多团队系统协作机制

2024-08-05

多团队系统协作机制(共4篇)

多团队系统协作机制 篇1

面临不确定性和动态化的外部环境, 企业为了能满足顾客差异化的需求, 在竞争中立于不败之地, 纷纷加大了研发的力度。企业中的研发团队便成为了企业技术创新的组成单元。然而由于内部资源的约束和外部环境的复杂性, 研发团队孤军奋战很难完成使命, 这就需要多个团队之间的协作和相互支持。不同团队之间的协作已经成为影响研发绩效的关键因素之一。现实中这些相互协作的团队往往遍布于企业内部不同的职能部门, 有些甚至跨越组织的边界。研发团队在与其他团队协作的过程中不可避免地需要与其他团队进行联络和沟通来获取所需的资源。奉小斌[1]将团队为了完成组织目标而与组织中其他团队或者组织外部相关方建立的不断的互动行为定义为团队的跨界行为。鉴于此, 本文以多团队系统协作机制为切入点, 将团队跨界行为作为中介变量, 建立多团队系统协作机制、团队跨界行为和团队研发绩效三个团队层面的变量之间逻辑关系和相互作用机理的结构方程模型, 系统剖析多团队系统协作机制通过中介效应团队跨界行为, 进而促进团队绩效的内在运作黑箱, 研究结论便于为团队提升团队绩效提供依据和参考。

一、理论分析与研究假设

1. 多团队系统协作机制对研发团队绩效的影响

Mathieu等[2]指出多团队系统是指由两个或两个以上的团队所组成的, 目的是为了能在一个复杂多变的环境中完成组织交给的使命所构成的系统, 在这个系统中, 每个团队都有一个共同的目标, 他们在这个共同目标的作用下, 每个团队至少和另一个团队在输入, 过程和输出上是相互依赖的。肖余春[3]认为多团队系统协作机制是由过渡过程协作和行动过程协作两个维度构成。过渡过程协作是指团队成员通过对团队目标的设定, 并且对目标的层层分解制定团队战略路线的过程。行动过程协作是指在实施计划的过程当中, 对团队整体工作的过程进行监督和控制, 及时纠正偏差以达到预期效果。不同团队之间的协作过程会对团队绩效产生一定的影响。在过渡协作过程阶段, 团队成员的自省将有助于团队绩效的提升。团队监督属于团队的行动过程协作阶段, 在这一阶段, 主要是通过对团队成员工作的严格监督, 减少团队成员犯错误的可能性, 并给与及时的指导保证目标的顺利完成。Marks[4]认为团队监督可以随时观测到团队成员所犯的错误并能及时纠正偏差以帮助团队成员提高绩效。本文提出假设1:

H1:多团队系统协作对研发团队绩效有正向影响。

2. 团队跨界行为对研发团队绩效的影响

Ancona[5]认为团队的跨界行为可以促使团队绩效的提升, 因为在这个过程中, 团队通过与外界的互动可以获得各种有价值的资源, 这些稀缺资源变成为团队创新的关键所在, 研发团队通过跨界行为与外部团队进行联络, 在他们相互联系的过程中, 团队可以获得外部的支持, 并能针对当前存在的偏差给予修正和反馈, 这种网状的关系促使团队获得创新效益。奉小斌[1]将团队跨界行为分解为三个维度:使节行为、协调行为和侦测行为。使节行为是指研发团队通过与外部关联方进行联络来说服他们接受团队的建议, 以获得关联方的支持的行为。在这一过程中, 研发团队实时的向关联方汇报研发的进展和绩效, 并且得到他们的帮助。在使节行为中, 彼此有一定程度的依赖性, 所以跨界行为对双方都有积极的作用。前者可以获取关联方在人财物上的支持, 后者可以提高资源分配的有效性。由此可见使节行为对研发团队的绩效有一定的影响。协调行为是指研发团队为了实现与外部关联方共同制定的目标, 对团队内部的任务进行协调, 并且获取外部反馈的过程。协调行为主要发生在与外界关联方联系比较紧密的研发团队之间, 通过与外部及时的沟通可以达到知识共享和意见反馈的目的。研发团队通过协调行为不仅可以监控产品研发、绩效评估等过程, 而且还能为研发团队提供多样化的信息, 促使团队绩效的提升。侦测行为是指研发团队为了能高效地开发出与市场相适应的产品, 向拥有该种资源或者技术的相关方获取资源和信息的过程。团队通过对外界信息寻求与探索有助于准确感知外部环境的变化, 并制定出适应这种变化的决策。侦测行为可以督促研发团队主动获取外部信息, 促进团队对外部资源的获取和团队之间知识共享, 从而可以达到提高团队绩效的目的。基于以上分析, 本文提出假设2:

H2:研发团队跨界行为对团队绩效有正向影响。

3. 团队跨界行为在多团队系统协作机制与研发团队绩效中的中介作用

在过渡阶段, 研发团队需要对组织给予的任务进行详细的分析, 根据分析的结果制定团队短期和长期的目标和各个时期的战略路线。研发团队会根据任务的复杂程度和时间的紧迫性来确定是否需要外界的帮助。Joshi[6]认为团队为了完成组织目标而与外界的接触程度取决于团队与外界进行资源交换的程度, 研发团队与外部接触的程度完全取决于需要从外部获取稀缺资源的数量。Stock[7]认为团队在进行跨界行为时, 与外界的依赖程度取决于任务的复杂程度, 越是复杂的任务, 团队对于自己有互补资源的团队依赖程度越大。由于任务的复杂性, 团队成员必须开展跨界活动以求得外界相关方的帮助, 共同解决这些非程序化的任务, 团队通过与外界互动的同时也改进了团队内部活动的质量。并且越是复杂的任务越能促使外界帮助团队监督关键活动, 更好地检测控制点, 从而将复杂的任务精简化。Minbashian等[8]认为时间的紧迫性也会影响团队的跨界行为, 如果团队成员感受到在规定的时间内他们无法完成组织交给的任务, 他们就是通过跨界行为寻求组织内部其他部门或者跨越组织边境寻找帮助。Choi[9]认为由于存在时间的压力, 团队的负责人将会协调外界相关方对团队进行帮助, 配合团队共同完成既定的目标。在行动阶段, 研发团队通过对实施过程的严格监控, 及时了解到团队任务的进展情况, 通过团队成员的反馈, 确定是否需要调整目标。一旦发现研发的产品与外部市场相脱节, 团队需要对目标进行及时的调整, 以期能满足外部需求。然而在计划初始时, 由于人力、物力和财力投入数量之大, 可能无法马上进行转型, 需要团队负责人向外界寻求帮助, 在得到不同性质的团队的帮助和支持后, 研发团队才能对团队内部主要活动过程进行大的改进。在这个过程中, 团队需要与外界相关方进行联络, 并且协调内部成员的工作。基于上述分析, 本文提出假设3:

H3:团队跨界行为在多团队系统协作机制与研发团队绩效关系中起中介作用。即多团队系统协作机制通过团队跨界行为的中介效应和中介作用, 间接促进研发团队绩效。

二、研究设计与检验结果

1. 数据来源

本研究选择具有代表性的高新技术企业为调查对象, 问卷发放的对象都是曾经参与过或正在参与新产品研发的员工, 他们来自组织中的研发、生产、销售等不同部门, 均有过参加多团队系统协作来研发产品的经历。问卷的发放方式主要有当场进行发放以及电子邮件等主要方式, 被调查的对象主要通过导师和曾在高新技术企业工作的同学、朋友们的推荐。为了确保问卷的质量和回收率, 在问卷发放期间, 通过电话或者邮件方式与被调查者保持联系, 最大限度地保证每一份问卷的质量。共计发放问卷280份, 实际回收246份, 回收率为88%。剔除部分不合格问卷, 有效问卷为223份, 有效问卷率为80%。

2. 研究变量的信度和效度分析

各变量每个维度的Cronbach′sα值均大于0.8, 并且多团队系统协作机制、团队跨界行为和研发团队绩效的量表整体Cronbach′sα均大于0.8, 表明量表具有较高的信度。运用AMOS18.0软件, 采用验证性因子分析方法分别检验多团队系统协作机制、团队跨界行为和研发团队绩效3个变量各自的模型拟合程度, 进一步评价各自的建构效度, 拟合优度各个指标达到了规定标准。评价模型适配程度的最重要的指标即为RMSEA的值, 通过对比可以看出多团队系统协作机制、团队跨界行为和研发团队绩效三个变量的中的RMSEA值均小于0.08, 达到了规定的标准, 并且其他重要适配度指标GFI、AGFI、NFI、TLI和CFI的值也都大于0.9, 而大于0.9说明模型已经达到非常好的适配水平了。主要适配指标RMR的值均小于0.05, 处于较好的适配水平, 上述结果表明, 多团队系统协作机制、团队跨界行为和研发团队绩效三个变量的假设模型和调查数据的拟合度良好。

3. 路径效果分析

由下页表1可知:多团队系统协作机制中的过渡过程协作和行动过程协作均对研发团队绩效有显著地正向影响;团队跨界行为中的使节行为、协调行为和侦测行为均对研发团队绩效有显著正向影响;使节行为是多团队系统协作机制与研发团队绩效间部分中介变量, 协调行为是多团队系统协作机制与研发团队绩效间部分中介变量, 侦测行为不是多团队系统协作机制与研发团队绩效间的中介变量。

4. 研究结果分析

通过对下页表1因素间路径系数的分析, 可以看出多个团队之间的合作对研发绩效产生显著影响。新产品的开发是一项极其复杂的工作, 需要组织中不同部门 (研发部门、生产部门、营销部门等) 间进行倾力的合作, 拥有不同知识的团队成员在一起相互启发, 提高项目研发的成功率。团队跨界行为的三个维度均对研发绩效产生显著的影响。究其原因, 研发团队在与外部关联方进行交涉的过程, 有利于团队获得更多的知识和资源, 这些资源会对研发绩效的提升产生重要影响, 尤其是在团队内部资源匮乏的时期。侦测行为不是多团队系统协作机制与研发团队绩效的中介变量。分析其原因, 研发团队在过渡过程中, 团队成员均聚焦于任务的分析, 制定详细的策略路线, 没有精力与外界相关方进行联络, 因此过渡过程协作通过侦测行为对研发绩效影响并不显著。企业应该加大这方面的投入, 鼓励研发团队在这一阶段与拥有和新产品开发的关联方进行沟通, 通过对外部进行搜索, 可以更好地理解外部市场的趋势、存在的机会与威胁。在行动过程中, 团队成员聚焦于内部活动的调控, 虽然团队成员必须对系统内、外部环境进行监控, 并根据监测的结果调整以前的行动方案, 然而在研发之初, 团队对研发项目巨额的投资, 导致无法及时调整方向。并且从外界得到的消息的可靠性也有待考察, 需要较长的时间来进行全面、细致的分析, 所以侦测行为在行动过程协作与研发团队绩效的中介效用将会被弱化。团队跨界行为中的使节行为和协调行为在多团队系统协作机制与研发团队绩效中起到了显著的中介效应。由不同部门组成的多团队系统在得到更高阶层的大力支持后, 系统会获得丰厚的资源, 有助于新产品研发成功。协调行为伴随着研发过程的始终, 多个团队在协作过程中会发生冲突, 及时有效的对团队内部的活动进行调整, 按照统一指挥、统一领导的原则, 使项目研发有序的进行下去。

三、结论

本研究致力于探讨多团队系统协作机制、团队跨界行为和研发团队绩效三个团队层面的变量之间逻辑关系和相互作用机理, 运用AMOS统计分析工具, 实证分析了多团队系统协作机制、团队跨界行为对研发团队绩效的影响效果以及团队跨界行为在多团队系统协作机制和研发团队绩效的中介效用。结果表明, 多团队系统协作机制、团队跨界行为对研发团队绩效产生显著影响;团队跨界行为中的使节行为和协调行为在多团队系统协作机制与研发团队绩效间起到部分中介效用, 侦测行为没有起到中介效用。

参考文献

[1]奉小斌.研发团队跨界行为对创新绩效的影响—任务复杂性的调节作用[J].研究与发展管理, 2012, (3) :57-65.

