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通信网络结构

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通信网络结构

通信网络结构范文第1篇

【关键词】 5G 大规模MIMO 超密集异构网络 SDN

一、引言

随着信息社会的深入发展,移动接入端的数量和流量均呈现爆发式增长,现有的4G网络已经越来越难以满足用户需求。在这种情况下,各主要国家、行业组织、相关企业和研发机构纷纷投入大量人力和财力进行下一代移动通信(5G)的研发工作,并且已取得可观进展。

业内普遍预计,5G网络有望于2020年左右正式部署,届时将极大地改善用户的移动上网体验,并且能够有力地支持物联网产业的发展。

二、5G网络特征

2.1 大规模MIMO天线阵列

MIMO天线技术在4G网络中就已经得到广泛应用了,在基站端设置多部天线,通过空分复用或空间分集,可以明显提高系统容量或可靠性。

但受制于基站空间大小,天线数不可能太大,一般为2~8,这样就形成了传输速率上限。为了突破这一瓶颈,研究人员提出了大规模MIMO技术。根据理论分析,当基站天线数趋向于无穷大时,不同用户信道间的相关性将趋向于0,也就是所谓的“信道硬化”,这样不仅可以大幅度提升传输速率,而且采用最简单的匹配滤波检测就能消除用户间干扰[1]。

2.2 超密集异构网络

在传统移动通信系统中,当某小区用户数超过现有网络容量时,最直接有效的方法就是小区分裂,通过缩小小区覆盖面积、增加小区数来容纳更多用户。这一策略在5G时代仍将有效,由于5G信号速率较之于4G会有明显提升,不可避免要占据更高频谱,这样一来,无线信号的覆盖半径就会自然减小。因此,超密集微小区结构将是5G网络的一大特征。

在5G时代,一方面,随着越来越多的有线互联网业务转移扩展至无线网络,各种针对用户位置移动开发的移动端应用软件也层出不穷,再加上方兴未艾的物联网产业,这些都要求移动网络同时具备高速率和低时延,目前得到广泛应用的一些短距离无线局域网如WiFi等完全可以胜任。另一方面,一些传统的移动业务如语音通信、短消息等对网络的速率、时延没有太高要求,但需要良好的移动性和较大的覆盖范围,这类业务完全可以利用现有的4G乃至2G、3G网络。因此,由运营商建设的基础移动网络和各类组织、个人自建的无线局域网等不同类型的网络将、相互融合,共同为用户提供优质服务[2]。

2.3 软件定义网络

软件定义网络(Software Defined Network,SDN),就是用软件来调度和管理网络,是由美国斯坦福大学教授Nick Mckeown等人首先提出的概念。

SDN是一种新型网络架构,它具有三层结构:从上至下依次为应用层、控制层和数据层。

数据层对应实体网络,负责数据的物理传输;

控制层向上为用户开发各种应用程序提供标准的编程接口,向下提供了开放的设备管理接口;

应用层面向用户,用户可以通过应用软件来定义网络的逻辑结构,而无须关注底层的实体网络拓扑。

SDN将数据转发与控制彻底分离,由控制层对网络设备进行统一调度与管理[3],控制层相当于一个网络操作系统,用户通过应用软件可以灵活地定义网络路径、调配物理资源。借助这一结构,未来的移动网应用有望变得像互联网一样便捷多样。

三、总结

由以上三个特征可以看出:未淼5G网络并不是简单地提升传输速率,也不是对现有网络的完全取代,而是充分借鉴、融合了现有的无线技术和互联网技术,并在此基础上进行了必要的创新,以更好地满足消费者和产业界的多样化需求。

参 考 文 献

[1] J. Hoydis, S. Brink, M. Debbah. Massive MIMO: How many antennas do we need? In Proceedings of Conference on Communication, Control, & Computing, 2011, 545-550.

