一种基于环境感知的网络协同方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于环境感知的网络协同方法，包括终端管理模块、上下文感知模块、流控处理器模块三个部分以及一种感知环境下的动态协同流控算法。终端管理模块分别与上下文感知模块和流控处理器模块完成上下文信息的交互以及业务数据的交互。系统根据动态协同流控算法分析异构网络参数，选择衡量因子进行判断，并对业务数据进行分流传输。根据分流传输结果，完成对终端的控制，使系统能够动态地根据用户的上下文对用户进行资源管理。本发明采用一种新的感知环境下动态协同流控算法，利用环境感知信息动态地进行协同通信和流量控制，增强了系统的适变性。本发明的优点是：系统动态管理无线资源，实用性强，应用广泛。
【专利说明】—种基于环境感知的网络协同方法
【技术领域】
[0001]本发明属于网络融合【技术领域】，涉及环境感知、网络融合、无线资源管理等技术，具体地说，是一种基于环境感知的异构网络协同方法。
【背景技术】
[0002]随着网络朝着全IP的异构网络的趋势进行发展，在多种异构网络及终端设备并存的网络环境中采用传统的资源静态管理，易导致资源分布不均衡，网络资源拥塞等问题。环境感知研究的是如何以用户为中心，根据用户上下文、网络上下文和业务上下文信息的不同，结合用户的偏好和当前的上下文信息为用户提供个性化网络协同业务；在动态的应用环境中，如何进行上下文信息高效率高质量的收集和传送以及如何安全有效的保护用户的个人隐私。环境感知系统研究的是如何在上下文感知系统中对框架内的相关设备如传感器、推理器、存储器等进行管理，根据具体应用所处物理环境的复杂性和多样性，建立一个该框架内所研究对象之间互相联系相互通信的基础平台，为相关上下文应用、上下文业务的开发和部署提供一个统一的应用程序接口。
[0003]基于环境感知的异构网络协同研究的是如何在异构网络中利用上下文感知技术结合周围环境上下文信息，设计具有感知预见、推理能力的实时动态的网络协同机制；研究异构网络协同的网络架构模型，要求使已经存在的和即将部署的网络能相互协调、集成和合作，能够解决网络融合中面临资源受限、跨网络协作的问题。
[0004]基于环境感知的异构网络协同系统作为一种利用感知推理技术和网络融合技术解决复杂多变环境下系统适变性问题的新技术，在无线网络融合研究领域愈来愈受到重视，它的应用范围已遍及无线通信、遥感、军事、移动通信等各个领域。
[0005]目前网络融合技术中多数的异构网络协同机制只是将用户的单数据流需求简单划分为多流进行传输，而不涉及网络间交互机制与协作式无线资源管理。将业务需求、网络参数和用户信息综合考虑，提供多层次的网络协作融合能力，才能进一步满足用户的业务需求。在异构网络中，运用感知推理技术在物理环境中部署静态或者动态携带传感器末梢节点，使这些节点内部互联以及与外部终端、设备的互联互通和协同，能实现对物理世界的全面感知。通过即时智能的互联互通，以及信息资源服务的协同，面向最佳用户体验目标，为用户提供无缝的智能化信息和通信服务。
[0006]目前，在网络融合技术中最常见的异构网络的协同通信不能动态地根据环境适应性地变化。我们提出的基于环境感知的网络协同方法既可以解决异构网络中资源静态管理导致资源浪费的问题，还可以更好地为多网用户提供跨网络的语音、数据相结合的融合业务。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于环境感知的网络协同方法，它能提高异构网络协同系统的多终端协同控制能力，使系统具备更强的环境感知性、智能性、适变性。
[0008]本发明的具体技术方案是:
本发明提供的一种基于环境感知的网络协同方法，包括以下步骤:
1、建立网络功能模块，基于现有的环境感知异构网络系统上，分为终端管理模块、上下文感知模块和流控处理器模块
终端管理模块的输入端通过异构网络承载层与多个终端连接，并且输出端分别与上下文感知模块、流控处理器模块连接；流控处理器模块的输入端与应用服务器连接，应用服务器提供FTP、语音等实时或非实时业务，并且输出端分别与终端管理模块、上下文感知模块连接；上下文感知模块的输入端与终端管理模块连接，上下文感知模块的输出端与流控处理器模块连接。
[0009]2、定义环境感知异构网络性能指标参数
