[發(fā)明專利]一種應用于公共管理教學的信息處理方法

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• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108711121A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設計）人: 楊翠碧;宦書亮
• 申請（專利權）人: 重慶三峽學院
• 主分類號: G06Q50/20
• 分類號: G06Q50/20;G09B5/06
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種應用于公共管理教學的信息處理系統(tǒng)，其特征在于，所述應用于公共管理教學的信息處理系統(tǒng)設置有：

音頻輸入模塊：所述音頻輸入模塊與多媒體模塊連接，將教師在進行教學中的音頻記錄下；

圖像輸入模塊：所述圖像輸入模塊與多媒體模塊連接，將教師在進行教學中的活動影像記錄下；

無線互聯(lián)網模塊：所述無線互聯(lián)網模塊與多媒體模塊連接，教師能夠在進行教學管理中，利用互聯(lián)網查詢到更多的信息，進行教學；

位置信息模塊：所述位置信息模塊與多媒體模塊連接，能夠實時的檢測到教師的位置信息，儲存器模塊和云服務模塊進行信息的處理和儲存；

移動輸入端模塊：所述移動輸入端模塊與多媒體模塊連接，通過外置的移動儲存器將上課的信息資料輸入到多媒體當中；

多媒體模塊：所述多媒體模塊與音頻輸入模塊、圖像輸入模塊、無線互聯(lián)網模塊、位置信息模塊、移動輸入端模塊連接，將音頻輸入模塊、圖像輸入模塊、無線互聯(lián)網模塊、位置信息模塊、移動輸入端模塊中的信息進行處理分析，后發(fā)送到儲存器模塊當中；

儲存器模塊：所述儲存器模塊與多媒體模塊連接，能夠接收在多媒體發(fā)送過來的信息文件，逐一進行分類保存；

云服務模塊：所述云服務模塊與存儲器模塊連接，將存儲器當中的信息上傳到一個更大的網絡平臺上，通過信息處理模塊，能夠將所接收的信息進行進一步的分析處理，將音頻和圖像的清晰度進行提高，后通過共享資源模塊將處理好的信息在網上進行發(fā)布。

2.如權利要求1所述的應用于公共管理教學的信息處理系統(tǒng)，其特征在于，所述云服務模塊是基于互聯(lián)網的相關服務的增加、使用和交互模式，通常涉及通過互聯(lián)網來提供動態(tài)易擴展且經常是虛擬化的資源，能夠將信息資源更好的在網絡上進行傳播。

3.如權利要求1所述的應用于公共管理教學的信息處理系統(tǒng)，其特征在于，所述信息處理模塊連接云服務模塊和共享資源模塊。

4.一種如權利要求1所述的應用于公共管理教學的信息處理系統(tǒng)的應用于公共管理教學的信息處理方法，其特征在于，所述應用于公共管理教學的信息處理方法包括：

將教師在進行教學中的音頻記錄下；

將教師在進行教學中的活動影像記錄下；

教師在進行教學管理中，利用互聯(lián)網查詢到更多的信息，進行教學；

實時的檢測到教師的位置信息，儲存器模塊和云服務模塊進行信息的處理和儲存；

過外置的移動儲存器將上課的信息資料輸入到多媒體當中；

將信息進行處理分析，后發(fā)送到儲存器模塊當中；

接收在多媒體發(fā)送過來的信息文件，逐一進行分類保存；

將存儲器當中的信息上傳到一個更大的網絡平臺上，通過信息處理模塊，將所接收的信息進行進一步的分析處理，將音頻和圖像的清晰度進行提高，后通過共享資源模塊將處理好的信息在網上進行發(fā)布。

5.如權利要求4所述的應用于公共管理教學的信息處理方法，其特征在于，將信息進行處理分析，后發(fā)送到儲存器模塊當中，多媒體模塊對音頻輸入模塊、圖像輸入模塊、無線互聯(lián)網模塊、位置信息模塊、移動輸入端模塊連接，將音頻輸入模塊、圖像輸入模塊、無線互聯(lián)網模塊、位置信息模塊、移動輸入端模塊中的信息進行處理分析；具體包括：