通信网络结构范文第2篇

【关键词】现代通信;网络结构;模块;优化

【中图分类号】TP391.8【文献标识码】A【文章编号】1672-5158(2013)02-0101-01

早期受到通信技术条件的限制,国内通信传输多数采用电话通信的方式。这种传输模式不仅信息承载量小,且传输过程消耗的时间更长,影响了用户传递信息的操作质量。现代通信网络采用先进科技为支撑,改变了传统通信网络的不足,提供了更加多元化的传输平台,满足了网络结构模块功能的使用要求。掌握现代通信网络结构模块的分布特点,对其实施优化设计是行业发展的必然趋势。

一、传统通信网络的缺陷

电话通信是最早的通信网络模式,其将电话机设定在收发信息的两个端点,由用户执行拨号方式实现语音通话。电话通信改变了过去面对面的信息传输方式,由电话线路连接端口便能传输信息,基本满足了人们日常生活的通信要求[1]。社会信息科技改革之后,传统通信网络的功能缺陷更加明显,有线通信因其耗时长、效率低、不安全等缺陷,常把一些重要的数据信息丢失,给用户造成了很大的不便,影响了我国通信产业结构的优化升级。

二、新型通信传输的功能特点

人们的信息交流从语言、文字、印刷、电报、电话一直到今日的多姿多彩的现代通信。当今现代通信网络正向数字化、智能化、综合化、宽带化、个人化迈进。新型通信网络采用无线电波传输,将语音、文字、数字、视频等信号经过处理,由信号转换器变为适合通信网络的语言,进而满足了通信传输作业的要求[2]。新型通信传输网具备了优越的传输功能:

1、点对点传输。点对点传输具有很强的专一性,按照用户要求把信息快速地传递到目标点,实现了传输过程的安全性。这种通信传输系统具有专用的客户服务端口,能够完全按照用户的使用要求提供专业服务,把数据信息及时地传输至目标点,这对于提高用户通信服务质量是很有帮助的。例如,商业用户开设了网络信道,与客户之间保持着稳定的信息交换平台。

2、点对多点传输。主控计算机调控通信网络,实现了一点对多点的信息传输模式。这些都标志着通信行业科技的创新发展,也是未来社会通信的必然趋势。可采用分布式计算机作为控制中心,由主控计算机作为综合控制系统,把程序信号传递给子计算机完成控制连接,这样就方便了各种型号的多项传输,使通信网络更好地服务于信息传递。

三、现代通信网结构的优化设计

近年来涌现了新型的因特网,这是现代通信传输的常用平台,方便了用户借助网络传递信号的操作应用。因特网由多个计算机网络执行传输、交换,这里主要是指路由器、交换机、集线器,以及几个终端等几部分组成,属于可以遍及全球的互联网。为了更好地服务于广大客户,必须根据用户要求设计出更加新型的网络结构,通过优化配置功能模块提高通信服务质量。

1、采集模块。对网络进行性能分析、质量评估,数据采集汇总、处理,并形成数据库;使用网管系统对告警进行监视,收集故障信息。现代通信网络配备了多功能采集器,能够按照接收到的信息内容自动进行分类处理,收集与用户使用要求相关的信息内容。采集模块设计要选定合适的采集器,保证通信信号准确地被感应,加快了信息处理的速率。

2、交换模块。传统的通信网络是由传输、交换和终端三大部分组成,这是现代通信网络改革的重点内容。传输是传送信息的媒体,优化设计中要扩大传输范围;交换机是各种终端交换信息的中介体,可灵活地设计各种交换端口,方便信息的转换处理;终端是指用户使用的话机、手机、传真机和计算机等,应设计计算机为主要的交换平台。

3、监控模块。当对一个已存在的系统进行更换时,在计划更换之前,应对系统的使用方式进行一个星期或更长一段时间的监测。监测是为了更好地调控信息,保持通信网传输在相对安全的环境下,这样可以防止用户信息被窃取[3]。例如,企业用户对内设置的通信网络,必须要设计信息监控器以检测不安全信息,减小了信息被窃取的可能性。

4、服务模块。现代电信网是由专业机构以通信设备和相关工作程序有机建立的通信系统,为个人、企事业单位和社会提供各类通信服务的总和。服务模块是通信网人性化设计的内容,按照不同用户的信息传递要求,配备专用服务系统以提高网络运行效率。例如,针对商业用户可设计专用信道传输,及时把重要的商业信息传递给客户。

结论

总之,现代通信网络比传统通信模式的功能更加优越,但对于结构模块分布的要求比较严格。创建新型通信网络,应立足于用户实际应用的要求,配备多功能信号处理模块以适应信息交换操作的要求。对于优化过的通信网络,还要注重日常使用的管理维护,防止通信网故障造成的各种功能问题。

参考文献

[1] 丁子华.新时期多功能通信网络的设计与应用[J].电力系统自动化, 2009,20(12):87-89.

