网络业务相变现象研究

① 异构网络的网络选择算法的研究

异构网络中无线资源管理的一个重要研究方向就是网络选择算法，网络选择算法的研究很广泛，这里给出了几个典型的无线网络选择算法的类别。 预切换可以有效的减少不必要的切换，并为是否需要执行切换做好准备。通常情况下可以通过当前接收信号强度来预测将来接收信号强度的变化趋势，来判断是否需要执行切换。
文献 中利用多项式回归算法对接收信号的强度进行预测，这种方法的计算复杂度较大。文献 中，利用模糊神经网络来对接收信号强度进行预测，模糊神经网络的算法最大的问题，收敛较慢，而且计算的复杂度高。文献 中，利用的是最小二乘算法（LMS）来预测接收的信号强度，通过迭代的方法，能够达到快收敛，得到较好的预测。还有在文献 中，直接采用接收信号强度的斜率来预测接收信号强度，用来估计终端在该网络中的生存时间，但是这种方法太简单，精度不是很高。 在垂直切换的过程中，对于相同的切换场景，通常会出现现在的已出现过的切换条件，对于其垂直切换的结果，可以应用到当前条件下，这样可以有效避免的重新执行切换决策所带来的时延。
文献[33]中，提出利用用户连接信息（User Connection Profile，UCP）数据库用来存储以前的网络选择事件。在终端需要执行垂直切换时，首先检查数据库中是否存在相同的网络选择记录，如果存在可以直接接入最合适的网络。在文献[34]中，提出了将切换到该网络的持续服务时间和距离该网络的最后一次阻塞时间间隔作为历史信息记录下来，根据这些信息，选择是否有必要进行切换。 由于用户对网络参数的判断往往是模糊的，而不是确切的概念，所以通常采用模糊逻辑对参数进行定量分析，将其应用到网络选择中显得更加合理。模糊系统组成通常有3个部分组成，分别是模糊化、模糊推理和去模糊化。对于去模糊化的方法通常采用中心平均去模糊化，最后得到网络性能的评价值，根据模糊系统所输出的结果，选择最适合的网络。
通常情况下，模糊逻辑与神经网络是相互结合起来应用的，通过模糊逻辑系统的推理规则，对神经网络进行训练，得到训练好的神经网络。在垂直切换的判决的时候，利用训练好的神经网络，输入相应网络的属性参数，选择最适合的网络接入。
基于模糊逻辑和神经网络的策略，可以对多种因素(尤其动态因素)进行动态地控制，并做出自适应的决策，可以有效提高网络选择的合理性，但该策略最大的缺点是，算法的实现较为复杂，在电池容量和处理能力均受限的移动设备上是不合适的。 在异构网络选择中，博弈论是一个重要的研究方向。在博弈论的模型中，博弈中的参与者在追求自身利益最大化的同时，保证自身付出的代价尽量小。参与者的这两种策略可以通过效用函数和代价函数来衡量。因此通过最大化效用函数和最小化代价函数，来追求利益的最大化。
文献[36]中提出一种基于博弈论的定价策略和网络选择方案，该方案中服务提供商（Service Providers，SPs）为了提高自己的利润需要面临竞争，它是通过用户间的合作或者非合作博弈来获得，在实际的异构网络场景下，用户和服务提供商SPs之间可以利用博弈模型来表示。Dusit Niyato在文献[37]中，通过竞价机制来进行异构网络资源的管理，这里将业务分成两种类型，一种是基本业务，另一种类似高质量业务，基本业务的价格是固定的，而高质量业务的价格是动态变化的，它是随着服务提供商的竞争和合作而变化的。因此这里从合作博弈和非合作博弈两方面来讨论定价机制。Dusit Niyato在文献[38]中基于进化博弈理论，来解决在带宽受限情况下，用户如何在重叠区域进行网络选择。 网络选择的目标通常是通过合理分配无线资源来最大化系统的吞吐量，或者最小化接入阻塞概率等，这样就会涉及网络优化问题。
