协作通信机制范文

协作通信机制范文（精选10篇）

协作通信机制 第1篇

协作通信技术是近年来国际上出现的一种新的空间分集技术, 在基础理论和工程实现两个层面向科技工作者提出了大量的挑战性研究课题。协作通信的基本思想是在无线环境中, 单天线便携式移动节点可以协调地共享其它节点的资源, 在源节点与目的节点之间构建多条通信链路, 形成一个虚拟的MIMO系统, 从而为小型移动设备的MIMO实用化提供了一条崭新的出路。协作通信技术是作为抵抗无线衰落损伤、提高通信系统可靠性和增加系统传输速率的一种有效手段。由于它在无线多跳通信网络中具有巨大应用前景, 已经引起了国内外学术界的极大关注[1,2,3,4]。

近年来, 有大量的文献关注于协作中继的研究[5,6,7,8]。文献[5]中, P.Liu等人提出适用于无线局域网的中继协作MAC机制CoopMAC。CoopMAC基本思想是当源节点和目的节点之间信道状况较差时, 如果在他们之间有信道质量更好的中继节点存在, 就选择通过中继节点进行数据包的转发来提高吞吐量, 减少传输时间。然而在CoopMAC协议中协作节点仅用于转发源节点的数据, 在一定程度上减小了系统的吞吐量。本文中, 在CoopMAC的基础上, 提出了一种新的协作MAC接入机制RTACC (Relay’s Traffic Access for Cooperative Communication) , 中继节点利用源节点建立好的协作中继信道, 等待源节点传输信息完毕以后, 发送自己本身的业务至目的节点, 通过仿真验证, 该机制可以较好地提高系统的吞吐量。

2 系统模型

RTACC系统模型如图1所示, 图示为简单的IEEE802.11b的无线局域网模型。该网络由中心网络节点AP和分布在三个数据速率区N竞争节点组成。区域Area A中的节点 (如节点n6) 到AP之间数据发送速率为11Mbit/s, 区域Area B中节点 (如节点n1) 到AP之间的数据发送速率为5.5Mbit/s, 区域Area C中节点 (如节点n2) 到AP之间的数据发送速率为2Mbit/s。在图1模型的区域Area A和Area B中的节点, 既可以作为源节点和AP直接通信, 也可以作为中继节点。而在Area C和Area D中的节点, 由于其直接发送到AP的数据速率较低, 为了提高这些节点与AP之间的通信性能, 只能作为源节点, 并且每个节点都需要一个有高数据速率的节点作为其中继节点。在下一小节中, 将详细描述Area C和Area D中的节点如何选择一个高数据速率的邻居节点作为其中继节点。在本文中, 节点使用协作通信的基本原则是该节点既可以直接与目的节点通行, 也可以使用一个支持更高数据速率的中继节点间接和目的节点通信。例如, 图1中, 节点n1可作为中继节点帮助节点n2转发数据到AP。另外, 节点n1和n2也可以直接发送数据到AP。该系统模型使用IEEE802.11的DCF模式RTS/CTS握手机制接入信道。

3 RTACC算法

在提出的RTACC算法中, 中继节点首先转发源节点的数据包, 然后再发送中继节点自己本身的数据包到目的节点。该过程为不重复RTS/CTS的握手过程。RTACC协议对现有的IEEE802.11 MAC协议做了小的变化。

3.1 中继选择标准

在该小节将详细介绍中继节点的选择标准。假设每个源节点对应一个中继节点。对于中继节点的选择标准是基于信号强度, 而不是节点间的距离。在该中继节点选择机制中, 每个节点维护一张中继表即候选中继节点的中继权重表, 其可用于发送两跳范围内的数据业务到目的节点。中继权重表中的每个节点为候选中继节点, 表中包含每个节点的MAC地址和其权重。权重定义如下:

其中, Rsd, Rsr和Rrd分别是源节点到目的节点, 源节点到中继节点和中继节点到目的节点的数据传输速率。每个节点通过监听正在进行的通信创建和更新中继节点权重表;通过解码监听到的控制数据包 (RTS, CTS和ACK) 和DATA数据包的头部, 以获取信道的预留时间以及源节点和目的节点之间的数据速率。以图1为例, 将节点n2作为源节点, 节点n1作为中继节点。

步骤1:当源节点监听到中继节点发送的RTS时, 它估计中继节点和它本身之间的数据传输速率 (Rsr) 。

步骤2:当源节点监听到目的节点回复给中继节点CTS消息时, 源节点估计目的节点和其本身之间的数据传输速率 (Rsd) 。

步骤3:当源节点收到中继节点发送给目的节点的DATA数据包时, 它将从PLCP报头中提取出中继节点和目的节点之间的数据传输速率 (Rrd) 。

步骤4:源节点根据公式 (1) 计算出权重, 当权重大于0时, 然后将节点n1作为一个候选中继节点储存在中继权重表中。

3.2 RTACC传输协议

如果源节点有业务需要发送时, 它首先监听信道。如果信道忙, 源节点一直等待到信道空闲。如果源节点监听到信道空闲, 则应查找中继节点权重表中的候选中继节点, 将权重最大的候选中继节点作为中继节点。如果中继节点成功找到, 源节点启动协作机制的握手过程。该协议的详细算法如下所示:

(1) 源节点算法

源节点向中继节点和AP广播发送CRTS。

如果源节点成功接收到RCTS和CCTS消息, 则以速率Rsr向中继节点发送本身的业务, 标记为DATA-S。

如果源节点成功收到CACK消息, 源节点声明成功发送, 然后处理队列中的下一个数据包。

如果源节点没有收到RACK, 源节点则应执行802.11协议中的随机退避过程。

如果源节点只收到CCTS但是没有收到RCTS, 那么执行以下过程:源节点以速率Rsd向AP发送DATA数据包。如果源节点收到AP节点回复的ACK, 源节点声明发送成功, 然后处理队列中的下一个数据包。

如果源节点没有收到AP回复的ACK, 则应执行802.11协议中的随机退避过程。

如果源节点既没有收到CCTS也没收到RCTS, 则源节点应定期进行随机退避过程。

(2) 中继节点算法

如果中继节点收到源节点发送的CRTS和AP回复的CCTS, 中继节点向源节点回复RCTS。

如果中继节点成功接收到源节点发送的DATA-S, 之后中继节点以速率Rrd向AP转发源节点发送的DATA-S, 转发完成之后, 中继节点发送自身的业务DATA-R。

如果中继节点没有收到DATA-S, 则应执行802.11协议中的随机退避过程。

如果中继节点收到AP回复的CACK, 然后声明其发送成功, 之后处理在队列中的下一数据包。

若中继节点没有收到CACK, 则应执行802.11协议中随机退避过程。

如果中继节点没有收到CRTS和CCTS, 中继节点回到初始状态。

使用RCTS数据包有两个原因。首先, 中继节点用RCTS告知源节点其已经准备好发送信息, 其次, 中继节点用RCTS作为一个请求回复消息告诉AP要发送它自己的业务。此外, 作为一个控制信息, 它为即将到来传输预留信道。

(3) 接入点AP算法

如果接入点AP成功接收源节点发送的CRTS, 向源节点回复CCTS, 并为接下来的业务传输预留信道以及等待接收从中继节点转发的DATA-S数据包。

如果AP成功接收中继节点发送的两个或一个数据包, 回复CACK到中继节点。

如果AP收到源节点发送的DATA数据包, 回复ACK至源节点。

如果AP没有收到RTS, 则回到初始状态。

AP回复CACK说明AP接收的是协作中继过程的业务, 回复ACK说明AP接收的是来自源节点直传的业务。

4 性能分析

4.1 非饱和网络模型分析

现有的文献中, 对协作机制的性能分析多是基于IEEE802.11的MAC机制处于饱和网络时, 作出的性能分析。由于实际的网络, 节点经常处于非饱和状态, 因此, 在非饱和网络中, 研究协作中继的性能, 是非常必要的。

本文中, 根据IEEE802.11b的协议标准, 研究非饱和网络。参考Bianchi的饱和网络模型, 如图3所示, 本文采用了一个二维马尔可夫链模型。模型中提出了两个参数 (i, k) , 分别为退避指数和退避计数器的值, 用于描述802.11网络中节点的状态。 (i, k) 描述了一个节点的状态。在退避指数i, 当计数器为0时, 节点开始尝试发送一个数据包, 当每次尝试传输时, 如果发送数据时产生碰撞, 那么结束发送信息并将退避指数值增加1, 退避阶段的取值最高可达m, 退避计数器的值k的取值在区间[0, Wi-1]中均匀选择, 其中Wi属于退避计数器值的范围。

在IEEE802.11非饱和网络中, 引入一个新的状态 (0, k) p, 表示一个节点传输完一个数据分组, 但节点的队列中没有数据分组在等待时的状态, 称作预退避阶段。根据图中二维马尔科夫模型, 可以得出变量之间的关系。用p表示一个数据包在信道上传输时发生碰撞的概率;用τ表示节点随机选择一个时隙发送数据包的概率;q表示计数器开始递减的时候至少一个数据包在等待传输的概率;用m表示最大退避指数;用P表示马尔可夫链的矩阵;b表示马尔科夫链的平稳分布。可以根据这些变量之间的关系预测p, τ和网络吞吐量。

当预退避已经完成时节点仍然处于状态 (0, 0) p, 但节点的缓存仍然为空。如果有数据分组到达, 该节点将会有三种概率形式:数据分组成功发送的概率PS;由于数据分组在信道中发生碰撞使信道忙的概率即 (1-Pidle) , MAC层开始另一个退避阶段0的概率;信道空闲的概率Pidle, 表示在某个时隙信道被检测为空闲时的概率。设b (i, k) 和b (0, k) p分别表示节点处于状态 (i, k) 和状态 (0, k) p的静态分布。

根据静态分布的归一化条件, 可以得到

由以上公式可知, 可以用b (0, 0) p表示所有状态的概率, 并且可以根据式 (4) 确定出b (0, 0) p。从状态 (0, 0) p和状态 (i, 0) 过渡到状态b (0, W0-1) p时, 有

将式 (1) 及式 (4) 代入式 (5) , 可得

概率τ是指一个节点随机选择一个时隙发送数据包的概率, 可以表示为

由公式 (1) - (9) 可知, τ可由变量p, q, Pidle, m和m′表示。

如果在每个时隙开始时, MAC协议可以检测到缓存中有一个新的数据分组, 概率Pidle表示在下一个时隙信道被检测为空闲时的概率, 那么Pidle可以表示为Pidle=1–p。

假设数据分组以泊松分布的方式到达MAC层的平均速率为λ, 则

Et为网络中所有节点发送完业务所用的总时间下一小节将对Et进行详细介绍。

在静态分布状态时, 一个节点发送一个数据分组的概率为τ, 则节点发生碰撞的概率为

因此, 公式 (8) , (9) 和 (11) 是一个非线性系统, 可以计算变量p和τ。本文中, p和τ取值范围分别为p∈ (0, 1) 和τ∈ (0, 1) 。

4.2 RTACC系统吞吐量分析

在非饱和网络中, 采用RTACC机制进行协作通信时, 假设网络中有固定的节点数。在信道上成功发送一个数据分组所用的平均时间可以分为三部分。第一部分, 信道空闲的平均时间。第二部分指的是成功发送一个数据包所花费的平均时间。第三个部分表示由于碰撞在信道上所用的平均时间。设Et为网络中所有节点发送完业务所用的总时间。