通信网络结构范文第3篇

1.1全面采用TMN的体系结构

TMN是国际电信联盟ITU-T专门为电信网络管理而制定的若干建议书[1],主要是为了适应通信网多厂商、多协议的环境,解决网管系统可持续建设的问题。TMN包括功能体系结构、信息体系结构、物理体系结构及Q3标准的互联接口等项内容。通过多年来的不断完善和发展,TMN已走向成熟。国际上的许多大的公司(例如SUN,HP等)都开发出TMN的应用开发平台,以支持TMN的标准;越来越多国际、国内的通信设备制造厂商也宣布接受Q3接口标准,并在他们的设备上配置Q3接口。国内的公用网、部分专用通信网都有利用TMN来建设网管系统的成功范例,例如:全国长途电信局利用HP的TMN平台OVDM建设全国长途电信三期网管;无线通信局利用SUN的SEM平台建设TMN网络管理系统。TMN的优点在于其成熟和完整性,是目前国际上被广泛接受的体系中最为完整的通信网管标准体系;TMN的不足在于其复杂性和单一化的接口。这些问题在网管系统建设中应该加以考虑。

1.2兼容其他网管系统标准

在接受TMN的同时,兼容其他流行的网管系统的标准以解决TMN接口单一的问题,对电力通信网管系统的建设十分有好处,尤其在强调技术经济效益的今天,这一点更为重要。

SNMP简单网路管理协议所构成的网络管理是目前应用最为广泛的TCP/IP网络的管理标准,SNMP网络管理系统实际上也是目前世界上应用最为广泛的网络管理系统。不仅计算机网络产品的厂商,目前越来越多的通信设备制造厂商都支持SNMP的标准。因此电力通信网管系统应该将SNMP简单网路管理协议作为网络管理的标准之一,尤其在通信网与计算机网的界限越来越模糊的今天,其效益是显而易见的。

2电力通信网管系统方案

2.1需求分析

在选择网管系统方案时各种因素都会影响最终的决定,如网络管理要求、通信系统规模、通信网络结构、技术经济指标等。网络管理要求应是确定网管系统方案的首要因素。并不是在任何情况下网管的配置越高、功能越全越好,如果管理要求只关心对通信设备的实时监控,那么最佳方案是选择监控系统。在完成监控功能方面,监控系统的实时性能、准确程度都较复杂的网管系统要高。同样如果管理要求只关心通信设备的信息,只需要建立网元管理系统即可。但如果是一个管理一定规模的通信网络而且提供通信服务的管理单位,那么就应该选择能够涵盖整个通信网的网管系统。

2.2网络设计

初期的网管系统一般只注重网络某些部分(如通信设备)的管理,其主要原因是通信网管系统在发展初期一般依赖于通信设备生产厂商。真正的网络管理系统应包括以下各个层次:

网元数据采集层:网元(设备)的数据接入、数据采集系统。

网元管理层:直接管理单个的网元(设备),同时支持上级的网络管理层。这一层主要是面向设备、单条电路,是网络管理系统的基础内容。其直接的结果实现设备的维护系统。

网络管理层:在网元管理的基础上增加对网元之间的关系、网络组成的管理。主要功能包括:从网络的观点、互联关系的角度协调网元(设备)之间的关系;创建、中止和修改网络的能力;分析网络的性能、利用率等参数。网络管理层的另一个重要的功能是支持上层的服务管理。

服务管理层:管理网络运行者与网络用户之间的接口,如物理或逻辑通道的管理。管理的内容包括用户接口的提供及通道的组织;接口性能数据的记录统计;服务的记录和费用的管理。

业务管理层:对通信调度管理人员关于运行等事项所需的一些决策、计划进行管理。对运行人员关于网络的一些判断的管理。这一层管理往往与通信企业的管理信息系统密切相关。其功能包括:日志记录,派工维护记录,停役、维护计划,网络发展规划等。