网络选择算法往往是一种多目标决策，用户希望得到好的服务质量、价格便宜的网络、低的电池功率消耗等。对于多目标决策算法，通常是不可能使得每个目标同时达到最优，通常的有三种做法：其一，把一些目标函数转化为限制条件，从而减少目标函数数目；其二，将不同的目标函数规范化后，将规范化后的目标函数相加，得到一个目标函数，这样就可以利用最优化的方法，得到最优问题的解；其三，将两者结合起来使用。例如文献[39]中，采用的是让系统的带宽受限，最大化网络内的所有用户的手机使用时间，即将部分目标函数转化为限制条件。文献[40]中，采用的是让用户的使用的费用受限，最大化用户的利益和最小化用户的代价，这里采用的是上面介绍的第三种方法。 基于策略的网络选择指的是按照预先规定好的策略进行相应的网络操作。在网络选择中，通常需要考虑网络负荷、终端的移动性和业务特性等因素。如对于车载用户通常选择覆盖范围大的无线网络，如WCDMA、WiMAX等；对于实时性要求不高的业务，并且非车载用户通常选择WLAN接入。这些均是通过策略来进行网络选择。
文献[41, 42]提出了基于业务类型的网络选择算法，根据用户的业务类型为用户选择合适的网络。文献[35]提出基于负载均衡的网络选择算法，用户选择接入或切换到最小负载因子的网络。[43]提出了一种考虑用户移动性和业务类型的网络选择算法。 多属性判决策略（Multiple Attribute Decision Making，MADM）是目前垂直切换方面研究最多的领域。多属性判决策略主要分为基于代价函数的方法和其他方法。
基于代价函数的方法
代价函数一般有两种构造形式，一种是多属性参数值的线性组合，如（2.1）式所示；另一种是多属性参数值的权重指数乘积或者是属性参数值的对数线性组合，如（2.2）式所示。
（2.1）
（2.2）
其中代表规范化的第个网络的第个属性值，代表第个属性的权值。对于属性的规范化，首先对属性进行分类，分为效益型、成本型等，然后根据不同的类型的，对参数进行归一化，采用最多的是线性规范化、极差规范化和向量变换法。关于权值的确定可以分为简单赋权法(Simple Additive Weighting，SAW)、层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）、熵权法、基于方差和均值赋权法。
(1) SAW：用户根据自己的偏好，确定每个属性的重要性，通常给出每个参数取值的具体参数值。
(2) AHP：首先分析评价系统中各要素之间关系，建立递阶层次结构；其次对同一层次的各要素之间的重要性进行两两比较，构造判断矩阵；接着由每层判断矩阵计算相对权重；最后计算系统总目标的合成总权重。
(3) 熵权法：通过求解候选网络中的同一属性的熵值，熵值的大小表明网络同一属性的参数值的差异，差别越大，说明该属性对决策影响越大，相应权值的取值就越大。
(4) 基于方差和均值赋权法：通过求解候选网络中同一属性参数的均值和方差，结合这两个参数确定该属性的重要性程度值，然后再对其进行归一化，得到每个属性的参数值。
其他方法
(1) 基于方差和均值赋权法：通过求解候选网络中同一属性参数的均值和方差，结合这两个参数确定该属性的重要性程度值，然后再对其进行归一化，得到每个属性的参数值。
(2) 逼近理想解排序法（TOPSIS）:首先对参数进行归一化，从网络的每组属性参数值里选择最好的参数组成最优的一组属性参数，同样也可以得到最差的一组属性参数。将每个网络与这两组参数比较，距离最优参数组越近，并且与最差组越远，该网络为最合适的网络。
(3) 灰度关联分析法（GRA）：首先对参数进行归一化，再利用GRA方法，求得每个网络的每个属性的关联系数，然后求出每个网络总的关联系数。根据每个网络总的关联系数，选择最适合的网络。
(4) 消去和选择转换法（ELECTRE）：首先对参数进行归一化，构造加权的规范化矩阵，确定属性一致集和不一致集。然后计算一致指数矩阵和劣势矩阵，最后得到一致指数矩阵和不一致指数矩阵。根据这两个矩阵，确定网络的优劣关系，选择最适合的网络。
VIKOR：首先对参数进行归一化，首先确定最优和最差属性参数组，然后计算得到每个网络属性的加权和属性中最大的参数值，然后利用极差规范化对网络的加权和以及最大属性值进行归一化，最后利用归一化的参数进行加权求和，依据这个值，选择最合适的网络。

