泛在環(huán)境末梢中的多終端協(xié)同維護(hù)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)泛在環(huán)境末梢中的多終端協(xié)同維護(hù)方法及系統(tǒng)，該方法包括：S1.根據(jù)用戶發(fā)起的泛在業(yè)務(wù)，確定泛在業(yè)務(wù)包含的子業(yè)務(wù)集合及子業(yè)務(wù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；S2.獲取泛在環(huán)境末梢中執(zhí)行子業(yè)務(wù)的終端集合D；S3.根據(jù)子業(yè)務(wù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系及終端集合D，構(gòu)建多終端協(xié)同執(zhí)行方案集合ADS；S4.根據(jù)多終端協(xié)同執(zhí)行方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)，從所述ADS中選擇執(zhí)行所述用戶發(fā)起的泛在業(yè)務(wù)的方案，所述多終端協(xié)同執(zhí)行方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：業(yè)務(wù)執(zhí)行可靠性指標(biāo)、業(yè)務(wù)執(zhí)行持續(xù)性指標(biāo)；S5.如果執(zhí)行業(yè)務(wù)失敗，則根據(jù)失敗時(shí)采用的執(zhí)行方案及所述業(yè)務(wù)執(zhí)行持續(xù)性指標(biāo)，從所述多終端協(xié)同執(zhí)行方案集合ADS剩余的方案中選取多終端協(xié)同執(zhí)行方案執(zhí)行業(yè)務(wù)。
【專利說(shuō)明】泛在環(huán)境末梢中的多終端協(xié)同維護(hù)方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及泛在環(huán)境末梢中的多終端協(xié)同維護(hù)方法及系 統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 進(jìn)入泛在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代以來(lái)，手機(jī)、筆記本、平板電腦等設(shè)備通過(guò)自組織、互聯(lián)互通及 協(xié)同方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)外界環(huán)境的感知和信息交流，提供給用戶無(wú)處不在的泛在業(yè)務(wù)。
[0003] 隨著泛在網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，多樣化的業(yè)務(wù)需求逐漸增加，由移動(dòng)終端節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，不依賴 預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，具備靈活組網(wǎng)、隨時(shí)通信能力的移動(dòng)自組織網(wǎng)，是組成泛在末梢環(huán)境的重 要結(jié)構(gòu)之一。
[0004] 然而，在移動(dòng)自組織網(wǎng)中，終端具有移動(dòng)性，引起網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳粩嘧兓?，造成無(wú)線鏈 路的不穩(wěn)定性。同時(shí)，移動(dòng)終端受到資源的限制，如能量、帶寬等，給終端執(zhí)行泛在業(yè)務(wù)帶來(lái) 干擾。這些均大大增加了協(xié)同方案執(zhí)行的失敗風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)用戶產(chǎn)生干擾。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是移動(dòng)自組織網(wǎng)中的終端具有移動(dòng)性，無(wú)線鏈路的穩(wěn) 定性、泛在業(yè)務(wù)執(zhí)行的可靠性和持續(xù)性需提高。
[0006] 為此目的，本發(fā)明提出泛在環(huán)境末梢中的多終端協(xié)同維護(hù)方法，該方法包括：
[0007] S1.根據(jù)用戶發(fā)起的泛在業(yè)務(wù)，確定泛在業(yè)務(wù)包含的子業(yè)務(wù)集合及子業(yè)務(wù)間的關(guān) 聯(lián)關(guān)系；
[0008] S2.獲取泛在環(huán)境末梢中執(zhí)行子業(yè)務(wù)的終端集合D;
[0009] S3.根據(jù)子業(yè)務(wù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系及終端集合D，構(gòu)建多終端協(xié)同執(zhí)行方案集合ADS ;
[0010] S4.根據(jù)多終端協(xié)同執(zhí)行方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)，從所述多終端協(xié)同執(zhí)行方案集合ADS 中選擇執(zhí)行所述用戶發(fā)起的泛在業(yè)務(wù)的方案，所述多終端協(xié)同執(zhí)行方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括： 業(yè)務(wù)執(zhí)行可靠性指標(biāo)、業(yè)務(wù)執(zhí)行持續(xù)性指標(biāo)；
