教具应用的现状进行了调查：幼儿园教师在教学过程中对于玩教具使用的程度不够，固定在一个时间，缺
11、乏自由性，幼儿园教师教学内容与形式不符，幼儿园自制玩教具的自制主体存在问题。提出并分析了幼儿教育教学中玩教具应用中不能很好的适应的幼儿不同年龄界限及教育需要，不能很好的开发教育价值等问题；玩教具制作存在制作类型少，具有倾向性，制作主体单一，以教师为主，幼儿参与度较低，过于追求自制，忽视教育资源，过于追求完美，主题不突出等问题。最后提出加强教师从自身出发增强自己的专业知识，加深对玩教具理论的认识，明确幼儿的主体地位，适当给予引导，让幼儿主动积极的参与到玩教具制作活动中去，并让家长利用自身创造力参与到与幼儿的玩教具制作活动中，增加家庭氛围，增进亲子关系，实现家园共育的解决措施。本文的研究在理论上丰
12、富了幼儿玩教具的相关理论，在实践上为幼儿教育教学中玩教具的应用提供了参考与借鉴。关键词：幼儿；玩教具；幼儿教育目录摘要 1 1. 绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究目的及意义 1 1.2.1 研究目的 1 1.2.2 研究意义 2 1.3 国内外研究现状 2 1.3.1 国外研究现状 2 1.3.2 国内研究现状 2 1.4 研究内容 3 1.5 研究方法 3 2 相关理论概述 5 2.1 幼儿 5 2.2 玩教具 5 2.3 幼儿教育 5 3 玩教具在幼儿教育教学中应用的重要性及现状 7 3.1 玩教具在幼儿教育教学中应用的重要性 7 3.2 玩教具在幼儿教育教学应用中的现状 8
13、4 幼儿教育教学中玩教具应用存在问题及分析 10 4.1 玩教具应用中存在的问题 10 4.1.1 玩教具适用的幼儿年龄界限没有明显划分 10 4.1.2 自制玩教具制作类型少 10 4.1.3 玩教具制作主体以教师为主 11 4.1.4 过度开展自制活动 11 4.2 玩教具应用中存在问题的分析 11 5 幼儿教育教学中玩教具应用存在问题的解决策略 1 3 5.1 玩教具设计时要适应幼儿各年龄阶段 1 3 5.2 丰富自制玩教具类型 1 3 5.3 幼儿要亲自参与玩教具制作 1 3 5.4 充分利用废旧资源 1 4 结论 1 5 致谢 1 6 参考文献 1 7 附录一 1 8 附录二 2 1
14、 附录三 2 2 幼儿教育教学中玩教具的应用研究1.绪论1.1研究背景在现代，许多的许多幼儿教育学家都开始发现了玩教具在幼儿生活及游戏生活中的重要性，例如中国现代儿童教育之父陈鹤琴因地制宜、就地取材的为幼儿制作玩教具；现代学前教育的鼻祖福禄贝尔的恩物、蒙台梭利特别设计的训练教具、皮亚杰依据孩子的年龄特点提供相应的玩教具。当今社会，玩教具不仅作用于引导幼儿学习知识，更多的是在陪伴幼儿成长方面具有重要意义，玩教具在幼儿教育教学中的应用范围逐渐广泛，地位逐渐提高起来。符合幼儿年龄特点并具有可玩性和教育性的玩教具逐渐影响了幼儿的学习方式及教师的教育方式，幼儿处于人生发展的初步阶段，有较大的好奇心和求知
15、欲，但幼儿此时认知能力较弱并存在局限性，自我保护能力薄弱，需要成人的引导与保护，因此在幼儿进行玩教具操作及使用活动时，要在成人的保护及引导下进行，这样才能避免危险。玩教具的科学性和趣味性的特点提高了幼儿参与活动时的兴趣，便于幼儿的身心发展。玩教具在幼儿教育教学生活中的应用满足了现代社会的发展的需求。1.2研究目的及意义1.2.1研究目的玩教具是幼儿教育教学中必不可少的重要组成部分,涵盖健康、社会、科学、艺术、语言五大领域。各种形式玩教具的综合运用，在当今幼儿园的教学活动中是非常普遍的现象。由于幼儿心理上和生理上都还处于初步发展阶段，因此提高了教学困难程度。在这种情况下，玩教具能充分发挥其作用并
16、且提高幼儿教学的有效性，所以对玩教具安全性、实用性及科学性等性质的研究是毋庸置疑的。而幼儿园教学环境以及幼儿教师教学理念的不同，导致玩教具在实际应用中会出现不善于开发已有玩教具功能，不能在教学环节很好的体现玩教具功能，幼儿在操作环节的参与性较低等问题。通过研究，结合实际了解玩教具应用情况，分析应用中出现的问题并提出解决策略。1.2.2研究意义玩教具指的是在幼儿学习的过程中所使用的玩具和教具，在社会经济不断发展及人们生活水平与质量不断提高下，幼儿教育作为最基础的教育不断受到更加高标准高要求的重视。而玩教具在幼儿学习生活中占据重要地位，能够更好的集中幼儿注意力并吸引幼儿兴趣，并且对于激发幼儿主动积
17、极的参与学习与游戏活动等方面有着重要的影响。在玩教具的引导下幼儿在学习生活中可以充分发挥想象能力；可以提高语言表达能力；可以陶冶道德情操；可以提高动手能力。现代幼儿教育的奠基人陈鹤琴先生主张游戏式教学的教育思想逐渐渗透于当代幼儿教育教学中，玩教具越来越受到幼儿及幼儿教师的喜爱与应用。目前幼儿教育教学中玩教具的应用情况及应用效果受到越来越多参与幼儿教育得工作者们的重视及研究。1.3国内外研究现状1.3.1国外研究现状蒙台梭利（2008）蒙台梭利教育法一文中提出蒙台梭利教育法中玩教具非常丰富，但这些玩教具并非是教师用来教学的工具，而是幼儿工作的材料。幼儿通过这些工作，从自我重复操作练习中，建构完善的人格。福禄贝尔（1850）教育周刊一文中正式公布恩物体系，恩物是其在幼儿园教育实践中创制出的一套供幼儿使用的活动玩具。这套恩物的基本形状是圆球、立方体和圆柱体，并仿照大自然事物的性质、形状和法则，体现了从简单到复杂、从统一到多样的原则，供幼儿触摸、抓握，作为幼儿认识万物和理解自然的初步手段，客观上有助于扩大幼儿的知识，发展他们的创造力和想象力2。1.3.2国内研究现状乔岩（2010）浅论玩教具在幼儿教育教学中的有效实用性一文中提出幼儿的心理特点和年龄特征