网络管理系统应当是全网络的,对于面向用户服务的规模较大的通信网络,管理的重点应放在网络、服务、业务等层次的管理上。

2.3系统功能

一个完善的网络管理系统应具备如下功能。

故障管理:提供对网络环境异常的检测并记录,通过异常数据判别网络中故障的位置、性质及确定其对网络的影响,并进一步采取相应的措施。

性能管理:网络管理系统能对网络及网络中各种设备的性能进行监视、分析和控制,确保网络本身及网络中的各设备处于正常运行状态。

配置管理:建立和调整网络的物理、逻辑资源配置;网络拓扑图形的显示,包括反映每期工程后网络拓扑的演变;增加或删除网络中的物理设备;增加或删除网络中的传输链路;设置和监视环回,以实施相关性能指标的测试。

安全管理:防止非法用户的进入,对运行和维护人员实现灵活的优先权机制。

2.4系统结构

为了保证网管系统能较好适应电力通信网的特点,满足电力通信网的管理要求,网管系统应能兼容多机种、多种操作系统;应能设计成冗余结构保证系统可靠性;应能充分考虑系统分期建设的要求,充分考虑不同档次的网管系统的需求。网管系统可采用IP级的网络实现系统中各硬件平台之间的互联,利用现有的各种管理数据网络的路由,组织四通八达的网管系统网络。

数据服务器:是网管管理信息数据库的存储载体,用于存储和处理管理信息。

网管工作站:为网管系统提供人机接口功能。它为用户提供友好的图形化界面来操作各被管设备或资源,并以图形的方式来显示网络的运行状态及各种统计数据,同时运行各种网管系统的应用程序。

浏览工作站:通过广域网、Internet或Intranet网接入网管系统,提供网管系统数据信息的浏览功能。

协议适配器:完成网管系统与被管理设备之间的协议转换。

前置机:通过远方数据轮询采集及网管系统与采集系统之间的协议转换,实现对各种通信站、通信设备的实时管理。

网管系统的软件由管理信息数据库、网管核心模块、若干应用平台、若干网络高级分析程序及数据转换接口程序组成。

管理数据库:负责存储和处理被管设备、被管系统的历史数据,以及非实时的资料、统计检索结果、报表数据等离线数据。

网管核心模块包括管理信息服务模块、管理信息协议接口及实时数据库;

通信调度应用平台包括系统运行监视、运行管理、设备操作、图形调用、数据查询等功能。

图形系统实现网管系统图形应用界面,包括图元制作工具、绘图工具、图形文件管理工具、数据库维护工具等。

通信运行管理应用平台提供网管系统所需的各种管理功能,包括运行计划管理、维护管理、报表管理、权限管理等。

网络高级分析软件包括网络故障分析、性能分析、路由分析、资源配置分析。

通信网络结构范文第4篇

关键词:网络通信系统;脆性结构;风险评估

中图分类号:TN915.08 文献标识码:A 文章编号:1007—9599 (2012) 14—0000—02

现代信息通信系统是在互联网环境下的一个复杂庞大的系统,在信息网络化不断发展情况下,这种特征日益明显,但是相对的,在这样的庞大的系统环境下,不稳定与不确定性也开始不断出现。从而也导致了系统脆性事件的不断发生。其实,危害网络通信系统安全的因素和网络通信系统自身内部的不安全因素是网络通信系统与生俱来的,与网络通信系统相生相伴,因此,人们便不断地采取各种措施来增强网络通信的安全性。

一、网络通信系统与信息脆性环境的关系

系统脆性是指在系统环境中,所有作用于系统上并且有可能引发系统的脆性,造成系统突然崩溃的状况和因素。主要从下面几点分析系统与脆性环境之间的关系:

(一)系统与环境相生相随

系统对外部环境具有依赖性的关系,两者的相互作用和关系又具有外部规定性,系统的诞生、运行以及演化都要在特定的环境中进行,完全相同的因子会在不同的环境下按照不同的方式进行重组,而在特定的环境下,系统与环境之间才会形成新的依存关系。

(二)系统分类

根据系统与环境之间的关系可以把系统分为两类:封闭式脆性系统和开放式脆性系统。封闭式脆性系统与外部信息几乎不存在能量、信息以及其他方面上的沟通与交流,开放式脆性系统在能力、信息、以及其他方面与外面环境存在着较多的沟通与交流,在实际中,也有其他系统跟外部系统进行微小的沟通与交流,我们通常称其为封闭式脆性系统。