步驟一，對于多媒體模塊，引入組的概念，假設存在R個正交的頻段，將工作在同一個正交頻段的所有用戶定義為一個組，即存在R個組，因此用戶間的干擾只存在于組內，組與組之間不存在干擾；

步驟二，給出了組r內工作在蜂窩模式的用戶在基站的接收信干噪比和工作在終端直通模式的用戶在終端直通接收端的接收信干噪比的定義公式；

通過香農公式給出組r內工作在蜂窩模式的用戶的傳輸速率和終端直通模式的用戶的傳輸速率的定義公式；

步驟三，給出系統(tǒng)工作在蜂窩模式的用戶的傳輸速率R_m(t)、工作在終端直通模式的用戶的傳輸速率R_n(t)和所有工作的用戶的總傳輸速率R_tot(t)的定義公式；

步驟四，給出了單用戶的瞬時功耗P^k(t)、長期的平均功耗和系統(tǒng)瞬時總功耗P_tot(t)的定義公式：

其中，ξ^k為功率放大器的功效系數，為一個示性參數，如果用戶k是組r內工作的用戶，則值為1；否則值為0，為組r內工作的用戶k的發(fā)送功率，為設備的固定電路功耗：

其中，P^k(t)為單用戶的瞬時功耗，T為時隙數；

其中，ξ^k為功率放大器的功效系數，為組r內工作的用戶k的發(fā)送功率，為設備的固定電路功耗；

步驟五，為了定量的刻畫能效與時延之間的折衷關系，給出了實際數據隊列Q_k(t)更新公式和能效η_EE的定義公式；

具體實現如下：

Q_k(t+1)＝max[Q_k(t)-R_k(t),0]+A_k(t)

其中，max[Q_k(t)-R_k(t),0]為Q_k(t)-R_k(t)與0的最大值，R_k(t)為時隙t的業(yè)務離開速率，A_k(t)為時隙t的業(yè)務到達速率；

網絡能效η_EE定義為長期的網絡總功耗與相應的總的傳輸數據量的比值，單位為Joule/bit/Hz，該定義能夠描述時變信道條件和隨機業(yè)務到達對時延性能的影響，定義公式如下：

其中，為系統(tǒng)長期平均總功耗，為系統(tǒng)長期平均總傳輸速率；

步驟六，建立隨機最優(yōu)化模型來揭示基于蜂窩網絡覆蓋的干擾受限的終端直通的通信系統(tǒng)的能效與時延折衷關系：

C2:排隊隊列Q_k(t)平均速率穩(wěn)定，

C3:

C4:

C5:

其中，為用戶每個時隙的平均功耗門限，為組內所有工作在終端直通模式的用戶對工作在蜂窩模式的用戶的干擾門限，為組內所有工作在蜂窩模式的用戶對工作在終端直通模式的用戶的干擾門限；

C1用于保證移動設備的生存期；C2是隊列穩(wěn)定性約束，用于保證所有到達的數據在有限的時間內離開網絡；C3限制組內所有工作在終端直通模式的用戶對工作在蜂窩模式的用戶的干擾；C4限制組內所有工作在蜂窩模式的用戶對工作在終端直通模式的用戶的干擾；C5是一個非負傳輸功率約束；

步驟七，為了處理隨機最優(yōu)化模型的限制條件C1，引入并給出虛擬功率隊列V_k(t)的概念和定義公式，其中V_k(0)＝0；如果功率分配算法使所有的虛擬功率隊列穩(wěn)定，則滿足平均功率限制C1：

V_k(t+1)＝max[V_k(t)+y_k(t),0]