[2]Mathieu J E, Marks M A, Zaccaro S J.Multi—team systems[A].Anderson N, Ones D S, Sinangil H K, Viswesvarn C.Organiational Psychology:Handbook of Industrial, Work and Organizational Psychology[C].2001, 2:290.

[3]肖玉春, 沈淑红, 郑喜燕.多团队系统协作机制的结构方程模型研究——以高新技术企业NPD多团队系统为例[J].科学学研究, 2013, (3) :422-429.

[4]Marks M A, Mathieu J E, Zaccaro S J.A teamporally based framework and taxonomy ofteam processes[J].Academy of Management Review, 2001, 26:356-376.

[5]Ancona D G, Caldwell D F.Bridging the boundary:External activaniity and performance in organizational teams[J].Administrat, on Quarterly, 1992, 37 (4) :634-665.

[6]Joshi A, Pandey N, Han G H.Bracketing team boundary spanning:An examination of task—based, team—level, and contextual antecedents[J].Journal of Organizational Behavior, 2009, 30 (6) :731-759.

[7]Stock R M.Interorganizational teams as boundary spanners between supplier and customer companies[J].Journal of the Academy of Marketing Science, 2006, 34 (4) :588-599.

[8]Minbashian A, Wood RE, Beckmann N.Task-contingent Conscientiousness as A Unit of Personality at Work[J].Journal of Applied Psychology.2010, 95 (5) :793-806.

[9]Choi J M.External activities and team effectiveness:Review and theoretical development[J].Small Group Research, 2002, 33 (2) :181-208.

多团队系统协作机制 篇2

本文分析近几年的ERP沙盘实践教学情况并总结ERP沙盘对抗赛的实战经验,以赛前、赛中两阶段,从个人职能到团队协作双层次,优化团队职能与战略部署机制。

1 团队架构——角色职能

1.1 执行总裁(CEO)

用一句话概括CEO的职责:总揽全局,把握整体战略,在关键时刻做出抉择,成为团队信息交流的中心,协调各个角色。在ERP沙盘模拟对抗赛中,学生要对广告费用投入、产品研发、市场开拓、原材料采购、生产能力调整、贷款,以及资金使用等一系列企业生产经营活动做出决策,形成决策方案[1]。CEO便是整个团队运作的核心,将每个人的优势特长发挥最大化,并在关键时刻做出深谋远虑的决断,对CEO的决策能力和公信力都是个严峻的考验。赛前依据市场预测统筹财务及生产计划、优化方案以应对多变的竞争环境;在竞赛过程中时刻保持清醒的头脑,第一时间调整产品结构和市场战略,实现利益最大化;赛后及时总结经验教训,提高个人素质与团队协作能力,增强团队凝聚力。每场“商战”的胜利都离不开好的团队,一个好的团队离不开好的团队领袖。

1.2 财务总监(CFO)

如果说CEO是团队的心脏,那CFO便是大脑。ERP沙盘模拟公司经营,在商战中当然是“利”字当头,精打细算亦是制胜的关键所在。计算公司每年的财务报表,优化长短带、贴现,及时告知CEO财务预警、当年权益、下年预计权益、本年最高广告投放额度、从搜集到的信息中分析竞争对手的下一年权益和策略。以上均是财务总监的主要职责,涉猎范围广、处理的数据繁多,对会计专业知识有一定的要求,纵观近几年ERP沙盘模拟对抗赛对财务人员的要求越来越高,报表中一个小的错误便会导致团队大量失分[2]。

在整个沙盘推演的过程中财务可以说是“牵一发而动全身”,任何一个决策都可能给财务预测带来翻天覆地的变化,同时财务决策的技巧也很繁多,虽然ERP沙盘模拟简化了财务报表,但是主要的会计思想不变,合理的财务调整会帮助“公司”拥有更平稳的现金流免于债务危机,更快地占领市场扩大产能。如短贷利率为5%、长贷利率为10%、利息支付为四舍五入,因此,长贷以4结尾;短贷以9结尾达成节省小数点后的利息。在贷款时采取短贷为主,长贷为辅,少贴现是前提,不以贴现还贷款的贷款都是合理的,四个季度的短贷尽量以平均的贷款模式为优。税的计算,实际上是应纳税额的计算,有时甚至可以通过贴现降低权益以达到避税的目的。

1.3 生产总监

赛前根据市场计算可能的产品组合,与团队商讨确定较为合理的生产方案,竞赛过程中可借助EXCEL等辅助软件快速地计算产能,告知营销总监下年产品数量,方便采购总监安排原材料计划,最大限度地减少现金压力和库存压力。

产能由两部分组成:(1)生产线本年度生产;(2)库存。在计算产能时需详细计算出每个季度,每类产品的产能,同时注意柔性线产能的分配,合理调产。产能确定以后和财务沟通后,确定交单时间,从信息总监那里得到的信息,分析主要竞争对手下一年的产品种类和数量。这一过程往往由2~3人完成,如果没有信息总监,营销总监和采购总监可协助分析。

1.4 营销总监

在比赛之前的主要任务是分析市场,从给出的市场预测表中尽全力分析整理出更加直观的东西,在比赛中与CEO商量共同确定每年广告额,合理把握订单市场走势以及竞单,才是团队制胜的关键所在。

投放广告的前提是排产,好的排产可以减少非常多的广告,降低财务风险,因为广告都是权益,比你财务节省的权益更为重要,所以市场才是沙盘的核心。在排产的同时要思考你每个产品投出的广告可不可以拿掉你的交货期,同时考虑回单的琐碎性。

1.5 采购总监

采购总监主要与生产总监和营销总监相配合,计算原材料需求,及时下订单并按时领材料,在手工沙盘中较为重要。然而,随着信息技术和网络的发展,近几年电子沙盘占据主导地位,该职位的作用愈发不明显。在团队分工的过程中,若为五人团队则生产总监和采购总监由一人担任,借助EXCEL等工具辅助核算;若为四人团队则再合并营销总监,间谍系统——信息总监被越来越多的沙盘高手所重视。