其中σ表示空闲时隙的持续时间。概率Ptr是指在一个时隙中至少有一个节点在发送数据分组的概率。

概率PS表示在至少有一个节点发送的条件下, 节点成功传输的概率。

Ts表示节点成功传输时信道被检测为忙的平均时间。

在公式 (13) 中, fA, fB, fC, fD分别表示节点的传输速率为11, 5.5, 2, 和1Mbit/s时的部分。用dA, dB, dC和dD分别表示节点的传输速率为11, 5.5, 2和1Mbit/s时的最大传输距离。

TA, TB, TC, TD分别是区域Area A, Area B, Area C, Area D中的节点成功发送数据包所用的平均时间。在IEEE802.11中, 控制帧为RTS, CTS, ACK, 设控制帧发送速率为Rbase=1Mbit/s, 用H=PHYhdr+MAChdr表示节点发送数据分组头部所用的总时间。

对于区域Area A和Area B中的节点, 由于其有较高的传输速率可以采用直接传输方式发送数据。用RA, RB分别表示区域Area A, Area B中节点的传输速率。TA, TB分别为区域Area A, Area B中节点的成功发送一个数据包所用的时间。

对于区域Area C和Area D中的节点, 由于其拥有较低的传输速率, 当这两个区域中的节点发送数据业务时, 可以采用RTACC算法, 利用区域Area A或者Area B中的节点作为中继节点协作传输业务。用TC, TD分别表示区域Area C, Area D中节点的成功发送一个数据包所用的时间, 结合图1和图2, 可以得到

在公式 (17) (18) 中, LS, LR分别表示源节点的数据分组长度和中继节点数据分组长度。

Tco表示由于碰撞而导致信道忙所用的时间。λ

因此, 系统吞吐量S表达式为

其中, PsPtr (8L) 是在一个时隙上的平均有效载荷, L指的是一个数据分组的长度, 以字节为单位。

5 仿真分析

在本小节, 将对RTACC算法作相应的仿真分析。并将RTACC算法和CoopMAC算法进行比较。网络模型如图1所示, 区域Area A, Area B, Area C, Area D的通信范围分别为75m, 150m, 200m, 250m。分布在网络中每个节点的业务流和数据分组达到节点的MAC层的方式遵循泊松分布规则。仿真参数的设置参考802.11b的相关参数设置, 如表1所示。其中, 本文中假设每个节点的业务流的数据分组的长度是相同的, 即L=LS=LR。

图4所示为碰撞概率与数据分组到达率的关系, 图4的 (a) , (b) 是网络中节点数变化时, 碰撞概率和数据分组到达率关系的变化。通过 (a) , (b) 两个子图可以看到, 随着网络负载的增加, 节点的碰撞概率增大, 这是因为随着负载的增加, 节点的发送概率也会随之增加, 从而导致了碰撞概率的增加;由 (a) , (b) 两个子图比较可知, 网络中节点数增加, 导致节点的碰撞概率增加, 验证了无线网络的特性。

图5所示为吞吐量与数据分组到达率之间的关系。图5的 (a) , (b) 是网络中节点数变化时, 数据分组到达率分别吞吐量变化的关系。从这两个子图的一致性规律可以看出, 在非饱和网络中, 即网络中的节点还没有达到饱和状态时, RTACC协作机制也要好于CoopMAC协作机制, 验证了RTACC算法提出的合理性。从这两个子图纵向比较可以知道, 随着节点数的增加, 网络达到饱和时, 所需要的数据分组到达率越小。

6 结束语

本文是在CoopMAC的基础上, 提出了一种新的MAC机制RTACC。该机制中, 中继节点利用已经建立好的协作链路, 待转发完成源节点的业务后, 在SIFS时间间隔以后发送本身的业务到目的节点, 从而提高网络的吞吐量。通过性能分析和仿真验证了本文中提出的机制性能优于CoopMAC协作机制, 有效的提高了网络的吞吐量。

参考文献

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协作通信机制 第2篇

王昀认为，从统一通信讲到协同通信，今天我们进入到Engagement时代，Engagement最好的中文解释也许是“参与”。“随着互联网和通信技术的发展，沟通在企业内部、企业和客户之间、企业和供应商之间、企业和合作伙伴之间扮演着越来越重要的角色。同时，由于技术的发展和变化，沟通方式、沟通内容、沟通结构方面跟以前相比都有很大变化。所以，从沟通层面来说，Avaya认为协同通信已经发展到了Engagement阶段。”

Avaya大中华区副总裁熊谢刚通过举例进一步解释了Engagement的意义。前段时间，青岛啤酒通过互联网在全球对外征集设计一款全新的啤酒，通过线上线下的活动，最终吸引了200多万人参与这个活动。这就是一种Engagement，即随着互联网的发展，企业希望它的客户、潜在客户甚至更多的人能够参与到企业产品的制造、设计以及内部运营中。

熊谢刚认为，今天通过互联网，特别是移动互联网，使企业跟客户之间的沟通方式变得多样化，而这种多样化的方式带来的好处是拉近了企业跟客户的距离，让客户参与到企业内部的运营中。“以往的通信和沟通不力往往给员工和客户带来很多烦恼，因此，创建深度互动型企业成为21世纪企业的重要挑战。企业需要用技术和服务帮助员工与员工、员工与客户进行便捷、高效的交流。”

熊谢刚介绍说，为此，Avaya推出了Engagement解决方案，帮助企业实施更加互动式的战略。Avaya同时还推出了全媒体智能交互平台（OneCC），将社交媒体与传统呼叫中心进行融合，形成统一化的解决方案。熊谢刚认为，Avaya OneCC最为突出的地方在于，它不仅仅实现企业与客户的全媒体互动，还增强了企业与客户的沟通粘合度与亲密感。此外，它为企业的数据利用与营销推广也起到了帮助的作用。即将企业客服从传统语音服务转型为全媒体智能交互服务。

深圳航空公司率先采用了OneCC，深圳航空公司客户中心副经理张海燕说：“通过使用OneCC，真正解决了我们对于渠道的多元化和统一性、移动性以及数据利用能力上的需求。此外，由于统一的路由，统一的排队功能，还帮助我们实现了语音和其他多媒体之间在排队处理上的灵活性、精确化和高效率。而它在新媒体营销方面的出色表现，也让我们十分的惊喜。”

深圳航空公司客户中心副经理张海燕说：“通过使用OneCC，真正解决了我们对于渠道的多元化和统一性、移动性以及数据利用能力上的需求。”

多小区协作通信研究综述 第3篇

MCP意味着基站端的控制信号和用户数据可以通过高速数据链路在基站之间进行通信, 因此, CCI的缓解操作可以移到基站端进行处理, 从而达到不增加用户终端的复杂度。然而, 基站之间的控制信号包括各个基站本地信道状态信息等, 从而增加了整个系统的代价, MCP的代价是增加了基站间的高速数据链路和基站端的数据处理的复杂度。

由于MCP蜂窝系统增加了基站间的高速数据链路和基站端的数据处理的复杂度, 这就使得配置MCP的关键在于MCP的拓扑结构和基站之间的链路容量。早期的很多文献对MCP性能的分析都是基于这样的假设, 假设MCP具有全局的拓扑结构和理想的基站之间的链路容量和一个中央处理器 (Remote Central Processor, RCP) 负责所有用户的数据预处理和联合解码[4,11,12,13,14,16]。然而, 所有的这些假设在一个小框架结构网络内是合理的, 但是, 如果在一个大框架结构网络内 (比如, 整个城市的3G蜂窝网络) 就变得不可实现了, 因此需要一些其他方法来缓解这种假设的需求。因此, 在最近的文献中, 主要考虑以下三种更接近实际情况的假设: (1) 局部互联 (Local Connectivity) :只有比邻的蜂窝基站通过理想的数据链路连接[17,23]; (2) 有限连接到中央处理器 (Restricted Connectivity to a RCP) :只有一部分基站通过理想的数据链路连接到中央处理器[24]; (3) 全局的有限容量链路和中央处理器连接 (Global but Finite-capacity Connectivity to a RCP) :所有的基站都通过有限容量链路和中央处理器连接[25,30];或者A、B、C的组合。其他方法就是通过分布式功率分配和调度策略, 在不同的蜂窝间进行有限的协作处理[31]。

本文对MCP的提出及研究进展情况进行综述。

一、系统模型

多小区协作通信系统模型, 最早最简单的是1994年Aaron D.Wyner在文献[11]中用到的模型, 后来也称为Wyner模型, Wyner模型中又分为线性蜂窝系统模型 (Linear Cellular Array System Model) 和六边形蜂窝系统模型 (Hexagonal Cellular Array System Model) 。在这两个模型中, 本文都是基于上行链路来考虑, 但是, 可以直接根据上下行互易性原理推导得到下行链路的相关结果。下面就模型的研究发展情况进行概述。

(一) 线性系统模型

首先介绍Wyner线性系统模型, 如图1所示,

该模型考虑的是一个蜂窝系统中有无限个蜂窝基站, 每个蜂窝基站用n来表-∞示<, n<∞, 该模型中只考虑蜂窝基站接收到的自身用户的有用信号, 和来自左右两边邻居的基站用户的干扰信号, 因此在一个给定的时刻, 对于序数为n的基站接收的数据可以表示为公式 (1) 所示。

其中表示来自对于序数为n的基站的第k个传输用户信号, 表示邻近基站的干扰因子, Zn为高斯白噪声, 均值和方差分别为噪声是相互独立的。为简单起见, 一般考虑在基站内用户是正交信道 (比如TDMA系统) , 因此在某一时间内, 一个基站只服务于一个用户, 所以K=1, 信道为高斯干扰信道, 在没有考虑信道衰落的情况下, 所有的蜂窝基站信号最后传输到中央处理器 (RCP) 进行联合解调解码。更为简单的线性系统模型为:每个基站接收到的信号为本身服务用户的有用信号和来自某一边 (比如左边) 基站服务用户的干扰信号和白噪声的叠加, 这主要是基于软切换系统来考虑。基站之间用容量为C的链路连接起来 (Local and Finite-Capacity Backhaul Links) , 如图2所示[32]。

(二) 六边形系统模型

在六边形系统模型中, 也是介绍Wyner六边形模型[11], 见图3所示。该模型同样假设每个基站有K个用户, 在某个给定的蜂窝基站中接收到的信号是本身基站用户信号的总和加上来自6个邻近基站总用户的信号总和与白噪声。因此, 在某个时刻, 可以用Y0表示基站序号为0的基站接收到的信号的总和, 用公式 (2) 表示。

为简单起见, 一般考虑在基站内用户是正交信道 (比如TDMA系统) , 因此在某一时间内, 一个基站只服务于一个用户, 所以, 信道为高斯干扰信道, 在没有考虑信道衰落的情况下, 每个蜂窝基站接收到数据后, 通过理想的数据链路传输到中央处理器 (RCP) 进行联合解调解码。