(三)系统脆性环境

脆性因子和脆性事件两个关键要素共同组成系统脆性环境。当这两个要素与通信系统之间发生相互作用时,就会激发系统脆性,导致系统突然崩溃。

二、网络通信系统脆性的特性分析

近年来,随着网络新业务的不断兴起,网络规模范围的不断扩大,系统结构的日益复杂,当前的网络通信系统存在着诸多危险性因素。由于网络信息系统与我们生产生活息息相关,系统涉及的范围比较大,因此潜在的危险性因素就越多。脆性是系统的基本属性,其在系统中也具有一些特性,主要表现在下面几点:

(一)伴随性

当通信系统中的某一部分受到某种外界因素的攻击或干扰时,通信系统在特定的条件下会出现突然性的崩溃,在此之后,只要与这个系统有脆性联系的其他系统也就会由于伴随的脆性而突然崩溃。

(二)隐藏性

通信系统的脆性是不会被人们轻易所知的,在平时并不会表现出来,如果表现出来了那么一定是系统受到强烈的外部刺激与干扰。网络通信系统复杂多变,随时都存在着脆性被激发出来的可能性。即使是系统发生演进升级,脆性被激发的可能性也会随之变化,而且系统越是有序的演进,其脆性被激发的可能性就越大。

(三)延时性

网络通信系统是一个具有开放性和自动组织性的复杂庞大的系统,因此如果系统出现异常时,系统自身会调节,努力维持系统的正常状态,所以如果系统受到外部因素的影响的时候不会马上崩溃,而是会有一段时间的延迟。

(四)作用结果表现形式的多样性

网络通信系统本身的开放性和特有的进化方式以及复杂多变的外界环境决定了系统的脆性成分的状态也具有多样性的特点,而激发脆性的方式也随之变化莫测,所以脆性影响系统所遭受到损失的表现形式也各不相同。

(五)作用结果危害的严重性

网络通信系统的崩溃就是指系统不能正常有序的工作,工作状态混乱、无序。因此,网络通信系统的脆性在一定的时期具有一定程度的危害性,而各个复杂的系统往往与人们的生活、社会经济的进步以及国家各方面发展密切相关,因此如果系统发生崩溃,那么就会对社会的各行各业的生产和人们的生活产生重大的影响。

(六)子系统之间的非合作博弈是系统脆性的根源之一

网络通信系统在受到脆性的影响时,表现为熵增,子系统之间为了争取有限的负熵资源,使其熵值降低,他们之间肯定是非合作博弈的。

(七)整合性

只有系统作为一个复杂庞大的整体时,脆性才会是其基本属性,假如只是从一个子系统的微观角度去看,是看不出脆性的。

三、网络通信系统的信息脆性风险评估

现阶段,网络通信系统已经成为自治系统,具有开放性、复杂性、非线性以及自组织性的特点。网络通信系统的脆性理论研究是针对其安全性研究的一个重要课题。以下内容对基于脆性风险熵的网络通信系统的信息脆性风险进行了分析和评估,同时要求应根据实际情况对其进行分析,降低风险。

(一)信息脆性风险熵原理

脆性风险熵是衡量通信系统在某一时刻的脆性风险,是对系统的脆性风险的整体把握和预测能力的具体体现。

1.概率风险熵

脆性风险是由外部环境的风险事件的不确定性因素激发的,它表现了系统脆性被引发从而突然崩溃的风险。因此,笔者系统的不确定性是脆性风险的根本来源。如图所示:

2.脆性崩溃系数

在实际情况中,虽然脆性实践的不确定性是系统的脆性风险的来源,但又不完全由脆性事件的分布所决定,还与脆性事件的结果有密切的联系。其数学模型如下图所示:

3.脆性风险熵

为了更好的表示系统整体脆性风险,把脆性事件空间中脆性事件的风险函数在效用系数空间的平均值定义为系统的脆性风险熵。如图:

4.脆性风险熵变化率

脆性风险熵不能准确地描述系统运行演变时对系统脆性度的影响,而是描述系统某一时刻的系统不确定程度。因此,对于易受干扰的网络通信系统,反映系统崩溃趋势的重要指标就是系统脆性风险熵的变化率。脆性风险熵变化率的公式如下:

(二)网络通信系统的脆性风险模型分析

我们通常先通过网络通信系统的风险点或者区域来确定网络通信系统的脆性风险模型,进而再分析网络通信系统的脆性结构。分析系统脆性结构主要就是分析包括系统脆性因子和脆性事件两方面的系统的脆性环境。脆性事件具有多变性、重复性以及难以预测性等特点,网络通信系统的脆性环境可以直接由脆性事件构成,而脆性因子则是存在于脆性事件中,具有一定的稳定性、隐藏性以及可预测性的特点,这与脆性事件截然不同。

脆性因子是系统脆性结构的基础,在外部条件干扰下,能够体现出激发系统的脆性的作用。脆性事件在系统脆性环境中起着脆性因子影响系统的媒介作用,通常情况下,多个脆性因子共同组成一个具体的脆性事件,而脆性事件就能够单独构成脆性环境。上述的系统的脆性结构模型表明,系统的脆性事件集与脆性因子两者共同构成了系统的脆性结构模型。因此,如果出现系统崩溃的情况,我们通常先分析系统脆性事件,识辨脆性事件中包含的基本脆性因子,接下来再根据不同脆性因子的特征和其危害后果,分析网络通信系统崩溃的作用程度,最后再通过计算脆性风险熵,获得网络通信系统脆性风险评价模型。

四、结语

脆性是网络通信系统与生俱来的根本属性之一,是不能够完全消除的,此外,网络通信系统脆性的度量还受到外部环境的影响。网络通信系统脆性结构实际上体现的是系统的脆性环境,而脆性因子和脆性事件又共同构成系统脆性环境。关于网络通信系统中的脆性风险管理需要根据实际情况进行,只有科学合理的对系统脆性风险进行分析,实现系统脆性风险的有效控制。

参考文献:

[1]薛萍.复杂系统的信息脆性风险研究及在网络通信系统中的应用[D].哈尔滨工程大学,2008

通信网络结构范文第5篇

论文摘要:区域创新网络是一个非常复杂的动态的网络系统,它是由核心网络系统、支持网络系统和环境网络系统组成,且这三层次子系统之间是相互耦合和相互增强的,共同作用于区域创新网络创新能力的形成。

1区域创新网络及其研究的兴起

20世纪80年代以来,区域创新网络已成为区域经济发展的一道风景线,如美国的硅谷、中国台湾的新竹、日本的筑波及英国的剑桥等。国内外学者从不同的角度对区域创新网络进行了研究,人们深刻地认识到区域创新网络在一定意义上左右着区域的技术创新发生的频率、方向和技术的发展轨迹,其研究成果极为丰富。

freeman最早提出了创新网络概念,并认为创新网络是应对系统性创新的一种基本制度安排…。派奥尔和萨博(piore&sabe1)在他们1984年出版的著作《第二次产业分水岭》中表明,不论是在美国的硅谷,还是在意大利的艾米利亚一罗马格纳地区,区域创新网络在实现资源有效配置和提升企业创新能力方面都发挥了重要作用。美国加州大学伯克利分校教授安娜李·萨克森尼(saxenian,1991),从社会网络和创新的共享文化角度,对网络在硅谷的形成、发展和持续繁荣中的作用作了开创性研究,她在研究报告《地区优势》中指出,硅谷的成功得益于区域内大大小小的企业、大学研究机构、中介机构等形成的区域创新网络。capello(1999)认为区域内的行为个体在网络联接的过程中不断进行集体学习,促进区域创新网络和区域创新环境的互动,进而实现企业的空间集聚和新产业区的持续发展。我国学者王缉慈、盖文启开启了区域创新网络研究的先河,并认为区域创新网络是指一定地域范围内,各个行为主体企业、大学、研究机构等在交互作用与协同创新的过程中,彼此建立起各种相对稳定、能够促进创新的、正式和非正式关系的总和。

由此可见,区域创新网络对区域发展的重要性日益被普遍接受,并得到广泛关注。然而他们对于区域创新网络的结构及其与创新能力之间的关系等问题研究还不够深入,本文旨在前人研究的基础上,具体分析区域创新网络的系统结构及创新能力形成。