[0011] S5.如果執(zhí)行業(yè)務(wù)失敗，則根據(jù)失敗時(shí)采用的執(zhí)行方案及所述業(yè)務(wù)執(zhí)行持續(xù)性指 標(biāo)，從所述多終端協(xié)同執(zhí)行方案集合ADS剩余的方案中選取多終端協(xié)同執(zhí)行方案執(zhí)行業(yè) 務(wù)。
[0012] 優(yōu)選地，步驟S1進(jìn)一步包括：根據(jù)所述泛在業(yè)務(wù)包含的子業(yè)務(wù)集合及子業(yè)務(wù)間的 關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立泛在業(yè)務(wù)模型G s，所述Gs為有向無(wú)環(huán)圖，GS= (S，IS)，其中S為子業(yè)務(wù)集合， IS為業(yè)務(wù)容忍干擾集合。
[0013] 優(yōu)選地，步驟S2進(jìn)一步包括：根據(jù)所述執(zhí)行子業(yè)務(wù)的終端集合D，建立網(wǎng)絡(luò)模型 GN，所述GN為無(wú)向圖，GN = (L，I，TP)，其中，L為無(wú)線鏈路集合，I為終端干擾能力集合，TP 為鏈路持續(xù)時(shí)間集合。
[0014] 優(yōu)選地，步驟S4中，所述業(yè)務(wù)執(zhí)行可靠性指標(biāo)包括：任一子業(yè)務(wù)Si的容忍干擾效 益ISi、任一終端dk的終端干擾效益Id k、預(yù)估鏈路穩(wěn)定性LS及鏈路失敗頻率ε ;
[0015] 其中，所述任一子業(yè)務(wù)Si的容忍干擾效益ISi的計(jì)算公式如下：
[0016]

【權(quán)利要求】
1. 泛在環(huán)境末梢中的多終端協(xié)同維護(hù)方法，其特征在于，該方法包括：
51. 根據(jù)用戶發(fā)起的泛在業(yè)務(wù)，確定泛在業(yè)務(wù)包含的子業(yè)務(wù)集合及子業(yè)務(wù)間的關(guān)聯(lián)關(guān) 系；
52. 獲取泛在環(huán)境末梢中執(zhí)行子業(yè)務(wù)的終端集合D;
53. 根據(jù)子業(yè)務(wù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系及終端集合D，構(gòu)建多終端協(xié)同執(zhí)行方案集合ADS ;
54. 根據(jù)多終端協(xié)同執(zhí)行方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)，從所述多終端協(xié)同執(zhí)行方案集合ADS中選 擇執(zhí)行所述用戶發(fā)起的泛在業(yè)務(wù)的方案，所述多終端協(xié)同執(zhí)行方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：業(yè)務(wù) 執(zhí)行可靠性指標(biāo)、業(yè)務(wù)執(zhí)行持續(xù)性指標(biāo)；
55. 如果執(zhí)行業(yè)務(wù)失敗，則根據(jù)失敗時(shí)采用的執(zhí)行方案及所述業(yè)務(wù)執(zhí)行持續(xù)性指標(biāo)，從 所述多終端協(xié)同執(zhí)行方案集合ADS剩余的方案中選取多終端協(xié)同執(zhí)行方案執(zhí)行業(yè)務(wù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于，步驟S1進(jìn)一步包括：根據(jù)所述泛在業(yè) 務(wù)包含的子業(yè)務(wù)集合及子業(yè)務(wù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立泛在業(yè)務(wù)模型G s，所述&為有向無(wú)環(huán)圖， Gs = (S，IS)，其中S為子業(yè)務(wù)集合，IS為業(yè)務(wù)容忍干擾集合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征還在于，步驟S2進(jìn)一步包括：根據(jù)所述執(zhí)行子 業(yè)務(wù)的終端集合D，建立網(wǎng)絡(luò)模型GN，所述G N為無(wú)向圖，GN = (L，I，TP)，其中，L為無(wú)線鏈路 集合，I為終端干擾能力集合，TP為鏈路持續(xù)時(shí)間集合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4中，所述業(yè)務(wù)執(zhí)行可靠性指標(biāo)包 括：任一子業(yè)務(wù)Si的容忍干擾效益ISp任一終端d k的終端干擾效益Idk、預(yù)估鏈路穩(wěn)定性 LS及鏈路失敗頻率ε ; 其中，所述任一子業(yè)務(wù)S;的容忍干擾效益ISi的計(jì)算公式如下：
其中，Min(E)為預(yù)設(shè)的業(yè)務(wù)能量最小值，Max(B)為預(yù)設(shè)的業(yè)務(wù)占用帶寬最大值， Max(T)為預(yù)設(shè)的業(yè)務(wù)受服務(wù)時(shí)間最大值，α、β和γ為預(yù)設(shè)的系數(shù)且α+β + γ = 1，α、 β、Y e (〇, 1)，ESi為所述子業(yè)務(wù)Si的能量值，BSi為所述子業(yè)務(wù)Si占用的帶寬值，TSi為 所述子業(yè)務(wù)Si的受服務(wù)時(shí)間值； 所述任一終端dk的終端干擾效益Idk的計(jì)算公式如下：
其中，Min(E'）為預(yù)設(shè)的終端能量最小值，Max(B'）為預(yù)設(shè)的終端占用帶寬最大值， Max(T'）為預(yù)設(shè)的終端提供服務(wù)時(shí)間最大值，α、β和γ為預(yù)設(shè)的系數(shù)且α+β + γ = 1， Edk為所述終端dk的能量值，Bdk為所述終端d k占用的帶寬值，Tdk為所述終端dk提供的服 務(wù)時(shí)間值； 所述預(yù)估鏈路穩(wěn)定性LS的計(jì)算公式如下：