二、容量分析

本节中的容量分析, 是基于平均每个小区容量最大化为目的进行的。下面分别就文献中已经推导得出的相关模型容量与传统蜂窝系统容量的比较结论进行分析。

(一) 无限容量链路的系统容量分析

无限容量链路系统是指每个小区基站连接到RCP的数据链路的容量是无限大的。文献[11]最早提出了线性系统模型和六边形系统模型在无衰落情况下的高斯信道容量公式;文献[16]分析了Wyner模型在有衰落情况下上行信道的容量与传统蜂窝系统容量的比较结论, 如图4所示。文献[9给出了只有两源两宿互干扰情况下单小区处理和两小区联合处理的特殊情况下的容量比较, 如图5所示。从图4和图5可以看出, 多小区协作通信的小区容量要比互干扰情况下提高300%左右。

(二) 有限容量链路的系统容量分析

由于在全局协作通信中, 无限容量链路连接到RCP比较难以实现, 又出现了基站之间通过有限容量链路连接[39]和每个基站都通过有限容量链路连接到RCP[28]的情况下的容量分析。在上行链路中, 在有限容量链路连接的情况下, 每个基站都必须根据链路容量的大小, 先执行部分解码处理后, 把剩下的部分信息通过数据链路传输到对应的基站或者RCP进行解码。主要是考虑链路容量对整个协作系统容量的影响, 具体细节比较复杂, 详细情况可参考文献[28][39]。

三、资源分配方法

无线通信中, 资源分配的目的大概可以分为两类:最大化服务用户数量和最大化系统容量[33];资源分配的宏观方法也有两种:集中式控制方法和分布式处理方法。最大化服务用户数量是指在满足每个服务用户的QoS (Quality of Service) 的同时, 最大化服务用户数量;最大化系统容量则是指不管服务用户的数量, 只要求整个系统的总的容量最大化即可。一般情况下, 最大化服务用户数量的总的容量小于等于最大化系统容量的总的容量。在多小区协作通信网络中, 如果进行全局协作通信, 给每个用户分配最大的功率, 就会获得最大的系统容量。但是, 由于全局协作需要处理的数据量巨大, 局限条件太多, 现实中不太可能实现。然而, 不管是静态的或者是动态的协作模式, 都只能是蜂窝网络部分基站单元进行协作通信, 因此, 整个网络就变为一个干扰受限 (Interference-Limited) 的多小区协作系统。所以, 在这样的一个网络中, 就存在资源分配问题。

下面介绍一种在文献中出现的比较新颖的资源分配方法, 它是分布式的基于博弈论的资源分配方式, 用户之间预先没有先验知识进行合作 (The Game is Non-Cooperative) 。

博弈论 (Game Theory) , 有时也称为对策论, 或者赛局理论, 是应用数学的一个分支, 目前在生物学、经济学、国际关系、计算机科学、政治学、军事战略和其他很多学科都有广泛的应用。主要研究公式化了的激励结构 (游戏或者博弈 (Game) 间的相互作用) , 是研究具有斗争或竞争性质现象的数学理论和方法, 也是运筹学的一个重要学科[35]。近几年来, 博弈论已经应用于解决通信中的部分问题[34]。在文献[33]中提出的基于博弈论的资源分配方法是基于最大化用户效用函数 (比如用户传输速率, 或者Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR) , 用公式表示如下:。其中fn为每个用户的效用函数, 为用户的传输功率, p-n为不同于用户n的其他用户的传输功率矢量, 每个用户在增大功率的同时, 也会给相应的用户增大干扰, 从而导致相互干扰加大, SINR不变或者降低, 所以可以采用博弈论找到一个最佳的功率分配点。

还有其他分布式资源分配方法, 比如基于极值理论的比例缩放法 (Some capacity scaling laws via extreme value theory) [36,37], 基于迭代二进制资源分配方法 (Iterative Power Allocation) [33]等, 还有文献是基于OFDMA系统多小区协作通信的资源分配方法[38]。

四、协作模式的进化

(一) 静态协作模式

静态协作模式, 是最简单的一种协作方式, 一般是由邻近基站静态的链接在一起组成一个集合进行协作通信。不管是: (A) 局部互联, (B) 有限连接到中央处理器, 还是 (C) 全局的有限容量链路和中央处理器连接, 或者是A, B, C之间的相互组合等, 集合一经设定, 在整个协作工作过程中就不再变化, 各个协作基站间形成一个静态的集合或者串进行协作预编码和联合解码所有这个集合里面的用户。由于全局协作 (所有基站协作) 是不可能的, 虽然全局协作的性能是最优的。所以, 静态协作, 一般是有限数目 (基站协作数目在实际可承受范围内) 的基站静态链接在一起进行协作通信, 好处是整个系统的开销在可承受范围之内;但是, 协作集合 (或者串) 和集合之间亦然存在CCI, 特别是集合边缘用户性能较差[40]。

(二) 动态协作模式

动态协作模式[40]是处于静态协作模式与全局协作模式之间的一个协作方式。由于无线通信中存在大尺度和小尺度衰落, 这就使得并不一定是相邻基站的用户就存在最大的CCI, 也有可能是隔个基站的用户存在最大CCI, 这就使得动态协作模式成为可能。动态协作模式是各个协作基站根据协作过程中各个基站本地信道状态信息动态组合成协作集合, 目的是最大化各个用户的性能, 改善静态协作模式中存在的边缘用户性能较差的缺点。信号处理的复杂介于全局协作与静态协作之间, 同时整个协作系统的总开销又在可承受的范围之内, 动态协作模式的整体系统性能处于全局协作模式和静态协作模式之间。

(三) 分布式处理动态协作模式

由于全局协作模式、静态协作模式和动态协作模式都必须改变现有的蜂窝拓扑结构, 引入了一个RCP, 各个基站必须用数据链路和RCP进行连接, 它们之间传输的数据量和RCP要处理的数据量都很大, 从而导致整个系统的花费增加。分布式处理动态协作模式[40,41], 是一种更加切合实际的协作方式, 它去除了全局协作、静态协作和动态协作处理集合中需要的RCP, 而只是各个基站根据各自的本地信道状态信息动态交换数据信息, 用户信号的预处理和解码处理操作分散到各个基站之间进行处理, 从而达到向下兼容, 在不明显增加整个系统花费的情况下, 达到更佳的性能。当然, 客观世界本身就是一个矛盾的整体, 分布式处理动态协作模式处理模式的整体性能要亚于静态协作模式, 但是, 系统的设计要本着以最小的开销去获取更好的性能。所以, 笔者认为, 分布式动态协作模式是最有可能先在现实系统中实现的协作模式。

五、结语

构建“三位一体”教育协作机制 第4篇

近年来，武汉市东西湖区嘉禾园小学以“扬长教育”为办学理念，着力推进教学生态变革，尊重每一名教师和学生追求发展的权利，形成了特色鲜明、成效突出的教育协作机制，演绎出一个个生动的教育实践故事，办学水平和办学质量得到较大提升，实现了学校的内涵式、跨越式发展。

追寻真谛，确立“扬长教育”办学理念

嘉禾园小学在长期的教学实践中，根据学校特点、办学条件和思路，逐步提炼出“扬长避短、以长补短，以长促长、以长促全”的“扬长教育”办学理念。

学校“扬长教育”理念的思想源泉，可以追溯至中国古代乃至世界上较早的一篇专门论述教育和教学问题的论著——《礼记·学记》，书中说：“教也者，长善而救其失者也。”意思是说，教育的真正目的在于发展学生的优点，弥补学生学习和成长过程中的不足。嘉禾园小学以此为思想源泉，以培养“具有健康的体魄、健全的人格、扎实的基础、突出的特长，使每个学生在扬长中走向成功”为目标，展开生动的教育实践，进行了诸多有益的探索。

扬师之长，让每位老师做最好的引领者。在办学过程中，广大教师成长为“扬长教育”的贯彻者、探索者和内涵的丰富者，催生出大量生动的教育实践案例和突出典型。比如，六（1）班班主任田喜莲老师既是学生心目中的好朋友，也是获得广大家长认可和赞誉的好老师。她的主要经验在于：一是建立“家长委员会”，让家长参与到学校教育中，发挥家长的督促、检查作用，形成了有效的家校沟通机制；二是创造性地开展各类教育活动，通过学生成长过程中的一个个小故事，打造成长共同体和教育能量场，赢得了家长和学生的青睐。

扬家之长，让每位家长做最好的力行者。在近年的教育实践中，嘉禾园小学通过学校倡导、班主任引导，形成了校班两级“家长委员会”，为家长参与学校教育、深入教育现场、形成示范效应搭建了平台。在嘉禾园小学的教育实践中，涌现了一些家长典型。例如六（1）班“家委会”的八人小组，从二年级开始参与该班的管理，协助班主任组织各类活动。目前，他们已经能准确叫出全班50多名学生的姓名；他们还跟班主任一起参与家访活动，与班级其他学生的家长分享自己的教育经验和心得。从二年级开始，该班还形成了晨跑制度，五年来风雨无阻，家长们每天早上七点轮流带领全班学生晨跑，在树立良好榜样的同时，也加深了家长之间、家长与班主任和科任教师之间、家长与学生之间，以及学生与学生之间的感情和理解。

扬生之长，让每个学生做最好的学习者。“扬长教育”的最终落脚点是学生，充分尊重学生的兴趣和特长是嘉禾园小学办学理念的题中之意，也是教育本身的内在要求。例如三（2）班的赵同学，在二年级转入该班时，成绩不理想，性格也孤僻，常与班上同学发生冲突。后来，班主任发现赵同学爱好体育运动。于是，任命个头高大的赵同学为班级体育委员，一年下来，赵同学成了班上的运动健将，在同学中颇受欢迎，学习态度发生较大转变。这样的例子在嘉禾园小学不胜枚举。

“学校—家庭—社区”三位一体优势互补

苏霍姆林斯基说，“没有家庭教育的学校教育和没有学校教育的家庭教育都不可能完成培养人这样一个极其细微的任务”。近年来，嘉禾园小学积极联系家长、社区，逐步建立起了一个协作密切、配合良好、沟通顺畅的三位一体的教育协作机制。

萌生“家长委员会”班级管理模式。作为一种家校合作形式，嘉禾园小学以班级为主体的“家长委员会”在以下三个方面取得了较大进展。一是实现了对家长的全覆盖。借助家委会这一平台，学校建立了一套行之有效的管理制度，比如挑选八名常任委员，轮流负责班上各类活动和日常事务。二是开展了丰富多彩的亲子活动。在家长们的积极参与下，班上开展了形式多样、内容丰富的亲子活动，如班级读书比赛、综合知识大赛、安全知识大赛、户外生存体验、社区关爱活动等。三是形成了家庭教育经验分享机制。班主任带着八位家委会“常委”一起开展家访活动，分享教育经验，互谈心得体会。这些活动的开展，增强了家长与班主任和科任教师之间的沟通，帮助他们更好发掘学生的优点。

构建“互联网+”线上及时沟通渠道。嘉禾园小学借助互联网平台，形成了线上线下相结合的交流模式。教师定期把班级日常活动和学生们的优秀事迹制成电子相册，通过微信群、QQ群展示给家长，帮助家长了解学生成长的点点滴滴。二（3）班的潘老师还在家长群基础上创建了孩子们自己的读书乐园群。