2区域创新网络系统及构成要素

2.1区域创新网络的系统观

区域创新网络是一个网络组织系统,具有系统特性。盖文启(2002)认为,广义的区域创新网络就等同于区域创新系统。因此,从系统角度来看,区域创新网络就是一定地域中由不同构成要素及其之间关系组成的创新网络系统,具有创新系统特征,即是众多创新系统(如国家创新系统、区域创新系统和集群创新系统等社会经济系统)的一种形式。区域创新网络系统是指:一定区域内,各创新行为参与者在一定创新环境下,相互合作所形成的促进创新和区域发展的空间网络创新系统,即区域网络中各个结点(企业、大学、研究机构、政府、金融机构等)在长期协同创新中结成的网络,并融入区域创新环境中组成的系统。

2.2区域创新网络系统的构成要素

区域创新网络系统是指在特定的经济区域内和特定的社会经济文化背景下,由各种与创新相关联的主体要素(实施创新的机构和组织)和非主体要素(创新所需要的物质条件)以及协调各要素之问关系的制度和政策所构成的网络。构成区域创新网络系统的要素非常多,概括起来,可分为主体要素、资源要素、功能要素和环境要素。主体要素由企业、政府、高校与科研机构、中介机构、金融机构等子要素组成;资源要素由知识、信息、技术、人才和资金等子要素构成;功能要素由组织学习、知识创造、技术创新和制度创新等子要素构成;环境要素由创新文化、市场环境、创新联结、资金运作体系、政策法律体系、基础设施、管理体制等子要素组成。这些众多的不同要素聚集在一起,其目的是推动区域内新技术或新知识的产生、流动、更新和转化。如图1所示。

3区域创新网络系统结构的刻画

3.1已有的创新系统结构研究

创新系统结构是系统内部各个要素之间的相对稳定的联系方式、组织秩序及时空关系的内在表现形式,系统结构决定了系统功能。系统结构研究是创新系统研究的核心内容之一,很多学者对此进行了研究。autio(1998)认为区域创新系统主要由根植于同一区域社会经济和文化环境中的两个子系统构成:知识应用和开发子系统;知识产生和扩散子系统。cooke(2002)提出了区域创新系统结构,认为区域创新系统结构主要由两个子系统构成:知识应用和开发子系统;知识产生和扩散子系统。国内学者魏江(2003)构建了产业集群创新系统结构模型。该模型包括三个层次的网络:核心网络、辅助网络和外围网络。其中核心网络反映的是核心层次的要素联结,辅助网络反映的是辅助层次要素的联结,外围网络反映的是外围层次要素的联结。

3.2区域创新网络系统结构分析

借鉴autio、cooke、魏江等人对创新系统结构的研究,为了分析区域创新网络系统的各个构成要素及其之间的关系,我们将区域创新网络系统分为三层次子系统:核心网络系统、支持网络系统和环境网络系统。

(1)核心网络系统

核心网络系统在区域创新网络系统中起到了决定性的作用,是由供应商、竞争企业、客户和相关企业等组成,它们构成了区域创新网络的核心主体,它们之间通过知识流、创新价值链、竞争合作等模式实现互动。根据创新主体间联结模式不同,核心网络系统主体间联结主要有垂直网络关系(如供应商一用户关系)和水平网络关系(如竞争合作与互动)。

垂直网络关系主要指供应商、生产企业和下游的客户之间基于共同的利益关系(反馈关系)等形成的关系网络。水平网络关系主要指区内合作与竞争生产者之问基于产品互补及替代关系,特别是创新价值的实现,而形成的关系网络。垂直网络关系和水平网络关系是相互作用的,共同构成区域创新网络系统的核心价值系统,为不同主体提供了一个互动学习和创新的平台。区域创新网络中协同互动机制促进着信息、知识、技术、人才的流动,促进创新活动的展开。一方面,区域网络对每一个成员企业的创新都有影响,它们要合作共同面对技术开发风险和发展趋势,及时获得需求信息,共同开辟市场,以提高产品和工艺水平。另~方面,从合作的成本来看,区域创新网络中地理和文化的接近性能够降低交易成本,可以共享知识、技能、采购信息和渠道、共同的基础设施、环境保护以及培训,增强了激励,降低了创新成本,提高创新绩效。