1.6 信息总监

信息总监通常也被理解为团队的“间谍系统”,观察竞争对手动向,协助团队其他成员做出更理性的决策,在“商战”高手的较量中,该职位更为重要。通过现金可预测其他小组的广告额,通过固定资产可预测其他小组的产能,通过研发费用可预测其他小组的产品结构等。ERP沙盘模拟亦是信息战,一个好的“间谍系统”是主宰比赛的前提。信息总监主要分析归类整理询盘信息,根据团队情况可以充当第二财务或者第二生产,帮忙验证正确性。

2 战略部署与协作机制

2.1 战略部署

ERP沙盘竞赛的关键不在于自身团队做得多好,而在于比其他团队做得更好,信息收集与信息处理能力则是市场博弈的关键,是企业想策略、做方案的依据。拿到一张市场预测图,首先要想的是用EXCEL把市场预测图解开,求出市场的平均单量,在异常的市场,如单数过多、过少,或者新增市场等情况,重点标记出来,做方案时就可以往这方面想,并根据自己的经验判断市场的大小,可以用其他市场的订单数和需求量来辅助判断。

ERP沙盘模拟采用的是标准的以销定产的经营管理模式,追求的是利润最大化、资源利用最优化,在选单过程中根据经验采用以下优先级,交货期>数量>单价>账期。在制定生产方案的时候要从市场出发,分析市场一定是第一步,然后协调财务制定多个产品战略和生产方案,最后择优执行。

2.2 协作机制

ERP沙盘本身就是一个流程性很强的系统,团队是一个有机的整体,任何职务都不能独立的存在,所以我们的团队分工以及配合也应该具备完整流程的信息沟通方式,各个总监都明白自己所处位置的职责,然后CEO带着队员反复地操练合作交流模式达到很高的默契度,才能在“商战”中立于不败之地。

通过分析近几年的ERP沙盘实践教学情况并总结ERP沙盘对抗赛的实战经验,根据五个人职位分工及重要性的不同,提出“风筝形”团队结构,按照其“骨架”来做赛前的战略部署。同时,此种协作机制亦可促使团队高效运作,助力企业称霸市场。

CEO作为团队的首脑,位居中心,在下达各种指令的同时接受组内成员的信息反馈。其余人根据CEO拟定下来的方案进行优化、实施。CFO除了根据企业运行状况计算现金流和各类报表外,还应控制现金和债务,分析相关财务指算来检验CEO所做的方案是否可行。生产和采购虽是两个职位,但因采购只需对生产负责,提议将两者合并由一人承担,随着ERP沙盘竞赛水平的提升,此种分工方式被越来越多的团队所认可。信息总监作为商战过程外部信息的第一分析师,在实践过程中对团队经营的关键决策起到导向性作用,类比为风筝线再好不过,由此分析出的结果第一受益人便是营销总监,营销作为企业的产品输出者及外部信息的接受者,能最快地对市场做出反应以提高团队应变能力。四大主要职位分居风筝的四角,彼此呼应,有效合作,由信息引导决策,两两间决策优势互补保证了企业的高效运营。赛前按此结构制定比赛方案,做好预算;赛中据此流程根据实际情况进行方案的调整,优化团队运营方案。

3 结语

ERP沙盘模拟采用仿真企业环境、仿真业务流程、模拟职能岗位,体验承担经营风险与责任,提高人们在激烈的市场竞争中的决断能力。为了提升团队的运作效率,提高企业在市场中的竞争力,本文总结ERP沙盘模拟中各岗位职能,提出“风筝形”的团队结构和协作机制,全面提高团队的经营管理能力。

摘要:ERP沙盘模拟是一种新型的体验式教学方式,它融管理学、会计学、市场学等知识于一体,旨在让学生更加深刻地理解、学习和掌握先进的企业管理思想及管理模式,以适应现代企业的需求,提高学生的动手能力和创新能力。本文以ERP沙盘模拟为例,分析实践教学中各岗位的职能,总结大量比赛经验,详细介绍了比赛过程中的团队分工及团队协作机制,提出了风筝形团队结构模型。优化企业内部运营模式,提高团队工作效率,能够抓生产、控市场、稳财务、高运转的团队,才能使企业在激烈的市场竞争中更具活力。

关键词:ERP沙盘模拟,团队协作机制

参考文献

[1]马红莉.企业管理ERP沙盘模拟对抗中的团队管理[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2009(25).

多团队系统协作机制 篇3

随着大量新的无线设备的出现,近十年来对无线频谱资源的需求有了突飞猛进的增长,使得官方的频谱管理部门不得不重新审视对无线频谱资源的利用策略。现有的频带持有者即授权用户对频带的利用率非常低[1],频谱管理部门已经开始考虑将公开授权的频带给非授权用户使用,即在不干扰授权用户使用信道的情况下,当非授权用户感知到信道空闲时,利用空闲的信道传输数据[2]。如何使非授权用户感知授权频带是否空闲的频谱感知技术,是认知网络实现的关键点。频谱感知指通过非授权用户直接感知授权频带来辨识空闲频段,并在频带空闲时传输自身数据。由于频谱感知相对低廉的结构成本以及良好的兼容性,已被包含在IEEE 802.11标准之中[3]。

多数研究频谱感知的文献,都假设每个非授权用户完全自愿进行频谱感知,然后把各自的感知结果发送到中心控制单元[4],由中心控制单元根据合适的决策规则进行决策,得到最终结果并通知各个非授权用户。然而,感知频带的空闲情况需要耗费一定的时间和能量,会减少非授权用户的数据传输时间,如果非授权用户不进行频谱感知而选择利用其他用户的感知结果,就可以提高自己的数据吞吐量。在保证检测概率的情况下,如果选择进行协同频谱感知的非授权用户的数目多,那么每个选择进行协同频谱感知的非授权用户进行频谱感知所用的时间就少,数据吞吐率(即一个周期传输的数据量)就大,反之,数据吞吐率就小[5]。如何合理地协调各个非授权用户的感知积极性,从而使每个非授权用户在得到各自满意的数据吞吐率的基础上,同时提高频带整体的利用率,是一个亟待解决的问题。