建立“学校—家庭—社区”教育协作机制。在“家长委员会”的基础上，嘉禾园小学不断打破地域限制，逐渐形成“学校—家庭—社区”三位一体的教育协作机制，形成“推开围墙”的办学格局，让课堂向社会延伸，把家庭和社区嵌入到学校教育的各个环节，极大地推动了学校教育的生态变革。社区成了学校教育的支持平台，学校成了社区文化的展示窗口，家庭和学生成了支持者和受益者。例如，通过组织孩子们义卖报纸，用赚来的钱给社区养老院购买礼物。这种活动有助于孩子们培养综合能力，塑造善良品性。在社区成立图书室，家长们自愿出资购置图书，给孩子们搭建全方位、立体化的阅读空间。

同心协力，为学生打造幸福“嘉园”

责任共担，把校门建成安全出入的绿色通道。校门口历来是各学校最难治理的地方，小摊贩林立、发单人员聚集、上下学私家车拥堵成为很多学校最大的安全隐患。嘉禾园小学为有效消除这一隐患，积极与社区、家长协商，最终，社区免费让出一块空地，供家长接送孩子，并安装了部分固定座椅。为防止拥堵，学校实行分流离校的管理模式，从侧门和正门两个方向疏散学生，有效预防了上下学高峰期的拥堵和安全事故的发生。社区不断改善校门口的环境，有效排除了一些潜在的危险，使校门口真正成为了安全的绿色通道。

老少同乐，让天伦之乐洒满嘉禾社区和校园。社区与学校优势互补，节目共享，实现老少同乐的双赢局面。校园艺术团、腰鼓队、太极队让老人们体验到含饴弄孙之乐；社区老人的秧歌舞、扇子舞也深深吸引着学生。学生的兴趣和老年人的快乐，共同谱写了嘉禾园社区最美的乐章。社区资源入校，丰富了教育资源，提升了教育品质，增强了学校吸引力。让学校成为一所学生喜欢、家长赞誉、教师爱岗的教育乐园，是嘉禾园小学的办学追求。

三镇同游，借社会之力保障学生实践与发展。为开阔学生视野，嘉禾园小学定期开展形式丰富的社会实践活动，诸如带领孩子们参观博物馆和历史文化建筑，了解武汉的历史和现状，了解身边的点滴变化。开拓学生视野，培养社会实践能力，是当下教育的题中之意，也是学校“双创”的重要组成部分。在学校开展的各项社会实践活动中，家长、教师、学校相互配合、紧密沟通，为孩子们的健康成长保驾护航。

（作者单位：武汉市东西湖区嘉禾园小学）

协作通信中的中继技术研究 第5篇

关键词：协作通信,中继节点选择,中继功率分配

1 协作通信的引入

无线信号通过无线信道进行传输, 而无线信道环境是复杂多变的, 信号在经信道传输过程中会遭受各种有害因素 (如衰落、路径损耗等) 的影响, 从而造成通信质量的降低和信道容量的减小。无线信道具有天然的广播特性, 即使是方向性的传输也仅仅只是将接收者限制在某一小区域内, 其实质仍是一定程度的广播。这意味着多个节点或用户能够“听”到和接收到某个源节点传输的信息, 在需要的情况下可以帮助其进行信息的中继传输。在深度衰落的影响下, 当源节点到目的节点的直接链路无法建立时, 即使采用类似ARQ这样的重传协议也不会产生明显的效果。如果一个第三方节点接收到这个源节点发送的信息, 并能够通过一条独立于源节点到目的节点的链路进行辅助传输, 这样传输成功的概率将会更大, 系统整体的性能可以获得提升。

“协作通信”作为利用协同通信机制的一种新型技术, 能够创新地利用空间资源。在协作通信系统中, 各个节点在通信的过程之中通过协作机制共享相互的软硬件资源以提高对于无线频谱资源的利用效率。

2 协作中继节点选择

自从协作通信技术提出以来, 许多学者都一直认为中继节点的选择是协作通信技术的核心技术, 它不仅要选择“优良”的中继节点, 而且还要考虑到网络的平衡性, 以及电信收费业务等等一系列问题。目前, 中继选择方案的确定必须考虑两个问题:怎样去分配节点区协作别的节点以及对整个协作系统的性能的影响;协作节点的数目对协作增益带来提高的幅度?相对于分布式空时编码技术, 采用协同中继节点选择算法更能有效降低协同中继节点和目标及节点的复杂度和成本。

近年来出现了很多关于中继节点选择方案, 主要有基于距离 (考虑路径损失) 、有确定协作中继的网络方案 (固定3点协作系统) 、有确定优先级列表中继选择方案 (FPLRS) 、机会中继选择 (ORS) 和增加传输中继选择 (ITRS) 等等。其中, 增加传输中继选择 (ITRS) 是中继选择方案中应用较为广泛的。

在ITRS中, 节点利用反馈信息不仅选择最佳中继, 如果目的端能够译码正确, 也可选择不需要中继协作重传。本方案中目的端应用混合ARQ技术, 对于中继选择需要有限的反馈握手交互。在这个中继选择方案中, 有限反馈主要有两个用处:选择最佳中继, 提高分集增益;应用ARQ决定是否重传, 提高频谱效率。

3 中继功率分配

由于提供给系统的功率资源是有限的, 所以, 针对不同目标的功率优化问题一直以来都是无线通信领域的研究热点。功率控制问题首先出现在并行独立子信道系统容量的求解问题中, 有注水算法, 该算法可以用于计算MIMO系统及OFDM系统的信道容量等。功率分配作为中继协作通信中的一项关键技术成为各国学者研究的重点, 在传统CDMA系统中, 进行功率控制为了克服远近效应的影响, 而协作通信中的功率分配是针对不同的系统模型, 依据某些评判准则, 考虑在不同的约束条件下将有限的功率在各通信链路上进行合理分配, 能够更高效地利用功率资源, 进一步提高中继系统的性能。

4 基于中继节点选择和功率分配的联合优化

为了优化协作通信系统的性能提出了一种基于信道容量增益的中继节点选取策略, 并在此基础上提出了源节点和中继节点最优功率分配算法, 通过采用凸优化的算法, 功率在源节点和中继节点间得到了合理的分配。分析表明, 所提算法能以较低的复杂度显著提高系统性能和功率效率, 因而可以有效地用于基于中继传输的协作通信中。

在中继节点选择中, 设候选中继集合为L, 并且K (L) =M, 对所有i∈L的中继节点按ζrd的大小进行降序排列。在单个中继节点的协作通信中, 选取信道增益最大的中继节点, 用公式描述为Rs=argmax (ζrd) 。

根据上述算法, 考虑多个中继节点协作通信的情况, 中继节点选择过程如下。

步骤1:初始化信道容量为L=ln (ζrd) , 转发中继集合S=Φ。

步骤2:根据式Rs=argmax (ζrd) 选择最佳的中继节点。

步骤3:计算K (S) 的值, 如果大于或等于T (T为搜索门限) 则结束, 否则根据RU{Rs}, 计算此时信道容量的值, 并与根据S计算得到的值相比较, 如果增益大于预先设定的门限值, 则将Rs加入S, 并从L中剔除r。并返回步骤2;如果信道容量增益小于门限值, 则结束。

这种算法可以直观地描述为, 当增加1个中继节点对系统性能的提升不大时, 则不采用该中继节点转发数据。在该算法中, 信道容量增益门限值是一个重要的参数, 如果设置太大, 则选取的中继节点太少, 不能获得较大的分集增益;如果该值太小, 则选取的中继节点较多, 并且加大了系统实现复杂度, 不利于同步的实现。

信道容量不仅与中继节点的数量和发射功率有关, 还取决于各条路径的信道增益, 在给定中继节点数量的基础上, 功率分配的目标是在源节点和多个中继节点之间合理地分配发射功率, 使信道容量的值最大。

参考文献

[1]龚渝钧, 朱宇.最小功耗的中继选择与功率分配的联合优化[J].信息与电子工程.2012, 10 (1) .[1]龚渝钧, 朱宇.最小功耗的中继选择与功率分配的联合优化[J].信息与电子工程.2012, 10 (1) .

[2]唐舟进.协作通信中的中继技术研究[D].长沙理工大学.2011 (5) .[2]唐舟进.协作通信中的中继技术研究[D].长沙理工大学.2011 (5) .

协作通信机制 第6篇

关键词：无线通信,能效优化,协作中继,协作效率,中继选择算法

目前,通信领域的能耗问题已经引起世界范围内的广泛关注[1],为了提高无线通信系统的能效,蜂窝网中合理的小区结构模型能使之对能效的优化趋近于理想化。文献[2]中详细阐述了一种小区模型的设计方案,但该方案只是提出了中继和基站的位置关系,并没有说明中继的覆盖范围是如何选取的。文献[3]中基于频谱资源的分配小区干扰,提出了一种小区的结构模型,但该模型并不是出于对能效的优化来考虑的。文献[4]在满足通信质量的前提下,部署最少的中继节点,从而提出了一种中继和基站的确立方案,但文章研究的是无线认知网络,和蜂窝网的应用有较大的不同。

由跨小区通信过程中传输路径的多样性引出了多跳协作中继的选择算法的研究,其中中继按不同的划分方法可以分为多种不同的类型[5],由于中继的类型不同,其选择算法也是多种多样的。文献[6]中提出了3种中继选择算法,基于距离的选择算法,利用源节点和目的节点之间的距离与信号功率的关系,从而将小区划分成多个不同的区域,每个区域都固定与特定的基站或中继节点进行通信;基于路径衰耗的中继选择算法,这种算法从遮蔽的效果考虑,在小区内的用户设备所选择的基站或中继节点不再是固定不变的,而是随通信环境(路径衰耗的大小)的变化而变化;基于SINR的中继选择算法,这种算法的效果较好,既考虑到了信号在传输过程中的衰减因素,同时也考虑到了噪声和干扰的影响。

本文从组网结构入手,利用通信终端的空间随机分布特性[7],引入通信终端作为基站休眠情况下的协作中继节点,提出协作效率的迭代中继选择算法。该算法能够在保证系统中任意两个终端之间的网络连通性、网络的传输容量及网络可靠性的前提下,减少中继的能源消耗,达到能效优化的目的。

1系统结构模型

若小区I内基站A是处于休眠状态的,则小区I内用户UE1和小区II内用户UE2之间通信,可简化为以源节点S、小区I内中继ri、小区II内中继rj(其中i,j为任意的正整数)、 目的节点D的通信问题,构建一个如图1所示多跳多中继的结构模型[8]。

将小区I内可以为源节点充当中继的中继节点ri,以及小区II内可以为目的节点充当中继的中继节点rj看作是一个集合,称之为节点簇[9]。传输路径需要借助中继节点进行协作通信,并且有多个节点可以充当中继,引出中继的选择问题。从源节点S到目的节点D有多条传输路径,涉及到多跳协作中继选择算法的研究,如图2所示。

2跨小区多跳的中继选择算法

4节点系统模型中,第1时隙,源节点S到小区I内的中继ri的信道增益是h1;第2时隙,小区I内的中继ri到小区II内的中继节点rj的信道增益为h2;在第3时隙中,小区II内的中继节点rj到目的节点D信道增益为h3。设源节点S在第一时隙的发射功率是PS,发送的信号是单位能量信号xS, 则第1时隙小区I内中继ri接收到信号为[10]