集合N为同时服务于多个设备的无线接入网络集合N= {1, 2，…，N}；
集合I为共享上述网络的终端用户集合I= {1, 2，…，1}；
非负数值流量参数为终端用户i从可用无线网络η中所分配到的流量；
ri(η) (t)为终端用户i在t时刻的流量参数，其中0〈ri(n) (t)< rfflax(n),rfflax(n)为无线接入网η的峰值流量参数；
非负数值流量参数df)为终端用户i在可用无线网络η中的网络时延参数；
di(n) (t)为终端用户i在t时刻的时延参数,其中0〈 di(n) (t)< oo ；
对于无线网n，其分配的总流量为
【权利要求】
1.一种基于环境感知的网络协同方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)建立网络功能模块，基于现有的环境感知异构网络系统上，分为终端管理模块、上下文感知模块和流控处理器模块； (2)定义环境感知异构网络性能指标参数； (3)构造异构网络QoS特征函数； (4)构造并分配分流权值函数； (5)构造优化方程F，构造异构网络协同中的资源利用率、传输时延和用户业务质量的判决因素； (6)通过根据优化方程F得出的判决因素完成异构网络最优协同处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于环境感知的网络协同方法，其特征在于，所述步骤(1)中，终端管理模块(I)的输入端通过异构网络承载层与多个终端连接，并且输出端分别与上下文感知模块(2)、流控处理器模块(3)连接；流控处理器模块(3)的输入端与应用服务器连接，应用服务器提供FTP、语音等实时或非实时业务，并且输出端分别与终端管理模块⑴、上下文感知模块(2)连接；上下文感知模块(2)的输入端与终端管理模块⑴连接，上下文感知模块(2)的输出端与流控处理器模块(3)连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于环境感知的网络协同方法，其特征在于，所述步骤(2)中， 集合N为同时服务于多个设备的无线接入网络集合N= {I, 2，…，N}； 集合I为共享上述网络的终端用户集合I= {I, 2，…，1}； 非负数值流量参数为终端用户i从可用无线网络η中所分配到的流量； ?(η) (t)为终端用户i在t时刻的流量参数，其中0〈ri(n) (t)< rfflax(n),rfflax(n)为无线接入网η的峰值流量参数； 非负数值流量参数df)为终端用户i在可用无线网络η中的网络时延参数； Cliw (t)为终端用户i在t时刻的时延参数，其中0〈 Cli(n) (t)<co ； 对于无线网n，其分配的总流量为
4.根据权利要求3所述的一种基于环境感知的网络协同方法，其特征在于，所述步骤(3)中， 不同的用户的不同业务之间存在不同的QoS需求，不同的QoS等级表示为
5.根据权利要求4所述的一种基于环境感知的网络协同方法，其特征在于，所述步骤(4)中， Wi(n)(t)为终端用户i对应异构接入网络η的分流权值，将其表示为流量、可用带宽和业务优先级的一个函数如下:
wi(n)(t)=f(ri(n)(t),Qi[k] (t),B(n)(t))；
6.根据权利要求5所述的一种基于环境感知的网络协同方法，其特征在于，所述步骤(5)中， 程优化方程F=FaFbFc ； Fa为带宽利用率的衡量因子
7.根据权利要求6所述的一种基于环境感知的网络协同方法，其特征在于，所述步骤(6)中，流控处理器模块(3)实时接受来自终端管理模块(I)的终端用户控制信息和上下文信息，完成对衡量因子Fa，Fb, F。，以及综合属性值F的计算，并将因子Fa，Fb, F。，以及综合属性值F传递给终端管理模块(I)，终端管理模块(I)通过衡量因子Fa，Fb, F。和综合属性值F根据终端用户不同需求进行最优协同处理，完成信息分流传输。
【文档编号】H04W28/16GK103796251SQ201410082306
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】唐夲, 张博为, 李志勇, 冯文江, 张电, 贺胜, 廖玉祥, 陈曦, 王晓峰, 赵玉敏, 赵德东 申请人:国家电网公司, 国网重庆市电力公司江北供电分公司, 重庆大学