其中，tp為鏈路持續(xù)時(shí)間，TPlimit為預(yù)設(shè)的鏈路持續(xù)時(shí)間下限； 所述鏈路失敗頻率ε為所述預(yù)估鏈路穩(wěn)定性LS的倒數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，步驟S4中，所述業(yè)務(wù)執(zhí)行持續(xù)性 指標(biāo)的計(jì)算公式如下：
其中，C(R)為業(yè)務(wù)執(zhí)行持續(xù)性指標(biāo)，R為多終端協(xié)同執(zhí)行方案，T為預(yù)設(shè)的時(shí)間值，η為 業(yè)務(wù)中斷的次數(shù)，Λ h為第j次業(yè)務(wù)中斷的中斷時(shí)間，所述Λ \的計(jì)算公式如下：
其中，p和δ為預(yù)設(shè)的常數(shù)且ρ、δ e (〇, 1)，ε ( Λ tj)為Λ tj內(nèi)的鏈路失敗頻率， ND( Λ tp為Λ h內(nèi)可選終端數(shù)，所述可選終端為所述終端集合D中的終端，Νρ( Λ g為 Λ tj內(nèi)可選鏈路數(shù)，所述可選鏈路為所述可選終端之間構(gòu)成的鏈路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟S4包括：通過(guò)第一目標(biāo)函數(shù)選 擇執(zhí)行用戶發(fā)起的泛在業(yè)務(wù)的多終端協(xié)同執(zhí)行方案，所述多終端協(xié)同執(zhí)行方案滿足條件 1-4,所述第一目標(biāo)函數(shù)為 ：
其中，f [R(tp]為\時(shí)刻多終端協(xié)同執(zhí)行方案R(tJ中最優(yōu)的方案，C[R(tp]為tj時(shí) 刻多終端協(xié)同執(zhí)行方案R(tp的業(yè)務(wù)執(zhí)行持續(xù)性指標(biāo)，η為業(yè)務(wù)中斷的次數(shù)，j為第j次中 斷； 條件1:所述預(yù)設(shè)系數(shù)α、β、Y e (〇，1)且α+β + Υ = 1;所述預(yù)設(shè)常數(shù)p、 δ e (〇, 1)且 ρ + δ = 1 ; 條件2 :所述Edk >所述ESi，所述Bdk <所述BSi，所述Tdk <所述TSi ; 條件3 :所有終端的終端干擾效益之和小于所有子業(yè)務(wù)的容忍干擾效益，即Σ Idk <Σ ISi ； 條件4 :所述預(yù)設(shè)的鏈路持續(xù)時(shí)間下限TPlimit = 2r/v，其中所述r為終端的通信半徑， 所述v為終端間的相對(duì)移動(dòng)速度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟S5包括：如果執(zhí)行業(yè)務(wù)失敗，則 通過(guò)第二目標(biāo)函數(shù)選擇多終端協(xié)同執(zhí)行方案，所述第二目標(biāo)函數(shù)為：
其中，Λ \+1為第j+Ι次業(yè)務(wù)中斷的中斷時(shí)間，j為第j次業(yè)務(wù)中斷，T為預(yù)設(shè)的時(shí)間 值，f [R(tp]為\時(shí)刻多終端協(xié)同執(zhí)行方案R(tp中最優(yōu)的方案，f [R(h+1)]為\+1時(shí)刻多 終端協(xié)同執(zhí)行方案R(h+1)中最優(yōu)的方案。
8. 泛在環(huán)境末梢中的多終端協(xié)冋維護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括： 協(xié)同構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造多終端協(xié)同執(zhí)行方案； 協(xié)同維護(hù)模塊，用于維護(hù)多終端協(xié)同執(zhí)行方案； 所述協(xié)同構(gòu)造模塊具體用于： S1.根據(jù)用戶發(fā)起的泛在業(yè)務(wù)，確定泛在業(yè)務(wù)包含的子業(yè)務(wù)集合及子業(yè)務(wù)間的關(guān)聯(lián)關(guān) 系；
52. 獲取泛在環(huán)境末梢中執(zhí)行子業(yè)務(wù)的終端集合D;
53. 根據(jù)子業(yè)務(wù)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系及終端集合D，構(gòu)建多終端協(xié)同執(zhí)行方案集合ADS ; 所述協(xié)同維護(hù)模塊具體用于：
54. 根據(jù)多終端協(xié)同執(zhí)行方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)，從所述多終端協(xié)同執(zhí)行方案集合ADS中選 擇執(zhí)行所述用戶發(fā)起的泛在業(yè)務(wù)的方案，所述多終端協(xié)同執(zhí)行方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：業(yè)務(wù) 執(zhí)行可靠性指標(biāo)、業(yè)務(wù)執(zhí)行持續(xù)性指標(biāo)；
55. 如果執(zhí)行業(yè)務(wù)失敗，則根據(jù)失敗時(shí)采用的執(zhí)行方案及所述業(yè)務(wù)執(zhí)行持續(xù)性指標(biāo)，從 所述多終端協(xié)同執(zhí)行方案集合ADS剩余的方案中選取多終端協(xié)同執(zhí)行方案執(zhí)行業(yè)務(wù)。
【文檔編號(hào)】H04W84/18GK104159268SQ201410325871
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】芮蘭蘭, 郭少勇, 張潔, 李文璟, 邱雪松 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)