式中:n是功率为N0的高斯白噪声。

将yi进行归一化,可以得到

第2时隙,小区I内所有被选择的中继ri会处于激活状态,并向小区II内中继rj转发第1时隙接收到的信号,则此时小区II内中继rj接收信号表示为

式中:Pri表示中继ri的发射功率;L表示小区I内可供选择的中继个数。如果小区I内中继ri是处于激活的状态,那么式(3)中ai= 1,反之ai= 0 。

第3时隙,小区II内所有被选择的中继rj处于激活状态, 并向目的节点D转发第2时隙接收到的信号,目的节点D接收信号表示为

式中:Prj表示中继rj的发射功率;M表示小区II内可供选择的中继个数。同理,如果小区II内中继rj是处于激活状态, 则式(3)中bj= 1,否则bj= 0 。

则目的节点D的信噪比为

小区I、II内各激活中继在转发信号时使用相同的频带宽度B,则由式(4)、式(5)可以得出由源节点S到目的节点D的信道容量[11]

本文基于信噪比最大的多跳多中继节点的数量和路径选择,对第1时隙、第2时隙、第3时隙的发射功率设定约束条件。设小区I内的中继ri接收来自源节点S的预设干扰门限、 小区I内的中继节点rj接收来自上一跳的预设干扰门限以及目的节点接收来自上一跳的预设干扰门限都相同,且均为Ith。在第1,2,3时隙各发射功率PS,Pri,Prj必须要满足的约束条件可以表示为:

基于最大化信噪比多中继选择问题可以将上述约束条件简化为

式中:PSmax,Primax,Prjmax分别表示源节点、小区I内中继ri、 小区II内中继rj的功率上限。

由式(5)可知,γd是关于PS的增函数[12],源节点S的最优功率为

为保证目的节点的通信质量,在分配功率时,各中继对目的节点的总干扰不能超过Ith。本文中采用的简单功率控制策略为

式(9)中,Nact1表示小区I内中继被激活的数目,即存在关系

由式(5)、式(6)知,目的节点D的信道容量是由其信噪比 γd决定的,式(7)是基于最大化信噪比多中继选择问题的约束条件,而 γd的形式过于复杂,为了问题的分析,定义参数

从式(11)可以看出,当源节点的选择发射功率为PS*时, 参数 α 的取值与信道增益h1,h2,h3的取值有关。将式 (11)代入到式(5)中可以简化目的节点的信噪比

由式(12)可以看出,当PS,h1,h2和h3的取值一定时, 参数 α 可以看作是常数。当选择不同的中继时,ai和bj取0或1,对应的Pri和Prj有不同的取值,所以可以将 γD看作是Pri和Prj的二元函数。因此式(7)基于最大化信噪比多中继选择问题的约束条件可以简化为

如果小区I内中继ri、小区II内中继rj被激活,对 γD分别求Pri和Prj的一阶偏导数

同理,可以得出 γD对Prj的一阶偏导数

从式(9)、式(10)的功率控制策略可知,若删除那些处于激活状态但不满足的中继,可以提高目的节点的信噪比。采用逐次迭代的中继删除方案,通过每次迭代不断地删除中值最小的已选中继,逐步地优化目的节点信噪比 γD,从而提高中继选择的有效性和准确性。于是定义协作效率的概念。

小区I内中继的协作效率定义为

小区II内中继的协作效率定义为

从上文的分析可知,目的节点接收到的信号由各中继转发信号合成,目的节点的信噪比受各中继转发信号大小的影响。当某一传输路径的 βi和 βj值较大时,增大中继ri和rj的发射功率,即增大Pri和Prj来提高目的节点信噪比。反之,当某一传输路径的信号 βi和 βj值较小时,则说明这一传输路径的信号失真严重且幅度较大,会降低合并后信号的质量,此时应通过减小Pri和Prj来提高合并后的信号质量。

综上所述,本文提出的迭代中继选择方案可以表述为: 1)正常通信时,所有中继处于激活状态,ai= 1 ,bj= 1 。2)若存在休眠基站,则进行跨小区通信,根据式(16)和(17)选择协作中继,删除不符合要求的中继,并观察目的节点信噪比 γD的变化情况,若 γD增大则重复这一步,若减小则进入下一步。3)若目的节点信噪比 γD满足通信需求,则输出中继选择结果,完成跨小区多跳中继协作通信。

3算法仿真及性能分析

为了验证跨小区多跳协作中继的选择算法的正确性与有效性,结合实际需求,对源节点的功率、两个小区内中继的功率以及目的节点的功率进行仿真。源节点的最优发射功率Ps*和目的节点信噪比 γD的关系,现将相关的参数设置如下:设R=900 m,B=1 MHz,PSmax=13 d B,N0=-100 d BW/Hz, Primax=10 d BW,Prjmax=10 d BW。源节点S到小区I内的中继ri的信道增益是h1=k d1-2。同理h2= k d2-2,h3= k d3-2,其中,k取值为1,d1,d2,d3分别表示源节点S到小区I内的中继ri的距离、小区I内的中继ri到小区II内的中继rj的距离、小区II内的中继rj到目的节点的距离,设d1,d2,d3的取值相等。目的节点信噪比 γD的大小不仅仅与源节点的最优发射功率PS*有关,还与参与协作的中继数量有关,为说明源节点的最优发射功率PS*和目的节点信噪比 γD的关系,其对应的仿真如图3所示。

从图3中可以看出,当两小区内参与协和的中继数目均为1时,即L=M=1,源节点最优发射功率从0不断增大到20 d BW的过程中,目的节点的信噪比变化不大,趋近于0。所以当两个小区内各自只有一个中继参与协作时,想要改变目的节点的信噪比而一味增加源节点的发射功率是没有任何意义的。源节点的最优发射功率为5 d BW,协作中继数目L= M=1时,目的节点的信噪比为1 d B,协作中继数目L=M=2时, 目的节点的信噪比为2 d B,L=M=3时,目的节点的信噪比为4 d B。从这组数据中可以看出,L=M=2时,即协作中继扩大2倍时,目的节点的信噪比就优化了2倍;L=M=3时,协作中继扩大3倍,目的节点的信噪比就优化了5倍。这一结论说明了在源节点的最优发射功率一定的情况下,增加协作中继的数量是可以改善目的节点的信噪比的。显然,增加协作中继的数量虽然改善了目的节点的信噪比,能在一定程度上节省源节点的发射功率;增加协作中继的同时,也增加了中继的能耗,但一个中继的能耗要比一个基站的能耗要小,一个中继的建设成本也要比建设一个基站的成本要小;同时在增加中继的过程中也扩大了小区的覆盖范围,改善了通信质量。 因此,需要在它们三者之间找到一个平衡点。从图3中不难看出,这一平衡点就是当源节点最优发射功率和目的节点信噪比的斜率取得最大值的时候。

合理的小区结构,可以使小区达到最佳能效的优化。为了验证小区半径与源节点最优发射功率和目的节点的信噪比之间的关系,仿真改变小区半径后的源节点最优发射功率和目的节点之间的信噪比关系。源节点S到小区I内的中继ri的信道增益是h1= kd1-2,小区半径的改变就会导致任意两个节点之间距离的改变,从而就会导致任意两个节点之间的信道增益的改变,改变小区半径为原来的2/3,得到的仿真结果如图4所示。

对比图3和图4,当L=M=3时,且源节点最优发射功率取值也相等,均为5 d BW的情况下,图3中目的节点的信噪比约为4 d B,而图4中目的节点的信噪比约为2 d B;图3中小区的半径比图4中小区半径缩减了1/3,但图3目的节点的信噪比较图4优化了2倍。所以在一定程度上减小小区的半径,缩小小区的覆盖范围是有利于优化目的节点的信噪比的。同时对比图3和图4中L=M=3的情形可以发现,图4中曲线的斜率是明显要大于图3的。因此可以得出的结论是,适当地缩减小区的半径是可以使协作中继的数量和源节点最优发射功率与目的节点信噪比之间达到一个平衡,从而实现对源节点的功率和目的节点信噪比的优化。

图5是源节点的最优发射功率和小区I内中继的协作效率 βi关系的仿真。

从图5中对比L=M=1,L=M=2,L=M=3三条曲线就可以看出,源节点的发射功率都由5 d BW增加到10 d BW时,L=M=1的协作效率由-0.4变化到0.1;L=M=2的协作效率由-0.8变化到0.2;L=M=3的协作效率由-1.2变化到0.3。这说明同等幅度地增加源节点的发射功率时,增加协作中继的数量可以提高中继的协作效率。当源节点的最优发射功率PS*大约为9 dBW时,3条曲线是相交于一点的。当PS*>9 dBW时,增加协作中继的数量是可以改善小区I内中继的协作效率的, PS*<9 d BW时,减少协作中继的数量是可以改善小区I内中继协作效率的,从而达到能效优化的目的。

4小结

中小企业协作通信市场仍临困境 第7篇

中小企业困境重重

中国中小企业发展研究中心调研显示, 在我国各类企业中, 中小企业占比高达99.8%, GDP贡献率更超过60%, 发明专利占65%以上, 75%的技术创新和80%的产品创新均来自中小企业。

Forrester Research针对2010年第四季度的“Forrsights企业决策者”调查显示, 近60%的中小企业表示, 他们正在使用、或者有兴趣和计划使用协作软件, 需求十分旺盛。

但是, 中小企业发展研究中心主任肖强告诉记者, 中小企业协作通信市场也面临着极大困境:限于资金瓶颈, 中小企业信息化普遍内生动力不足, 专业技术人才也极其短缺, 结构也极不合理;另外, 协作通信实现方式普遍缺乏与企业整体战略的结合, 缺乏顶层设计和规划, 而协作软件的同质化现象严重;与设备和产品相比, 独立的服务市场尚不成熟;服务和设备提供商的服务和营销模式也有待创新。这些都有赖于产业链加速技术创新、深化服务变革, 推动协作通信市场深入发展。

Avaya革新协作手段

权威资讯机构Dell’Oro对全球企业通信的领导厂商做了一次调研, 报告显示, 2010年, 中小企业语音通信领域, Avaya以19%的份额独占鳌头;在统一通信市场, 以25%的份额占据第一, 遥遥领先其后的阿尔卡特朗讯、思科、NEC、西门子等巨头。

近期, Avaya推出了整合北电资产的中小企业协作方案IP Office7.0。Avaya亚太区中小企业通信总监Roy Wakim告诉记者, 该解决方案整合了北电BCM方案, 全面支持北电IP电话和数字电话, 可使原北电用户群平滑迁移, 并节省40%-60%的费用;另外增加了触屏IP电话和新的会议设备, 增强了高清视频等多媒体设备阵容, 可为垂直行业提供定制解决方案。

协作通信物理层安全策略性能分析 第8篇

目前来说,无线通信系统所采用的信息安全技术主要移植于有线通信系统,更多的是从网络层及以上各层对系统安全进行研究,而物理层安全技术尚未引起研究人员的足够重视。然而,随着信道编码技术[1]、多天线技术[2]、扩频技术等物理层传输技术的快速发展,物理层安全技术的研究正面临着更多的机会和挑战。