本文在已建立的频谱感知系统模型的基础上,证明了所有非授权用户共同进行协同频谱感知可以最大化每个非授权用户的数据传输速率。那么问题就转化为如何设计合理的博弈策略,使各个非授权用户都积极地选择进行协同频谱感知。本文根据理论分析结果,设计不同的策略来提高非授权用户进行协同频谱感知的积极性。仿真结果表明,本文所提出的策略可以有效地促进非授权用户进行协同频谱感知,提高信道的整体利用率。

1 频谱感知系统模型和频谱感知博弈模型

1.1 信道感知模型

非授权用户对信道的感知,分为两种情况:授权用户在使用信道和信道空闲,分别用H1和H0来表示,感知结果用r(t)来表示,则:

r(t)={hs(t)+w(t)ifΗ1w(t),ifΗ0(1)

式中,h是信道从授权用户的发射机到非授权用户接收机之间的信道增益,假设为慢平坦衰落;s(t)是授权用户的信号,假设为独立同分布随机过程,方差为σs2,均值为0;w(t)是加性高斯白噪声,方差为σw2,均值为0; s(t)和w(t)相互独立。

利用能量检测器来感知频带的利用情况,采样次数为N次,那么用于判决的检测统计结果为:

Τ(r)=1Νi=1Ν|r(t)|2(2)

利用中心极限定理可以得到检测统计结果T(r)的概率密度函数,在假设H0下,Τ(r)Ν(σw2,1Νσw4);假设授权用户的信号为复相移键控(PSK)信号,在假设H1下,Τ(r)Ν((γ+1)σw2,1Ν(2γ+1)σw4),其中γ=|h|2σs2σw2为信噪比[6]。

定义1PD为假设授权用户正在使用的情况下,正确检测到信道忙的概率;PF为假设信道空闲的情况下,检测到信道忙的概率。

那么误检概率PF和检测概率PD分别表示为[6]:

ΡF(λ)=12erfc((λσw2-1)Ν2)(3)

ΡD(λ)=12erfc((λσw2-γ-1)Ν2(2γ+1))(4)

其中λ为能量检测器的阈值,erfc(·)为互补误差函数。

为了最大限度地保证授权用户的通信质量,给定目标检测概率Ρ¯D后,能量检测器的阈值λ可以根据下式结合式(3)求出式(5):

ΡF(ΡD-,Ν,γ)=12erfc(2γ+1erf-1(1-2Ρ¯D)+Ν2γ)(5)

其中erf-1(·)为误差函数erf(·)的反函数。

假设非授权用户感知频谱的采样频谱为fs(Hz),帧周期为T(s),由于感知频谱时占用帧周期时间,且频谱的状态未知,感知频谱时非授权用户不能传输数据,那么一个周期中,用于传送数据的时间为T-δ(N),其中δ(Ν)=Νfs为在一个周期中进行频谱感知所用的时间。当频带空闲和授权用户占用频带两种情况下,非授权用户数据传输速率分别为:

RΗ0(Ν)=Τ-δ(Ν)Τ(1-ΡF)CΗ0(6)

RΗ1(Ν)=Τ-δ(Ν)Τ(1-ΡD)CΗ1(7)

其中RH0(N)和RH1(N)分别表示信道空闲和授权用户占用信道两种情况下非授权用户的数据传输速率。CH0和CH1分别代表非授权用户在假设H0和H1下的数据传输速率。若以PH0代表授权用户不占用频带的概率,则非授权用户平均数据传输速率R(N)可以表示为:

R(N)=PH0RH0(N)+(1-PHo)RH1(N) (8)

理想的情况下,要求非授权用户不能对授权用户的通信造成任何干扰,即PD=1,但是根据式(5),当PD=1时,PF也为1,由式(8)得非授权用户数据传输速率为0。因此为了尽量不干扰授权用户的通信,同时兼顾非授权用户的数据传输速率,目标检测概率ΡD-要尽可能接近1,要求ΡD>ΡD-,否则非授权用户的通信要求将会被拒绝。考虑到在误检的情况下,由于受到授权用户的干扰,非授权用户的数据传输速率将会非常低,即CH1趋近于0,式(8)的第二项可以去掉,即非授权用户的数据传输速率R(N)可以近似为R¯(Ν):

R¯(Ν)ΡΗ0Τ-δ(Ν)Τ(1-ΡF)CΗ0(9)

1.2 协同频谱感知博弈

考虑在彼此通信数据可达范围的一组K个非授权用户,如果把授权频带分为K个子频带,当授权用户没有进行数据传输时,每个非授权用户可以选择在K个子频带中的一个频带进行数据传输,由于各个子频带的空闲情况是一致的,那么,各个非授权用户可以相互交换自己的感知结果,从而减少每个用户的感知时间,提高数据传输速率[7]。

非授权用户集合用S={s1,…,sk}表示,每个非授权用户sk有相同的策略集合:Α={C,D},其中C代表非授权用户选择进行频谱感知,D代表非授权用户选择不进行频谱感知,通过监听其他用户的感知结果来提高自己的数据传输速率。同一个周期中选择策略C的非授权用户构成集合Sc={s1,…,sJ}。定义收益函数为非授权用户数据传输速率。

若非授权用户sjSc,即选择策略C,收益函数为[5]:

U˜C,sj=ΡΗ0(1-δ(Ν)|Sc|Τ)(1-ΡFSc)Csj|Sc|[1,Κ](10)

若非授权用户siSc,即选择策略D,且|Sc|≥1,收益函数为:

U˜D,si=ΡΗ0(1-ΡFSc)Csi|Sc|[1,Κ-1](11)

在式(10)和式(11)中,CsjCsi为非授权用户sjsi在假设H0下的数据传输速率。

若|Sc|=0,即所有的用户都选择策略D,那么所有用户的收益函数相同,都为:

U˜D,si=0|Sc|=0(12)

在本文中PDPF根据多数裁定原则进行确定[8]:

PD=Pr[在集合Sc中大于一半

成员感知结果为H1|H1] (13)

PF=Pr[在集合Sc中大于一半

成员感知结果为H1|H0] (14)