(2)支持网络系统

支持网络系统由大学、科研机构、中介机构和金融机构以及政府等组成,为核心网络系统中主体的创新活动提供基础和条件,直接或间接地参与创新活动中去。它们为企业技术创新起着提供人才、知识、资本及联接纽带的作用,以及创新信息的交流和组织内部的创新活动的协调作用,从而构成区域创新网络的一个支持网络系统。

支持网络系统包括企业与大学、科研机构、机构和政府之间的研发网络,同时,还包括企业与中介服务机构、金融机构、政府之fh]的服务网络。这一层网络关系是支持系统向核心系统知识流人的过程,它通过区域公共服务机构、科研机构、区域机构向区域网络成员企业提供技术知识和信息支持。企业、政府、科研机构发挥各自的优势,真正实现产学研相结合,使创新活动迅速落地生根。

(3)环境网络系统

环境网络系统是指区域创新网络赖以存在和发展的软环境和硬环境。它包括市场环境、政策法律、创新文化、居住环境等软环境,以及基础设施、交通、水电、信息通讯等硬环境。

以创新文化和社会资本为核心的软环境对区域发展起着关键性作用。当地政府及政策制定对于区域社会资本的培育及创新环境的营造非常重要,环境网络系统通过文化、传统(信任、惯例)和市场关系等观念深刻地影响着区域企业及个人的网络创新活动。观念创新是区域创新发展的先决条件,某一地区的地理环境、资源禀赋等在很大程度上决定当地人们的观念。而且,这些因素往往会通过历史传统、文化背景的沉淀等社会资本来逐步起作用。这一点,可从我国浙江温州改革以来的表现看得十分明显。如温州人以敢于冒险、务实和创新为主要特征的温州精神、创业理念与竞争文化等,这种精神和理念在很大程度上支持着温州区域产业的发展。

(4)区域创新网络的三层次子系统结构图

经上分析,我们认为核心网络系统、支持网络系统和环境网络系统共同构成区域创新网络系统,它们之间的关系类似于种子一庄稼、土壤、肥料、水分、空气、阳光间的关,如图2所示。核心网络系统一般由供应商、竞争企业、用户和相关企业组成,它们之间通过知识流、创新价值链、竞争合作等模式实现互动。支持网络系统由区域基础设施、机构、公共服务机构、知识系统等组成,它们不仅为网络成员企业提供格式化的、一般性的科学知识,还负责协调网络成员之间的联系,促进成员之间的相互联结和支持。环境网络系统由正式和非正式制度规制、外部市场关系、历史文化传统等几部分组成,它是区域创新网络所处的环境系统,是区域创新网络系统不可缺少的组成部分。

4区域创新网络三层子系统之间的关联机理与创新能力形成

区域创新网络系统的三层子系统之间的相互关系概括为:核心网络系统是整个系统的核心主体,在系统中处于中心位置;支持网络系统或者直接从事创新活动,或者通过为核心网络系统提供新思想、新知识、人才、资金以及技术成果转让和技术扩散的方式来推动核心网络系统的创新活动或与之合作创新。产学研合作创新网络是典型的合作创新模式。环境网络系统或通过各种政策法律制度为支持系统和核心系统营造适宜的创新和居住环境,或直接通过有关规制的建设,或通过其他间接的作用方式(如文化和人际关系),影响着核心系统的行为和相互联结方式。

同时,这三层子系统之问是相互耦合和相互增强的,如图3所示j。支持系统为核心系统提供人才、创新源、资金及合作等,大学与科研机构科研实力越强,科研成果越多,以及中介机构的纽带作用有效发挥,就会企业创新带来莫大的支持;反之,企业发展越好,企业知识、技术水平越高,就能对大学等形成反哺作用,增强大学及科研机构把握市场的能力。环境系统与核心系统和支持系统的关系也是如此,核心统和支持系统是深深根植在本地的文化环境中,适宜创新和发展的环境有利于吸引人才,促进创新活动;反之,企业发展的好,可以提供足够的资金来改善环境,高校的发展也会为环境注入源源不断的文化力及渗透力。