Sendonaris等人提出了协作分集通信技术[3],通过在网络中布设移动节点帮助有协作需求的用户完成通信。此技术现已被广泛应用在物理层安全的研究当中,研究人员提出了利用用户协作[4]、协作拥塞( cooperative-jamming,CJ)[5]、放大转发( amplify-and-forward,AF )[6]、解码转发 ( decode-and-forward,DF)[7]等来实现物理层安全传输; 文献[8]研究了两时隙的CJ策略,多个中继节点充当了单天线源节点的拓展节点; 文献[9]将AF和CJ结合起来,提供了在性能和功耗上更加平衡的物理层安全策略; 文献[10]研究了高效能的物理层安全传输。

现有的关于AF、DF和CJ策略下的物理层安全研究都取得了不错的成果,然而,针对多种不同场景下详细的性能分析依然比较欠缺,也不够细致。将从多个更加具体的场景出发,对AF与CJ两种协作分集策略下的物理层安全性能进行细致的分析。

1 信道模型

1. 1 三节点窃听信道模型

最早研究物理层安全技术的是Wyner,他于1975年引入了窃听信道 ( wire-tap channel)[11]的概念,并且引入了三节点窃听信道模型: 三节点窃听信道模型包含了一个源点S,一个目的节点D和一个窃听者E,源点S向目的节点D发送信息,由于无线传播环境的广播特性,传输过程中窃听者E同样可以接收到来自源点S的信号并进行解析。在这个模型中,源点S到目的节点D之间的信道为主信道,源点S到窃听者E之间的信道为窃听信道。Wyner从信息论安全的角度对此模型进行了描述,指出当主信道条件优于窃听信道条件时,就可以在理论上找到一种无需密钥的仅借助于编码的方法,实现一个正的安全容量,使窃听者几乎不能获得任何信息,从而通过物理层实现信息的安全传输。Wyner的窃听信道模型,为物理层信息安全的研究提供了指导性的思路,也是本文接下来研究内容的基础。

1. 2 协作通信窃听信道模型

协作通信窃听信道模型建立在三节点窃听信道模型的基础上,源点S不仅直接发送信息到目的节点D,还通过多个中继节点R发送相应的信息到目的节点D,有效地克服了多径衰落效应,提高了系统性能。与三节点窃听信道模型类似,窃听者E同样可以通过源点S到E的链路以及中继R到E的链路获取源点S发送往目的节点D的信息,造成信息泄露,降低了信息的安全性。协作通信窃听信道模型如下图1所示。

1. 3 安全容量

安全容量是研究无线网络物理层安全技术的一个关键的参数,也是接下来的主要研究对象。在文献[11]中,安全容量被定义为: 保密信息被目标接收端可靠接收并且非法接收端无法获取任何有用信息的最大可达通信速率。在加性高斯信道中,它等价于主信道与窃听信道的信道容量之差。

根据信息论中的香农定理,在窃听信道模型中,主信道和窃听信道能获得的信道容量RD和RE的定义分别如下,

式中,SNRD和SNRE分别是主信道处和窃听信道处的瞬时信噪比。

因此,安全容量RS即可表示为:

从安全容量的定义式可以看出,若窃听信道的瞬时信噪比大于主信道的信噪比,则安全容量将出现负值,无法保证信息安全性。对于研究物理层安全来说,提高安全容量值至关重要。

2 两种中继协作策略

考虑一个与图1类似的协作通信窃听信道模型,模型中包含一个发射源点S,M个中继R( 分别为R1,…,RM) ,一个目的节点D和一个窃听者E。源点S,目的节点D和窃听者E均配置单天线,中继R可配置单天线或多天线。假设所有信道的信道状态是已知的。

2. 1 中继放大转发

在中继放大转发( AF) 策略中,中继节点接收源点S的信息,放大后直接进行转发。AF策略包含了两个阶段。在第一个阶段中,源点S广播已编码符号x给M个中继,中继接收到的信号yr [yr1,…,yr M]如下

式( 4) 中,PS是源点S的发射功率,是源点S和M个中继R之间的信道增益矩阵,是每个中继所接收到的高斯白噪声。

在第二个阶段里,M个中继转发了所接收到信号yr,包括了有用信号和噪声信号,与此同时每个中继还对发 送的信号 添加了权 重因子w[w1,…,wM]T。因此中继转发的实际信号为w yr。

目的节点D和窃听者E所接收到的信号分别为

式中,分别是中继R与目的节点D和中继R与窃听者E之间的信道增益矩阵,nd和ne分别是目的节点D和窃听者E处的高斯白噪声。

主信道和窃听信道的信道容量公式分别为

所以,安全容量即为

式( 9) 可以知道,通过调节权重因子w,可以改变Rs的大小。根据文献[12],使Rs最大的权值因子

2. 2 中继协作拥塞

在中继协作拥塞( CJ) 策略中,当源点S发射信号x给目的节点D时,中继R同时发射一个独立于发射信号x的带权重因子的干扰信号z,从而混淆窃听者E接收到的信号。

目的节点D接收到的信号为

窃听者E接收到的信号为

式中,hSD是源点S到目的节点D之间的信道增益系数,hSE是源点S到窃听者E之间的信道增益函数,其余参数与AF策略中的一致。

主信道和窃听信道的信道容量公式分别为

所以,安全容量即为

从式( 14) 可以知道,通过调节权重因子w,同样可以改变Rs的大小。文献[12]同样推导出了一种计算最优权值w的公式

式( 15) 中,

3 安全容量性能仿真分析

对于物理层安全性能的研究,最重要的研究对象就是安全容量。接下来主要将围绕基于AF策略和CJ策略下的协作通信窃听安全模型进行多个不同场景的安全容量性能仿真分析。具体包括了中继,窃听者以及目的节点分别处于不同位置时的安全容量性能分析; 中继数量对安全容量的影响; 中继天线数量对安全容量的影响; 中继功率对安全容量的影响; AF策略与CJ策略的对比等等。所使用的仿真平台为MATLAB。

基本的仿真场景如下,源点S位于坐标轴的( 0,0) ,中继R随机分布在半径为0. 1的圆内,圆的位置可变,目的节点D和窃听者E的位置也是可变的,坐标轴上的1等价于实际距离的500 m。源点S的发射功率PS为10 W,中继总功率为10 W,高斯白噪声的σ2为10- 5W。

3. 1 目的节点位置

为了研究目的节点位置的变化对安全容量的影响,在上面基本仿真场景的基础上,固定窃听者E的位置为( 2,0) ,固定中继圆的位置为( 1,0) ,中继数量为5,窃听者D位置可变,所有中继均配置单天线,中继的总功率为10 W,采用的协作中继策略包括了为AF策略和CJ策略。

仿真结果如图2所示。在目的节点从( 1. 2,0)移动到( 3. 2,0) ,也就是从离源点S很近到远离源点的过程中,无论是AF策略还是CJ策略,安全容量都是递减的,其中CJ策略的安全容量下降趋势更快,AF策略相对更加平缓。从中可以看出,AF策略受到目的节点位置的影响更小,CJ策略受到目的节点位置的影响更大。因此,相比较而言,在这一方面,AF策略比CJ策略更优越。

3. 2 窃听者位置

为了研究窃听者位置的变化对安全容量的影响,在基本仿真场景的基础上,固定目的节点D的位置为( 2,0) ,固定中继圆的位置为( 1,0) ,中继数量为5,窃听者E位置可变,所有中继均配置单天线,采用的协作中继策略包括了为AF策略和CJ策略。

仿真结果如图3所示。在窃听者E从( 1. 2,0)移动到( 3. 2,0) ,也就是从离源点S很近到远离源点的过程中,安全容量的变化非常小,说明了无论窃听者位于什么位置,通过AF和CJ两个策略都能获得稳定的安全容量。但是,AF策略获得的安全容量明显大于CJ策略,大概比CJ策略大50% 。所以,从这一方面来看AF和CJ策略都是可靠稳定的协作通信物理层安全策略,但AF策略的安全容量更大,性能更优。

3. 3 中继位置

为了研究中继位置的变化对安全容量的影响,在上面仿真场景的基础上,固定目的节点D的位置为( 2,0) ,固定窃听者E的位置为( 2. 5,0) ,中继R所在圆位置可变,中继数量为5,所有中继均配置单天线,采用的协作中继策略为AF策略。

仿真结果如图4所示。当中继R从( 0,0) 移动到( 0. 6,0) 时,安全容量上升,且在( 0. 6,0) 时的安全容量最大,当中继R从( 0. 6,0) 移动到( 2,0) ,也就是离源点S越来越远,离目的节点D和窃听者E越来越近时,总的安全容量呈现下降的趋势。从仿真结果可知,在AF策略下的窃听模型中,是存在最优的中继位置点的。

3. 4 中继数量

为了研究中继数量的变化对安全容量的影响,在上面仿真场景的基础上,固定目的节点D的位置为( 2,0) ,固定窃听者E的位置为( 2. 5,0) ,中继圆的位置为( 1,0) ,中继数量可变,所有中继均配置单天线,中继的总功率为10 W,采用的协作中继策略包括了AF策略和CJ策略。

仿真结果如图5所示。对于AF策略来说,随着中继数量的增加,安全容量也相应增大,说明中继数量的增加能有效改善物理层安全性能。而对于CJ策略而言,当中继数量少于5时,安全容量也同样随着中继数量的增加而增加; 但当中继数量大于5后,安全容量开始在小范围内波动,说明此时继续增加中继数量并不会带来安全性能的改善,对于CJ策略而言,中继数量并不是越多越好。

3. 5 中继天线数量

为了研究中继天线数量的变化对安全容量的影响,在上面仿真场景的基础上,固定目的节点D的位置为( 2,0) ,固定窃听者E的位置为( 2. 5,0) ,中继圆的位置为( 1,0) ,中继分别配置单天线,双天线和三天线,中继的总功率为10 W,采用的协作中继策略包括了AF策略和CJ策略。

仿真结果如图6和图7所示。对于AF策略和CJ策略来说,天线数量的增加确实能给安全容量带来提升。其中AF策略下,天线数量增加所带来的性能增益更加明显。

3. 6 中继数量对比天线数量

上文论证了中继数量和中继天线数量的增加都能带来安全容量的增益,接下来将对比哪种变化带来的安全容量增益更大。在上面仿真场景的基础上,将分别仿真三组情形。第1组: 两中继3天线,3中继两天线; 第二组: 两中继4天线,4中继两天线;第三组: 两中继5天线,5中继两天线。采用的协作中继策略为AF策略。

仿真结果如图7所示。对于三个组别来说,安全容量的差距都是很小的。这也意味着天线数目的增加可以取代中继数量的增加,提升相近的安全容量。而在实际情况中,建设多一个中继的成本通常大于增加一根天线的成本,所以,此结论在布局中继时具有重要的意义。

3. 7 AF 策略对比 CJ 策略

从上文多个场景仿真结果来看,AF策略在安全容量性能方面要优于CJ策略。从理论角度分析,在窃听信道模型中,AF策略在提升目的节点信噪比的同时,也提升了窃听节点的信噪比,但通过中继权值的调整,可以在基本不降低目的节点信噪比的同时大大降低窃听节点的信噪比; CJ策略则在降低窃听节点信噪比的同时也降低目的节点的信噪比,中继权值的调整可以减少目的节点信噪比下降的幅度。对于两种策略来说,通过中继权值的调整,都能使窃听容量趋向于0,所以影响安全容量的主要因素是主信道容量,也就是目的节点端的信噪比大小。因此,提升了目的节点信噪比的AF策略在安全容量性能上优于降低了目的节点信噪比的CJ策略自然是情理之中的。