其中Pr表示概率。

2 多用户协同频谱感知博弈分析

2.1 多用户协同频谱感知模型

每个非授权用户在数据传输的过程中,有两种策略可以选择:进行协同频谱感知和不进行协同频谱感知利用其他用户的感知结果。如果某一用户不进行协同频谱感知而选择利用其他用户的感知结果,那么它就可以有更多的时间来进行数据传输,从而提高自身的数据吞吐率,如果所有用户都不进行协同频谱感知,那么由于没有协同频谱感知结果从而使得每个用户的数据吞吐率都下降。如何选择策略是每个用户都面临的问题,在多用户博弈的环境中,每个用户的策略选择不仅影响自身的数据传输速率,也在一定程度上影响着其他用户的数据传输速率,这种策略的选择和相互影响构成了一个多维的博弈问题。

在多个用户进行协同频谱感知的情况下,有多少用户参与协同频谱感知可以使得每个用户的数据传输速率最大?因为频谱感知耗费一定的时间和资源,如果过多的用户参与协同频谱感知是否会使花在频谱感知上的时间过多而导致整体的数据传输速率下降,如果过少的用户参与协同频谱感知是否会使得所有用户等待的时间过长而降低每个用户的数据传输速率?下面的定理回答了这些问题。

定理 在多用户协同频谱感知博弈中,所有用户参与协同频谱感知所得到的数据传输速率最高。

证明 假设有N个用户参与协同频谱感知(N>2,NN+)博弈,在参与协同频谱感知博弈的用户中有K个用户选择进行协同频谱感知,即|Sc|=K,(0<K<N)。

从式(10)中可以得到参加协同频谱感知的用户总数据传输速率为:

payoffk=|Sc|ΡΗ0(1-δ(Ν)|Sc|Τ)(1-ΡFSc)CΗ0

不参加协同频谱感知用户总数据传输速率为:

payoffN-k = (N-|Sc|)PH0 (1-PFSc)CH0

所有N个用户的总数据传输速率为:

payoffΝ,Κ=payoffΚ+payoffΝ-Κ=(Ν-δ(Ν)Τ)ΡΗ0(1-ΡFSc)CΗ0

where |Sc| < N

当所有N个用户都参加协同频谱感知时,总体的数据传输速率为:

payoffΝ,Ν=(Ν-δ(Ν)Τ)ΡΗ0(1-ΡFScΤ)CΗ0

where |ScT| = N

从式(5)和式(14)可知,当|ScT| > |Sc|时, PFScT < PFSc那么必有:

payoffN,K<payoffN,NK<N

通过以上定理可知,所有非授权用户参与协同频谱感知可以使得每个非授权用户的数据传输速率最大,下面我们通过仿真结果对所得到的结论进行检验。

仿真中假设授权用户所发射的信号为基带正交相移键控(QPSK)调制信号,采样频率为fs=1MHz,帧周期T=20ms,频带空闲的概率为PH0=0.9,检测概率为Ρ¯D=0.96,噪声信号为零均值循环对称复高斯(CSCG)随机过程,通常情况下,授权用户的基站和非授权用户的基站距离比较远,为低信噪比模式,信噪比设为γsj=-12dB;数据传输速率Cs1=Cs2=1,假设有N=30个非授权用户参与协同频谱感知博弈,博弈的收益为数据传输速率,收益(payoff)由收益函数式(10)-式(12)计算。假设每个博弈者选择协同频谱感知的概率x从0.01开始增加到1,在变化的过程中观察总体收益的变化。仿真结果如图1所示。

可以看出,当所有用户都选择不参加频谱感知,即x=0时,由于没有频谱感知结果,达不到授权用户对目标检测概率的要求,所有的非授权用户都不能进行数据传输,总的数据传输速率为0;随着非授权用户选择参加协同频谱感知概率的增加,总体数据传输速率也逐渐增大;当所有用户都选择进行协同频谱感知时,总数据传输速率达到最大,约为18.75个单位。实验结果很好地验证了定理关于在协同频谱感知博弈中所有用户都选择参与协同频谱感知可以最大化总体数据传输速率的结论。

2.2 多用户协同频谱感知策略分析

在每个用户的单次博弈的过程中,由收益函数式(10)-式(12)知,在有用户进行协同频谱感知的情况下,用户选择不进行协同频谱感知而得到的收益比进行协同频谱感知而得到的收益多,用户自然会选择不进行协同频谱感知而提高自身的单次博弈所得到的收益,而如果没有用户选择进行协同频谱感知,那么所有用户的收益都为零。如果使所有用户都按照最大化单次博弈收益的方式来进行策略选择,那么博弈的均衡必然停留在整体效率较低的水平,这是由于博弈者仅仅考虑了单次博弈而没有从多次博弈的总体结果上进行考虑造成的。

如何使用户能从总体上把握博弈的结果,从总体出发来选择每次的博弈策略,并且能够快速收敛到几乎所有用户都参与协同频谱感知的均衡状态,是本文着重考虑的问题。考虑到集中控制和分布式控制各自的优缺点,本文采用自由博弈和固定引导的方式来解决完全自由博弈所造成的总体数据传输速率低下的问题。一部分用户固定的进行协同频谱感知,另一部分用户根据上次进行协同频谱感知的比例来选择自身的策略,以上次进行协同频谱感知的用户比例作为此次选择进行协同频谱感知策略的概率,那么从总体来看,相比于上次博弈,每次博弈选择进行协同频谱感知的用户数量在不断增加,根据上文的定理和仿真结果,总体的数据传输速率也在增加,从而提高了频谱的利用效率。这部分固定选择进行频谱感知的用户可以是政府机构采取的集中式控制策略,而新进入的自由博弈用户,可以有自由选择的权利,从而较好地协调了用户的自由选择权与资源的合理利用之间的矛盾。

本文首先从理论上进行分析,然后以仿真结果来进行验证这一结论。

假设在协同频谱感知博弈中,有占总数比例为x的非授权用户在每次博弈中固定的选择进行协同频谱感知,其他用户把上一次博弈结果中选择进行协同频谱感知的用户所占的比例作为此次博弈自身选择进行协同频谱感知的概率,每次博弈完成后,参与协同频谱感知的非授权用户占所有非授权用户的比例用y1,y2,y3…,yn…来表示,则初始时,参与协同频谱感知的非授权用户所占的比例为y0=x,那么:

y1=y0+(1-y0)y0

y2=y0+(1-y1)y1

y3=y0+(1-y2)y2

yn=y0+(1-yn-1)yn-1 (n≥1)

