一種基于環(huán)境感知的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于環(huán)境感知的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法，包括終端管理模塊、上下文感知模塊、流控處理器模塊三個(gè)部分以及一種感知環(huán)境下的動(dòng)態(tài)協(xié)同流控算法。終端管理模塊分別與上下文感知模塊和流控處理器模塊完成上下文信息的交互以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的交互。系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)態(tài)協(xié)同流控算法分析異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，選擇衡量因子進(jìn)行判斷，并對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分流傳輸。根據(jù)分流傳輸結(jié)果，完成對(duì)終端的控制，使系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)地根據(jù)用戶的上下文對(duì)用戶進(jìn)行資源管理。本發(fā)明采用一種新的感知環(huán)境下動(dòng)態(tài)協(xié)同流控算法，利用環(huán)境感知信息動(dòng)態(tài)地進(jìn)行協(xié)同通信和流量控制，增強(qiáng)了系統(tǒng)的適變性。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)動(dòng)態(tài)管理無(wú)線資源，實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。
【專利說(shuō)明】—種基于環(huán)境感知的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)融合【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及環(huán)境感知、網(wǎng)絡(luò)融合、無(wú)線資源管理等技術(shù)，具體地說(shuō)，是一種基于環(huán)境感知的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著網(wǎng)絡(luò)朝著全I(xiàn)P的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的趨勢(shì)進(jìn)行發(fā)展，在多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及終端設(shè)備并存的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中采用傳統(tǒng)的資源靜態(tài)管理，易導(dǎo)致資源分布不均衡，網(wǎng)絡(luò)資源擁塞等問(wèn)題。環(huán)境感知研究的是如何以用戶為中心，根據(jù)用戶上下文、網(wǎng)絡(luò)上下文和業(yè)務(wù)上下文信息的不同，結(jié)合用戶的偏好和當(dāng)前的上下文信息為用戶提供個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)協(xié)同業(yè)務(wù)；在動(dòng)態(tài)的應(yīng)用環(huán)境中，如何進(jìn)行上下文信息高效率高質(zhì)量的收集和傳送以及如何安全有效的保護(hù)用戶的個(gè)人隱私。環(huán)境感知系統(tǒng)研究的是如何在上下文感知系統(tǒng)中對(duì)框架內(nèi)的相關(guān)設(shè)備如傳感器、推理器、存儲(chǔ)器等進(jìn)行管理，根據(jù)具體應(yīng)用所處物理環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性，建立一個(gè)該框架內(nèi)所研究對(duì)象之間互相聯(lián)系相互通信的基礎(chǔ)平臺(tái)，為相關(guān)上下文應(yīng)用、上下文業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)和部署提供一個(gè)統(tǒng)一的應(yīng)用程序接口。
[0003]基于環(huán)境感知的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同研究的是如何在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中利用上下文感知技術(shù)結(jié)合周圍環(huán)境上下文信息，設(shè)計(jì)具有感知預(yù)見(jiàn)、推理能力的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同機(jī)制；研究異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型，要求使已經(jīng)存在的和即將部署的網(wǎng)絡(luò)能相互協(xié)調(diào)、集成和合作，能夠解決網(wǎng)絡(luò)融合中面臨資源受限、跨網(wǎng)絡(luò)協(xié)作的問(wèn)題。
[0004]基于環(huán)境感知的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同系統(tǒng)作為一種利用感知推理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)解決復(fù)雜多變環(huán)境下系統(tǒng)適變性問(wèn)題的新技術(shù)，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)融合研究領(lǐng)域愈來(lái)愈受到重視，它的應(yīng)用范圍已遍及無(wú)線通信、遙感、軍事、移動(dòng)通信等各個(gè)領(lǐng)域。
[0005]目前網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)中多數(shù)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同機(jī)制只是將用戶的單數(shù)據(jù)流需求簡(jiǎn)單劃分為多流進(jìn)行傳輸，而不涉及網(wǎng)絡(luò)間交互機(jī)制與協(xié)作式無(wú)線資源管理。將業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和用戶信息綜合考慮，提供多層次的網(wǎng)絡(luò)協(xié)作融合能力，才能進(jìn)一步滿足用戶的業(yè)務(wù)需求。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)用感知推理技術(shù)在物理環(huán)境中部署靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)攜帶傳感器末梢節(jié)點(diǎn)，使這些節(jié)點(diǎn)內(nèi)部互聯(lián)以及與外部終端、設(shè)備的互聯(lián)互通和協(xié)同，能實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的全面感知。通過(guò)即時(shí)智能的互聯(lián)互通，以及信息資源服務(wù)的協(xié)同，面向最佳用戶體驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，為用戶提供無(wú)縫的智能化信息和通信服務(wù)。
[0006]目前，在網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)中最常見(jiàn)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同通信不能動(dòng)態(tài)地根據(jù)環(huán)境適應(yīng)性地變化。我們提出的基于環(huán)境感知的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法既可以解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中資源靜態(tài)管理導(dǎo)致資源浪費(fèi)的問(wèn)題，還可以更好地為多網(wǎng)用戶提供跨網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)相結(jié)合的融合業(yè)務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種基于環(huán)境感知的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法，它能提高異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同系統(tǒng)的多終端協(xié)同控制能力，使系統(tǒng)具備更強(qiáng)的環(huán)境感知性、智能性、適變性。