4 结束语

研究了协作通信下的物理层安全机制,对其中的放大转发AF策略和协作拥塞CJ策略进行了最优安全容量的分析,并在多个不同场景下对其中的AF策略和CJ策略进行了较为详细的性能对比以及理论分析。仿真结果表明,AF策略在安全容量方面的性能要优于CJ策略,除了安全容量更大之外,安全容量的变化也更加平稳,受到目的节点位置变化的影响更小。此外,还对比了中继数量和天线数量对安全容量性能的影响,仿真结果表明增加一个天线与增加一个中继所带来的性能增益非常接近,即可以用增加天线的方式替换增加中继的方式来进行协作通信。

参考文献

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[3] Sendonaris A,Erkip E,Aazhang B.User cooperation diversity.Part I.System description.Communications,IEEE Transactions on,2003;51(11):1927—1938

[4] Lai L,Liu K,El Gamal H.The three-node wireless network:achievable rates and cooperation strategies.Information Theory,IEEE Transactions on,2006;52(3):805—828

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[10] Dehghan M,Goeckel D L,Ghaderi M,et al.Energy efficiency of cooperative jamming strategies in secure wireless networks.Wireless Communications,IEEE Transactions on,2012;11(9):3025—3029

[11] Wyner A D.The wire-tap channel.Bell System Technical Journal,1975,54(8):1355—1387

协作通信机制 第9篇

一、贺州市边界人民调解工作现状

广西贺州市所辖5个县（区）中有4个县（区）与外省、外市有接壤，全市人民调解组织中乡镇人民调解委员会共有61个，其中41个与外省、外市接边，接边地区调委会占全市调解组织的68%。其中有16个乡镇、57个行政村与湖南省、广东省接壤，有8个乡镇与桂林市接壤，有 17个乡镇与梧州市接壤。

2010年以来，贺州市积极与接边的湖南省永州市、广东省清远市，以及区内桂林市、梧州市等毗邻地区司法行政部门和相邻调委会加强边界人民调解协作工作，签订了人民调解协作协议，制定了各项协作机制，明确了各自职能，并针对案件难易特定召开联席会议。4年来接边地区双方共进行走访62次，开展省际边界矛盾纠纷排查183次，化解边界纠纷123件，调解成功119件，成功率达96.7%，取得了明显成效，有力地维护了边界地区的社会稳定。

二、为加强接边矛盾纠纷的化解，全面启动“五级”边界人民调解协作机制

（一）搭建五级人民调解协作平台，着力化解边界矛盾纠纷

2010年5月5日，贺州市富川瑶族自治县司法局率先与湖南江华县司法局签订了省际边界人民调解协作协议，标志着省际边界人民调解协作机制在贺州市正式启动。随后，贺州市全面启动边界人民调解协作平台搭建工作。

2011年9月和11月、2014年10月市司法局分别与湖南省永州市和郴州市司法局、广东省清远市及肇庆市司法局签订了桂粤湘四市（省际）边界人民调解协作协议。2012年5月11日，贺州、梧州、桂林三市市际接边地区人民调解协作签订仪式在贺州市举行。仪式上，贺州市司法局与桂林市、梧州市司法局分别签订了市际、县际接边地区人民调解协作协议。2013年8月12日，在富川瑶族自治县司法局提议下，湖南省江华瑶族自治县司法局、江永县司法局与富川瑶族自治县司法局进一步将省际边界人民调解协作机制扩大边界村级组织，在三县所有接边的村委全部建立省际边界联合流动人民调解室。

经过三年时间的打造，贺州市已与接边的省、市、县、乡镇、村建立起五级边界人民调解协作机制，全面构建起跨区域人民调解协作新平台。

（二）创新四项协作机制，确保协作平台工作常态化

为确保五级边界人民调解协作平台顺利运行，贺州市司法局积极与协作方共同创新建立了四项机制。

一是矛盾排查机制，接边司法所和调委会每月定期对各自辖区内涉及临界乡（镇）村（居）民的矛盾纠纷、纠纷苗头和隐患进行排查;二是信息交流机制，将排查结果以及纠纷发生、化解的情况及时向临界司法所、县（区、管理区）司法局通报;三是纠纷调解机制，纠纷发生后由纠纷发生地或当事人申请方所在地受理调解，对方当事人所在地为协调方协助调解，负责调解的司法所以书面形式将调解结果告知协调方司法所;四是联席会议机制，接边的市每半年或一年召开一次联席会议，通报各市工作开展情况，并对边界人民调解工作开展经验进行总结、交流，探讨预防和化解边界地区矛盾纠纷的办法、措施。

（三）抓好“六联”， 高效展开五级边界人民调解协作工作

1.抓“联席”共谋边界稳定格局

2011年贺州市与广东清远市、湖南郴州和永州市签订人民调解协作协议以来，每年均召开联席会。联席会议制度的真正落实，使接边地区双方调委会对边界地区群体性矛盾纠纷动向、双方矛盾纠纷的排查调处等信息能及时沟通，及时掌握各自辖区内的矛盾纠纷动向及苗头，及时稳控局面，达到往来常态及制度规范化，市级协作单位实行每半年走访一次、每年召开一次联席会议制度，全面、及时掌握各市矛盾纠纷动态，探讨化解措施，指导县、乡两级协作单位开展矛盾纠纷联防联查联排联调工作。

2.抓“联建”共建流动调解组织

贺州市积极与接边协作市一起建立规范化的人民调解组织，在贺州市司法局指导下，富川瑶族自治县与湖南省永州市江华瑶族自治县、江永县，共同在三县所有接边的村委全部建立省际边界联合流动人民调解流动调解组织，发生矛盾纠纷，双方联合调解组织共同派人民调解员参与调解，更有利于化解边界矛盾纠纷。

3.抓“联调”共化矛盾促进和谐

贺州市司法局与协作方紧紧围绕“联防联调、合作共赢”八字内容下工夫，通过信息交流机制与接边市及时共享纠纷苗头和隐患信息，按照纠纷调解机制共同化解矛盾纠纷，全面提升了创建和谐稳定边界的水平。如2011年清明节期间，富川瑶族自治县新华乡东湾村委黄家村与湖南省涛圩镇营上村因坟墓迁移补偿问题产生纠纷。新华乡人民调解委员会及时与涛圩镇人民调解委员会联合开展调解工作，在两省（区）人民调解员的共同努力下，纠纷得到及时圆满的化解。

4.抓“联宣”共创人民调解文化

贺州市司法局与接边市一起，通过法制宣传、文艺演出、横幅板报等形式将人民调解文化渗透到群众的生产生活中，贺州市还积极组织律师、法律工作者、人民调解员将法律知识送到边界地区人民群众手中，让边界群众形成了有矛盾找调解员，处理纠纷靠法律的意识，矛盾纠纷往往在“一杯热茶暖胃，双方联动工作，三句好话释怀，四季和谐平安”的“四字诀”中，化干戈为玉帛。

5.抓“联谊”共促民族团结友谊

贺州市积极做好人民调解协作工作的日常联谊沟通工作，2013年12月，市政府副市长李伟章率该市有关部门到广东清远市、湖南郴州市和永州市等接边市，交流学习接边市在人民调解工作方面取得的经验。贺州市司法局还积极搭建边界群众交流平台，利用传统节日、民俗节庆、圩日等特殊时间，开展接边地区群众的联谊活动，使民族团结之花遍地开，更有利于边界地区矛盾纠纷得到了化解。如富川瑶族自治县石家乡原来是边界矛盾的多发地，如今该乡涌现出8个湘桂边界“结对子”富裕村，5个省际接边村被评为市或县级文明村。

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6.抓“联助”共保民生促发展

随着边界矛盾纠纷的有效化解，不但维护了边界地区的社会稳定，还促进了边界群众的经济发展，受到了群众的欢迎。如湖南省江华瑶族自治县白芒营镇螺山井村与广西富川瑶族自治县石家乡龙湾村接壤，以前两村村民常因土地争议而引发纠纷，导致存在争议的几百亩土地长期荒废。2010年4月12日，因螺山井村村民在争议土地上开荒种玉米被龙湾村村民发现，两村群众再起冲突。经两地司法所干警调解，双方达成调解协议，两地的干警还帮助双方共同开发因争议而荒废的土地，在土地种上了柑橘，如今，昔日的战场变花果飘香的果场，矛盾化解了，收入增加了，双方群众感受到了和谐边界带来的经济效益。

三、边界人民调解协作取得的成效

（一）实现了跨区域人民调解协作，全面提升了创建和谐稳定边界的水平

五级人民调解协作平台的建立全面深化多方合作，省际边界人民调解协作机制四项制度的落实，使接边地区双方调委会对边界地区群体性矛盾纠纷动向、双方矛盾纠纷的排查调处等信息能及时沟通，及时掌握各自辖区内的矛盾纠纷动向及苗头，及时稳控局面，达到往来常态及制度规范化。如今，涉及交界的毗邻村村民发生了纠纷，由毗邻村的村级联合调解组织负责调处;涉及周边多个村及毗邻乡镇之间的矛盾纠纷，由毗邻乡镇的镇（乡）级联合调解组织负责调处;涉及多个乡镇及重大、疑难矛盾纠纷，由县（区、管理区）级矛盾纠纷调处中心调整力量指导乡镇进行综合调解，取得了明显成效。矛盾纠纷得到了化解，从而密切了边民之间的感情，确保了边界地区社会稳定，全面提升了创建和谐稳定边界的水平。

（二）带动了边界地区法律服务向其他部门延伸，扩大了省际边界人民调解协作协议影响力

随着贺州市省际边界人民调解协作协议的顺利开展，对维护省际边界和谐稳定起到明显效果，也带动了法院、检察院、公安部门积极与接边地区有关部门搭建协作平台，协作服务范围不断扩大，协作机制不断完善，协作内容不断丰富。

2012年8月15日，贺州市八步区法院与广东连山、湖南江华两地法院签署了《桂粤湘三省（区）交界地人民法院司法协作工作规则》，建立起桂粤湘三省（区）交界地人民法院司法协作联席会议制度。把“法庭之间”的联动上升到“法院之间”，并从司法审判、调解工作、文化交流等多个层面加强互动交流，实现了区域法院工作的协调发展。

2013年10月25日，广西贺州市八步区、广东肇庆市怀集县、湖南江华县三地的法、检、公、司部门以及边界乡镇共同签署了桂粤湘《平安边界共建协作协议》，建起“矛盾纠纷联调、社会治安联防、突出问题联治、重点人员联管、突发事件联处、平安建设联创、维稳信息共享”的协作机制。

（三）涌现了一批边界人民调解工作的先进模范人物

2013年5月，司法部下发《司法部关于追授唐泉头全国司法行政二级英雄模范荣誉称号的决定》（司发通〔2013〕96号），追授广西贺州市富川瑶族自治县司法局石家司法所原所长唐泉头全国司法行政二级英雄模范荣誉称号。唐泉头同志生前所在在富川瑶族自治县司石家乡与湖南省接壤，唐泉头同志一直扎根基层，努力化解各类矛盾纠纷，特别是边界矛盾纠纷，直至2012年4月因肝癌去世。唐泉头同志是我们广大奋斗在省际边界人民调解工作战线上的优秀一员。