假设x=0.05,迭代结果如图2所示。可以看出,第5次迭代结果相比于初始的0.05已经有了很大的提高,但是迭代结果第10次之后就没有了变化,这是因为迭代过程中当yn=yn-1时,达到了系统的平衡点,此时yn=y0=0.05。然而,方程f(yn)=-yn2+y0的导数为f′(yn)=-2yn,在yn=0.05f′(yn)<0,即在物理上是一个不稳定的平衡点。如何跳出此平衡点,跳出平衡点后系统会达到怎样的新平衡?考虑到在协同频谱感知博弈中,非授权用户的数目是有限的,那么系统中进行协同频谱感知的概率变化的步长是有限的,假如系统中非授权用户的数目是30个,那么概率变化的最小值为1/30,在此变化步长和0.05的初始化概率之下,即使考虑到仿真结果中计算机位数的限制所造成的计算误差,系统的迭代结果永远达不到无理数0.05, 下面本文以实际的仿真结果来验证理论推理的过程。

仍采用2.1节中的信道参数,仿真流程如图3所示,初始化固定参与协同频谱感知的非授权用户比例为x=0.05,在非授权用户数目为30时,非授权用户的总收益即总的数据传输速率和迭代次数的关系如图4所示,非授权用户选择进行协同频谱感知的概率和迭代次数的关系如图5所示。

从仿真结果可以看出,在进行大约70次迭代后,在非授权用户数目为30,初始概率为0.05的情况下,非授权用户进行协同频谱感知的概率为1,即所有的非授权用户都进行协同频谱感知,同时用户的总收益也达到了最大值18.75,与2.1节中的证明结果相符合。

3 结 语

本文通过分析典型的协同频谱感知模型,证明了所有非授权用户都进行协同频谱感知可以最大化总体数据传输速率的结论,进而最大化每个用户的数据传输速率。同时本文通过分析单次的协同频谱感知博弈,得出非授权用户会选择不进行协同频谱感知而最大化自身在单次博弈中的收益,从而造成总体的数据传输速率大大降低,进而使每个用户的数据传输速率都维持在较低的水平。为了解决这一问题,本文通过提出相应的模型,将集中式控制和分布式控制有效地结合起来,并分析了理论结果和实际工程的差别,得到了良好的结果。本文所提出的模型可以有效地应用于非授权用户的协同频谱感知,大大提高频带的利用率,为解决频谱资源紧张的问题提供一种思路。

摘要:认知无线电技术被公认是下一代无线网络的核心架构之一,频谱感知是认知无线电实现的核心手段。通过分析现有的协同频谱感知模型,证明了在多用户进行协同频谱感知的情况下,所有用户进行协同频谱感知所得到总体信道利用率是最高的;进而设计策略促使所有的非授权用户积极进行协同频谱感知,并对所设计的策略进行仿真验证。仿真结果表明,所设计的策略可以有效地促进非授权用户进行协同频谱感知,从而提高频谱资源的整体利用率。

关键词:认知无线电,博弈论,频谱感知,信道利用率,协同策略

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[7]Mishra S M,Sahai A,Brodersen R W.Cooperative sensing among cog-nitive radios[C]//Communications IEEE International Conference on.Dec2006,Istanbul.

多团队系统协作机制 篇4

海南大学三亚学院 (以下简称“三亚学院”) 科研工作的总体目标是:紧密结合学院育人使命, 服务于教学中心地位, 为学院基本理念、基本价值和培养应用型、实用性人才提供支撑;“围绕使命, 围绕专业, 养成习惯, 提升能力”的宗旨, 建设一支骨干教学科研队伍, 促进教学改革、学科专业发展和教学质量提高;完成一批科研项目, 并以后续支持的方式, 提高科研成果的质量和水平, 并积极争取更多的国家和省级重大科研项目;鼓励横向协作, 加快研究成果的转化;尽快把学院建设成为适应海南经济建设和社会发展需要的高素质人才培育、高水平学术研究、高层次决策咨询的重要基地, 在海南省乃至全国的独立学院中扩大学院的科研影响力。

三亚学院积极发挥科研工作的基础作用。通过深入研究教育基本规律和学院办学定位的基本图景、理念和价值, 牢固把握“育人为本”这一办学根本方向;开展教学改革研究, 不断创新办学体制和机制, 改革教学方法, 提高教学质量;紧密跟踪各学科专业的发展前沿和热点问题, 提高研究队伍的综合素质和学术水平, 促进学科专业发展和师资队伍建设;密切关注地区经济社会发展动态, 立足海南, 服务海南, 积极为地区社会经济发展献计献策, 提升学院的影响力。

学院的科研工作努力创造符合学院的类型定位, 即以科研为基础的教学型大学, 积极创造条件向以教学为中心的教学研究型大学过渡;符合学科专业定位, 即经、管、文、法、工、理、农七大学科门类相互支撑、交叉渗透、协调发展、各具特色的学科专业和专业群;符合学院师资队伍建设的目标定位, 即建立一支教风正、水平高、结构合理的职业化教学科研精英队伍。

二、办学体制和机制的优势, 是学院科研发展的重要保证

先进的办学理念、灵活的办学体制和运行机制, 促进了各项工作运行的高效率和办学的高效益。学院提倡的三种文化 (阳光的为人处事文化, 高效办公的执行文化, 平等协商、自由表达、尊重规则的讨论文化) 得到有效培育与均衡发展, 凸现出活力。学院已经形成了上下一心、齐抓共管为实现办学目标和共同愿景而努力奋斗的可喜局面。学院领导团队统一思想, 认清方向, 正确认识科研工作在学院发展中的地位和作用, 真正发挥科研工作的基础作用。学院加强科技人才队伍建设, 培养造就一支具有改革创新精神、又能爱岗敬业的科研骨干队伍。加大人才引进力度, 抓紧人才培养, 抓好科研团队建设, 发挥学科带头人和骨干人员的示范、凝聚作用。学院制定激励政策, 强化激励措施, 调动科研人员的积极性。激励政策, 包括科研成果的奖励政策, 申报项目的经费补贴政策, 出版专著、发表论文的费用补贴政策等。科研激励政策的取向, 注重奖励创新, 奖励成果, 奖励转化, 奖励实效, 为教学中心地位服务, 为地方经济社会发展服务。成果奖励突出重点, 重奖国家级、省级获奖项目, 以及为地方政策决策发挥良好作用的研究成果, 重奖在科学研究中取得优异成绩的研究人员和研究机构。学院鼓励各分院、研究机构承办全国性和国际性学术会议, 鼓励与国内外著名高校和研究机构建立学术联系, 扩大对外学术交流。