[0008]本發(fā)明的具體技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供的一種基于環(huán)境感知的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法，包括以下步驟:
1、建立網(wǎng)絡(luò)功能模塊，基于現(xiàn)有的環(huán)境感知異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上，分為終端管理模塊、上下文感知模塊和流控處理器模塊
終端管理模塊的輸入端通過(guò)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)承載層與多個(gè)終端連接，并且輸出端分別與上下文感知模塊、流控處理器模塊連接；流控處理器模塊的輸入端與應(yīng)用服務(wù)器連接，應(yīng)用服務(wù)器提供FTP、語(yǔ)音等實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，并且輸出端分別與終端管理模塊、上下文感知模塊連接；上下文感知模塊的輸入端與終端管理模塊連接，上下文感知模塊的輸出端與流控處理器模塊連接。
[0009]2、定義環(huán)境感知異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)參數(shù)
集合N為同時(shí)服務(wù)于多個(gè)設(shè)備的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)集合N= {1, 2，…，N}；
集合I為共享上述網(wǎng)絡(luò)的終端用戶集合I= {1, 2，…，1}；
非負(fù)數(shù)值流量參數(shù)為終端用戶i從可用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)η中所分配到的流量；
ri(η) (t)為終端用戶i在t時(shí)刻的流量參數(shù)，其中0〈ri(n) (t)< rfflax(n),rfflax(n)為無(wú)線接入網(wǎng)η的峰值流量參數(shù)；
非負(fù)數(shù)值流量參數(shù)df)為終端用戶i在可用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)η中的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延參數(shù)；
di(n) (t)為終端用戶i在t時(shí)刻的時(shí)延參數(shù),其中0〈 di(n) (t)< oo ；
對(duì)于無(wú)線網(wǎng)n，其分配的總流量為
【權(quán)利要求】
1.一種基于環(huán)境感知的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)建立網(wǎng)絡(luò)功能模塊，基于現(xiàn)有的環(huán)境感知異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上，分為終端管理模塊、上下文感知模塊和流控處理器模塊； (2)定義環(huán)境感知異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)參數(shù)； (3)構(gòu)造異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)QoS特征函數(shù)； (4)構(gòu)造并分配分流權(quán)值函數(shù)； (5)構(gòu)造優(yōu)化方程F，構(gòu)造異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同中的資源利用率、傳輸時(shí)延和用戶業(yè)務(wù)質(zhì)量的判決因素； (6)通過(guò)根據(jù)優(yōu)化方程F得出的判決因素完成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)協(xié)同處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)境感知的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法，其特征在于，所述步驟(1)中，終端管理模塊(I)的輸入端通過(guò)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)承載層與多個(gè)終端連接，并且輸出端分別與上下文感知模塊(2)、流控處理器模塊(3)連接；流控處理器模塊(3)的輸入端與應(yīng)用服務(wù)器連接，應(yīng)用服務(wù)器提供FTP、語(yǔ)音等實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，并且輸出端分別與終端管理模塊⑴、上下文感知模塊(2)連接；上下文感知模塊(2)的輸入端與終端管理模塊⑴連接，上下文感知模塊(2)的輸出端與流控處理器模塊(3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于環(huán)境感知的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法，其特征在于，所述步驟(2)中， 集合N為同時(shí)服務(wù)于多個(gè)設(shè)備的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)集合N= {I, 2，…，N}； 集合I為共享上述網(wǎng)絡(luò)的終端用戶集合I= {I, 2，…，1}； 非負(fù)數(shù)值流量參數(shù)為終端用戶i從可用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)η中所分配到的流量； ?(η) (t)為終端用戶i在t時(shí)刻的流量參數(shù)，其中0〈ri(n) (t)< rfflax(n),rfflax(n)為無(wú)線接入網(wǎng)η的峰值流量參數(shù)； 非負(fù)數(shù)值流量參數(shù)df)為終端用戶i在可用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)η中的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延參數(shù)； Cliw (t)為終端用戶i在t時(shí)刻的時(shí)延參數(shù)，其中0〈 Cli(n) (t)<co ； 對(duì)于無(wú)線網(wǎng)n，其分配的總流量為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于環(huán)境感知的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法，其特征在于，所述步驟(3)中， 不同的用戶的不同業(yè)務(wù)之間存在不同的QoS需求，不同的QoS等級(jí)表示為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于環(huán)境感知的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法，其特征在于，所述步驟(4)中， Wi(n)(t)為終端用戶i對(duì)應(yīng)異構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)η的分流權(quán)值，將其表示為流量、可用帶寬和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的一個(gè)函數(shù)如下:
wi(n)(t)=f(ri(n)(t),Qi[k] (t),B(n)(t))；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于環(huán)境感知的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法，其特征在于，所述步驟(5)中， 程優(yōu)化方程F=FaFbFc ； Fa為帶寬利用率的衡量因子

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于環(huán)境感知的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同方法，其特征在于，所述步驟(6)中，流控處理器模塊(3)實(shí)時(shí)接受來(lái)自終端管理模塊(I)的終端用戶控制信息和上下文信息，完成對(duì)衡量因子Fa，F(xiàn)b, F。，以及綜合屬性值F的計(jì)算，并將因子Fa，F(xiàn)b, F。，以及綜合屬性值F傳遞給終端管理模塊(I)，終端管理模塊(I)通過(guò)衡量因子Fa，F(xiàn)b, F。和綜合屬性值F根據(jù)終端用戶不同需求進(jìn)行最優(yōu)協(xié)同處理，完成信息分流傳輸。
【文檔編號(hào)】H04W28/16GK103796251SQ201410082306
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】唐夲, 張博為, 李志勇, 馮文江, 張電, 賀勝, 廖玉祥, 陳曦, 王曉峰, 趙玉敏, 趙德東 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司江北供電分公司, 重慶大學(xué)