其中，max[V_k(t)+y_k(t),0]為V_k(t)+y_k(t)與0的最大值，P^k(t)為單用戶的瞬時功耗，為用戶每個時隙的平均功耗門限；

步驟八，利用非線性分數規(guī)劃，轉化步驟六的隨機、非凸最優(yōu)化模型，即將步驟六的最優(yōu)化問題轉化成為如下最優(yōu)化問題：

s.t.C1，C2，C3，C4，C5；

其中，

其中，為系統(tǒng)長期平均總功耗，為系統(tǒng)長期平均總傳輸速率，P_tot(P(τ),G(τ))為系統(tǒng)瞬時總功耗，R_tot(P(τ),G(τ))為系統(tǒng)瞬時總傳輸速率；

利用利亞普洛夫偏移技術，設計出求解上述轉化問題的能效-時延折衷算法；求解轉化問題(也即原問題)的能效-時延折衷算法具體實現如下：

第一步，在每個時隙t，觀察當前的實際數據隊列Q_k(t)和虛擬功率隊列V_k(t)和信道條件G(t)，求解如下最優(yōu)化問題得到本時隙的功率分配；

s.t.C3，C4，C5

第二步，根據當前時隙t的實際數據隊列Q_k(t)、虛擬功率隊列V_k(t)和能效η_EE(t)更新公式更新下一時隙開始時的實際數據隊列Q_k(t+1)、虛擬功率隊列V_k(t+1)和能效η_EE(t+1)；按如下公式計算：

Q_k(t+1)＝max[Q_k(t)-R_k(t),0]+A_k(t)

其中，max[Q_k(t)-R_k(t),0]為Q_k(t)-R_k(t)與0的最大值，R_k(t)為時隙t的業(yè)務離開速率，A_k(t)為時隙t的業(yè)務到達速率；

V_k(t+1)＝max[V_k(t)+y_k(t),0]

其中，max[V_k(t)+y_k(t),0]為V_k(t)+y_k(t)與0的最大值，P^k(t)為單用戶的瞬時功耗，為用戶每個時隙的平均功耗門限；

其中，P_tot(P(τ),G(τ))為系統(tǒng)瞬時總功耗，R_tot(P(τ),G(τ))為系統(tǒng)總傳輸速率；

步驟九，根據組的概念將能效-時延折衷算法第一步中的最優(yōu)化問題分解為R個子問題，提出針對子問題的迭代功率分配算法(IPAA)：

s.t.C3，C4，C5；

具體實現如下：

第一步，初始化初值功率P^r,(0)(t)、當前用戶k＝0和最大容忍δ＞0計算I^r,(0)＝f(P^r,(0)(t))-h(P^r,(0)(t))；

其中：

第二步，解決如下最優(yōu)化問題得到最優(yōu)解P^r,*(t)；

max f(P^r(t))-[h(P^r,(k)(t))+▽h^T(P^r,(k)(t))(P^r(t)-P^r,(k)(t))]；

s.t.C3，C4，C5；

第三步，將第二步的最優(yōu)解設置下一個用戶的功率k＝k+1，P^r,(k)(t)＝P^r,*(t)；

第四步，計算I^r,(k)＝f(P^r,(k)(t))-h(P^r,(k)(t))；

第五步，判斷不等式|I^r,(k)-I^r,(k-1)|≤δ，如果不等式成立，該算法結束輸出最優(yōu)化功率；否則返回第二步；

步驟十，通過利亞普洛夫偏移技術，定量的分析出能效-時延折衷關系為[O(1/V),O(V)]；

其中，為步驟六最優(yōu)化問題的最優(yōu)解，B為正實數，R_min為所有工作的用戶的總傳輸速率的邊界最小值，V為控制參數；

其中，B為正實數，V為控制參數，為步驟六最優(yōu)化問題的最優(yōu)解，R_max為所有工作的用戶的總傳輸速率的邊界最大值，P_max為系統(tǒng)瞬時總功耗的邊界最大值，ε為各個用戶業(yè)務到達率距網絡容量域邊界的最小距離。