从硬实力方面看, 学院的办学规模已达到近17000名学生, 建成了能容纳约20000名学生的基础设施, 建立了一支400多人的自有师资队伍, 其中具有高级职称的教师占26.6%, 具有硕士以上学位的占54.9%。建成了3个省级实验教学中心, 拥有了一批较为先进的实验设备和器材。学院的办学硬实力在全国的独立学院中名列前茅。从软实力方面看, 学院初步形成了具有鲜明特色的大学文化, 学院办学定位的基本图景、基本理念与基本价值深入人心, 并已成为学院管理团队和教学团队的办学指导思想。这些将深刻影响学院师生的精神风貌、价值追求和整个校园的文化氛围, 提升学院的人才培养质量、发展后劲和社会影响。这些综合优势, 是科研发展的重要基础和条件。

三、高度重视科研工作, 积极争取各级各类科研项目

学院自建立以来, 高度重视科研工作, 积极争取各级各类国家级、省部级科研项目。在短短4年的办学时间内, 学院获批国家社科基金项目1项, 承担海南省教育厅等省级科研项目20余项, 三亚市院校基金项目10余项。同时, 学院为鼓励教师积极参与科研, 每年资助校级科研项目40多项, 不断加大科研经费的投入力度, 截止到2009年底, 学院科研经费投入已近300万元。

为充分发挥民办院校的体制优势, 立足于为地方经济社会发展服务, 学院承接多项委托科研项目或合作开展科研项目。已承担海南国际旅游岛建设相关项目和三亚市城市社区建设等10多个横向项目, 在地方上享有较高的科研声誉和社会影响, 充分体现出三亚学院作为民办院校科研应用性强、科研定位明确、指向明确、成果转化力度快的特点。

同时, 学院的科研定位高度重视实际应用, 体现出三亚学院发展的阶段性特点, 即针对实际问题、目标进行独创性研究, 所取得的科研成果更直接服务于人才培养目标的实现和地方经济、社会、科技和文化的发展。三亚学院正在努力造就一支教风正、水平高、结构合理的职业化教学科研精英队伍, 尽快将学院建设成为适应海南经济建设和社会发展需要的高素质人才培育、高水平学术研究、高层次决策咨询的重要基地。

今后三年, 学院各级项目资助重点向三方面倾斜:一是重点资助坚持科研服务于办学使命, 深化学院办学定位的图景、价值和理念的研究项目;二是重点资助坚持科研服务于教学中心地位, 深化教学改革研究的项目;三是重点资助坚持科研服务于地方经济社会, 与海南和三亚经济社会发展密切相关的项目。

四、“三所一院”奠定学院科研实力, 形成稳定科研队伍, 带动产生科研精品

目前, 学院拥有社会发展研究所、落笔洞文化研究所、经济管理后发展研究所以及三亚市度假经济研究院“三所一院”的较强科研机构, 这在民办高校中是少有的。这些研究机构奠定了学院科研实力, 形成了稳定的科研队伍, 带动产生了一批科研精品。

与此同时, 学院注重科研团队建设, 发挥学科带头人、科研骨干人员对科研团队建设的示范、凝聚、培养作用, 特别强调抓好重点学科和重点专业的科研团队建设, 重点培养一批特色鲜明、优势突出、基础雄厚的优秀科研团队, 力求通过发挥团队优势, 逐步拓宽科研领域, 挖掘科研深度, 提升科研层次。如, 学院公共基础教学分院年轻科研骨干教师已承担多项省市级科研课题, 出版《中文应用写作》《大学英语写作教程》等多部教材;经管分院的科研团队建设卓有成效, 体现出老、中、青年教师配置合理的科研梯队, 并多次获得各级各类科研项目。

五、充分利用“流动”的社会资源, 搭建国际国内合作与交流平台

在三亚学院先进的办学理念、灵活的办学体制和运行机制的优势影响下, 学院充分利用“流动”的社会资源, 汇聚来自中国社会科学院、北京大学、清华大学、复旦大学、同济大学、上海交通大学、中山大学、香港理工大学等国内重点科研单位或高校的知名学者担任学院特聘教授。

学院以“三亚大讲堂”为平台, 不断活跃校园学术氛围, 扩大学术交流的领域和范围, 培养学生崇尚实事求是、坚持真理的学术精神, 培养科研人员坚持独立思考、不懈探索真理的优良品质。在交流过程中注意提高各类学术活动的实际效果, 在活跃学院学术氛围、提高师生学术素养、提升学院声誉影响的基础上, 更加注重通过学术活动促进教学改革、学科专业建设和人才培养。自建校以来, 已经开展各类学术讲座200多场, 并成功举办了中俄教育文化三亚论坛、中德职业教育论坛、国际人学会议、中国高等教育展望等大型国际学术交流活动。

学院积极搭建适应学科发展需求的国际国内合作与交流平台, 拓宽学术交流渠道。在条件成熟的前提下, 吸引一批有影响力的学术组织挂靠学院, 为教师开展学术对话提供更宽阔的平台。同时充分利用校内外资源, 开展丰富多彩的、有特色的小型学术活动, 如学术沙龙、结合国内外重大事件的专题学术讲座等, 把广大教师的精力引导到教育教学改革研究、学术研究和学科专业建设上。学院在科研和学术活动中提倡尊重学术自由, 提倡学术争鸣, 提倡讨论文化, 努力营造三亚学院“学术氛围浓厚、学术思想自由、学术风气正派、学术道德高尚”的优良学术环境。

六、结语

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