除了唐泉头同志，活跃在边界人民调解工作一线的富川瑶族自治县司法局新华司法所原所长何自武，也获得“全国优秀人民调解员”称号，钟山县司法局燕塘司法所所长廖思熠获得“全国模范人民调解员”“全国模范司法所所长”称号。

四、存在问题及原因

（一）涉边地区互相没有隶属关系，增加案件处理的难度

因为接边地区互相没有隶属关系，在具体案件处理中特别是涉及山林、土地、水利三大纠纷案件中，由于牵扯部门多，涉及人员多，纠纷年代长等原因，使得沟通困难，办事程序繁琐，一定程度上影响案件的处理，降低案件的调解率。

（二）人财物的缺乏阻碍降低办案效率

目前贺州市各级调解组织中的人民调解员一直是一个无专职身份、专项经费、专项补贴的“三无”群体，人民调解员为基层司法所人员及村委两定干部兼任，特别是近年来由于基层司法所社区矫正业务日趋正规化管理，除做好乡镇的中心工作外相当大的精力忙于对社区矫正人员的矫正教育工作，现有司法所中人员平均每个所不超过2人，全市1人所目前还有8个，长此以往大家都感到身心疲惫。加上涉边地区多是经济欠发达地区，涉边案件又多为路途遥远、交通不便的接边地区，多年以来由于人员缺少、交通工具难以解决等问题影响办案效率。

（三）组织建设不平衡，部分村级人民调解委员会不规范

村级人民调解委员会的组织建设一直以来都是人民调解工作中的重中之重，但因财力有限，资金多倾向于交通便利、办公条件良好、人员配备齐全等硬件齐全的村调委会。而那些接边地区的调委会多存在办公条件简陋、人员缺乏、调委会内部设置由于场地限制而无法达到规范要求，因此全市调委会发展存在不平衡现象，有待进一步提高。

五、几点思考

（一）边界人民调解工作需进一步争取各级党委政府的高度重视

边界人民调解工作既是化解人民内部矛盾的主要手段，也是维护边界稳定、确保边界平安的有效途径。由于边界地区的特殊地理位置，隶属不同的管理区域，人们的生活、工作方式也不尽相同，因此边界地区出现的矛盾更为复杂，处理起来更为棘手，如何真正把矛盾解决在最基层、解决在第一线，不仅接边地区乡镇党委政府要高度重视涉边人民调解工作，县、市、省（自治区）人民政府也应把人民调解工作正式列入议事日程，作为维护稳定工作的重中之重来抓，成立相应的协调机构，列入考核体系，与其他重点工作一同研究、一起部署、一起检查落实。

（二）边界人民调解工作需进一步加强涉边人民调解委员会规范化建设

一要从制度上解决涉边人民调解委员会规范化建设。目前人民调解委员会的建设方面还是比较薄弱的，加大涉边人民调解委员会工作力度，必须从人财物多方位扶持才能真正改善目前的落后状况，建议通过政府购买人民调解服务机制，采取政府购买形式增加专职人民调解员，解决各级人民调解委员会严重缺员的状态。既可以使人民调解摆脱自身发展的困境，保证其正常运转，有效激发涉边地区人民调解员的工作积极性、主动性，又能够为涉边地区群众提供公益、免费的非诉讼纠纷渠道，同时可以一定程度上避免因收费产生的权力寻租现象。二要加大对涉边地区行业性、专业性调委会的扶持力度。在涉边人民调解工作中有许多涉及专业性、行业性业务较强的案件（如当今热点矛盾医患纠纷、道路交通事故、劳动人事争议、市场纠纷等等），仅仅依靠联合调委会，由于调解员自身业务素质问题难以达到案件处理要求，建议同时横向建立健全行业性、专业性人民调解员队伍，在涉边地区设立道路交通事故、医患纠纷调委会、乡镇级劳动人事争议调委会等专业性调委会，并聘请专职人民调解员，以缓解目前涉边调委会工作推进难的局面。

（三）边界人民调解工作需进一步加大法制宣传力度，建立健全长效机制

一要加大法制宣传力度。接边地区群众的文化精神生活现在还处于比较单一、简朴的状态，我们应该调整工作思路，加大对接边地区群众的法制宣传，通过开展老百姓易于接受的各类文体活动、播放小电影等形式，让老百姓在活动参与中接受法制教育，以加强群众的法制意识，达到构建和谐社会的目的。

二要注意总结成功的经验，形成长效机制。4年以来贺州市司法行政系统通过“五级”边界人民调解协作平台的搭建，建立一套完整的协作机制，实现了矛盾纠纷调解组织全覆盖。在此基础上要将这些机制作为长效机制来抓，形成常态化、制度化、规范化，坚持协作平台的搭建，才能共创和谐边界。

（作者单位：广西贺州市司法局）

协作通信机制 第10篇

随着IP技术的广泛部署及日臻成熟，IP实时通信是可见的必然趋势。因此，从核心网、接入层乃至用户侧的终端设备的升级换代也是不可阻挡的趋势。企业侧包括语音、视频、数据等多种实时通信的丰富应用，由于交换接入方式在带宽及联网方式的局限性，目前只能在企业节点内部实现。多数的政企大客户的通信平台仍处于这种IP孤岛的状态。

按照梅特卡夫定律：网络的有用性（价值）随着用户数量的平方数增加而增加。因此，新的交互式通信业务和应用必须最终覆盖商务用户与大众消费者、有线与无线网络。在IP网络孤岛上建立话音、视频和多媒体是不够的，它们必须按照保证端到端的安全和峰值性能的方式建立并相互连接在一起。如何对企业用户的通信资源进行有效整合，帮助企业客户提升内外部沟通，实现BYOD（随时随地办公），降低运营成本，提高生产力，是关注焦点。统一通信与协作平台是一个开放、可扩展、集中管理、技术先进的通信平台，可整合不同的企业商务应用，为政企用户提供真正意义上的UC&C解决方案。

2 政企通信系统功能概述

企业可针对不同的用户提供各种嵌入式商务应用，包括企业行政办公电话，联络中心、UC客户端、自动话务台、即时消息、统一消息、多层次移动功能。

2.1 使用场景

(1）联络中心、调度台、自动话务台。成熟的呼叫路由系统带来各种功能，包括电话处理、呼叫代理服务器和自动回叫等。多媒体队列管理功能带来直观、及时、个性化的客户体验。集中式网页桌面通信工具，为话务员提供个性化接口，实现智能化出入局路由设置和管理。（2）语音会议&协作、视频会议。完整的协作工具，可实现企业与客户之间以及企业内部的高效沟通。单个语音会议可支持500个成员，单个视频会议可支持15个成员，多个并发会议桥。（3）统一通信。可轻松监控实时状态和其他用户的可用情况。在用户友好环境中，增强用户控制和提高通信效率。（4）移动功能。支持2.5万个注册用户，远程SIP客户端或手机都可以拨打或接听电话，使在外的用户随时随地像在办公室一样方便。

2.2 产品价值

(1）帮助企业客户加强内外部沟通，实现BYOD（随时随地办公），并支撑特殊行业特殊需求。同时支持第三方接口，可根据特定需求定制开发。（2）提高服务价值，提升企业客户群的满意度，创造更多的商业机会。（3）降低企业办公、生产和服务成本。

3 系统框架设计

3.1 设计UC&C及其IP化解决方案的目的

(1）企业只需构建一张IP网即可实现数据、语音、会议、办公等业务，不需要单独为PBX布线。（2）简化系统平台、快速部署，强大客户端应用，绿色办公。（3）虚拟化、插件化、云服务等技术应用，降低投资总成本。（4）多种办公会议、虚拟培训中心等功能，降低人员差旅费用，增强内部沟通效率。（5）充分利用现有的IP网络和网络设备。（6）可提供基于IP的增值应用（UC、IM、UM、视频会议、虚拟培训中心）。（7）扩展灵活、快速投放、快速交付、与企业一同成长。（8）满足移动办公的需求。（9）统一管理和维护，降低运营人员和设备的管理成本。（10）基于API接口，灵活方便地和各类企业应用系统集成。

3.2 系统框架图（图1)

4 统一通信和协作系统IP化解决方案

4.1 UC&C系统遵循技术标准

核心标准：IETF/IEEE；网关标准：ITU-T。

4.2 企业通过IP-PBX+E-SBC组网方式使用SIP中继对接电信I-SBC接入到IMS核心网络

主要网元功能说明如下，相关资料参考《会话边界控制器：跨越IP网络边界传输交互式通信》，编著：acme-packet公司。（1)IP-PBX：企业侧IP用户交换机。（2)E-SBC：企业侧接入电信SIP中继的接入网关。提供SIP中继的连接和控制。作用：协议格式转换、语音视频编码转换、抵御DDoS攻击和媒体监控等功能。（3)I-SBC：电信侧SIP中继接入网关。作用：协议格式转换、语音视频编码转换、防攻击、网络探针、事件告警和计费等功能。（图2)

5 总部与远端分支机构、远端分机实现互联的技术方案

出于会话安全考虑，直接在公网上所有的SIP业务是不可取的。所以实际商用需要考虑互联方案。如果客户已向电信运营商租赁宽带专线，即总部和各个分支机构之间已有搭建光纤或MPLS线路。各分支机构间已自成安全稳定的内部网络，不存在互联问题。本案讨论的是：在没有租赁宽带专线的情况下，总部与分支机构、散兵的对接，目前比较主流、实用的做法有两种。以下所涉及的连接方案之一，VPN连接方式，相关资料参考《UC&C产品定位和策略》编著：昆明塔迪兰电信设备有限公司。

5.1 采用VPN方式

采用带VPN的防火墙将公网（Internet）上的总部、分支机构实现内部企业内部虚拟专网（目前大多数防火墙都支持对等互开VPN，企业自建不收费）。

优点：组网方便，不需要再添加采购设备。

缺点：（1）支持连接客户端用户数是收费的（一般自带5个）。（2)VPN方式实现在公网上多点互联，但有些移动客户端在公网上不支持VPN，特别是平台侧采用非SSL VPN方式时，移动客户端注册经常注册不上。

5.2 采用SBC方式

虽然不是专网，这是最稳妥、安全的一种连接方法，也是最推荐的。

优点：（1）多点互联的有效性、安全性、可靠性得到保障，互联后全面支持SIP业务。（2）没有连接用户数的限制，不需要额外支付费用。

缺点：需要额外采购SBC做为网守。以上两种方式参考图3。

5.3 部署注意点

(1）选用VPN方式的情况，如果是远端分机，必须是能安装VPN客户端软件（例如：声讯服）的PC机。（2）一般的SIP话机没有能力接VPN，只能通过SBC以注册方式接入。（3）选用SBC对联方式的情况，主平台侧，SBC要做一个对等域用于连PSTN网络，另一个ACCESS域用于注册远端分机。

6 结束语

IP实时通信时代的到来，以TDM电路交换技术为代表的产品及其解决方案必然被基于互联网的纯软件通信技术所取代。随着虚拟化、插件化、云服务等技术的应用，在企业客户加强内外部沟通提高生产力、提升服务价值、降低运营成本的需求助力下，将大大推动政企统一通信与协作系统的建设和发展。如何寻求、研究、设计政企通信与协作的最佳平台将是我们不断努力的方向。

参考文献

[1]acme-packet公司.会话边界控制器:跨越IP网络边界传输交互式通信.