② 在网络通信性能方面，国内外的研究现状怎样

第一，现在发展的现状：现在整体信息通信服务业大家常讲三个，“通信、广播、计算机”可能今后说的多一点的三网融合可能是通信网、广播网和互联网。现在整体的收入情况我给大家简要的说明一下。从整体的发展情况来看，通信与信息服务的融合在加速。实际上大家现在谈了很多新业务，特别是提到IPTV等等，都认为是电信和广电一些业务逐步开始融合了，数字电视、IPTV等等都逐步引起了大家的关注。新行业也开始出现。2004年中国唱片公司从铃声的收入就将近有20亿人民币，这跟一个正版的场频销售收入几乎相当。再一个很重要的就是现在电信运营商开始转型，现在一个融合谈的比较多，一个是转型谈的比较多，融合就是三网融合，转型就是我们电信在大的领域里进行转型，包括生产、制造都处在重大的转型阶段。（图）这些图就是想说明我们的现状是融合与转型刚刚起步。所以第二个我给大家讲一个概念，我们整体的转型已经开始了。

看一个案例，从上海信息服务业来看互联网电信增值服务增长的还是比较迅速的。看一下信息行业我们国家在信息发展中是什么现状？刚才讲了整体上有网络融合和转型的问题。我们现在的基础是什么？可以说中国基本上是全球网络通信技术应用制造大国，这个在全球已经形成基本共识了。特别是我们的网络不说采用的世界上最先进的技术，也通过我们这么多年的努力，在业务创新方面积累了丰富的经验。我们在许多领域都能够生产出一流的产品，并具有全球竞争力，初步形成了技术研发体系和产业发展的局部突破。我想讲的意思就是我们面临融合转型的时候我们的能力到底怎么样？能不能适应这个大的发展变化？我们已经具备了进一步发展的基本能力，如果我们的政策得当，如果我们方向抓好，如果我们在工作中能够抓住这些机遇我们一定会实现在局部跨越发展。

看看固定通信，现在国有占有率差距80％，我们的宽带也有长足的进步，我们的高速路由器可以说缩小了国外先进型差距。看一下移动通信，现在形成了GSM和CDMA全线产品生产能力。TD－SCDMA也已经成为3G的三大标准主流之一。现在已经形成了完善的产业链，我们自己在WCDMA也研制开发出了自己的设备，并且进入了世界一流水平行列，打入了一些发达国家。再看看光通信，已经成为少数几个能全线生产光通信的国家之一。我们把自己的一些标准推荐给ITY形成了国际标准，4G我们也都已经研究开发。下一代网络软交换设备已经成熟，我们的行业在国外打的旗号就是通信。我们现在有能力解决好融合的问题，我们有能力做好转型工作。当然看到我们成绩的同时也要看到我们还存在着不足，但是差距是客观的，总体上差距不大。

要做好这些处理能力以外还要判断好下一步的方向是什么，并且要知道正确的依据和指导方向。我们看一下它下一步是什么发展方向？

1，ICT在未来20年乃至更长时间，仍然是全球经济发展的主要推动力。

2、网络日益渗透经济社会生活的各个方面，呈现空前融合的趋势，产业内、外延不断扩展，逐步向信息行业大行业转。

3、产业发展快速规模扩张，产业发展向精细化运行，内涵是增长转型，这符合我们强调科学发展观。

4、移动宽带信息、信息服务等成为新的增长引擎。

通信的方式将会逐步走向人与人、物与物的网络，现在韩国提倡“无所不在的网络”我们认为这也是我们要最终关心的。整体上基本的判断我们认为融合与转型将成为十一五发展主题，产业发展、政府监管都要做一些转变。

在我的报告中为了引证我们是不是对的？给大家提供了一些数据，我们认为发展整体来说和我们的思考是一致的。既然说到了判断的几个大的方向，并且从国外看大家认为认识是一致的。那我们看看整体上电信业应该怎么做？

前面已经说了这些，原有的业务界限越来越模糊，对现有的用户模式监管带来了冲击，其影响是极大的。电信业要适应这种变化，要适应大行业的观念，要立足于整个行业的发展，要开拓新的发展空间，立足于新的增长点。

现在大家常谈的几个大的平台概念，大家讨论的比较多的是NGN，NGI。NGI是互联网提出的，我们看NGN，21世纪的网络计算机看重的是这，它是从不同的圆点朝着相同的方向发展。

（图），宽带无线通信，跨带无线可能包括宽带无线接入，宽带无线移动通信是两个可能在今后发展过程中相互支撑的，不是相互排斥的。

看一下移动通信，大家谈的比较热的是ISAP，现在全球也开始讨论这点了，现在正在制定这方面的标准。这个标准我们积极参加并发挥着跟大作用，这个方面我们的企业也在积极的探索，现在从硬件看可以基本不动的，主要从软件上来做。主要问题出在终端上，现在终端的数据卡做到1.5兆差不多，但是终端尽管韩国有一个公司说1.8兆的，但是这个东西我个人认有一点冒劲了，因为现在的终端情况不是现在看到的这么乐趣。因为世界移动通信在终端，现在展览会很热，大家都在集中看，但是到了最后数率等等都不太一样了。WCDMA跟原来的意义上就有区别了，所以现在的通信发展从（图）这个角度看就看不清了，到EEDU的情况下就不走了。走到AIE，标准到2007年才能出现相应的标准，现在提出的多载入的方案是不是能够通过？很难说。

再往下看上个月在纽约开了一次会，一些大的东西在上个星期纽约那个会上都差不多订下来了，现在主要讨论的是OIP等等，现在发展来看现在都是在争移动方面另外一些发展的大的方面的趋势。我们国内在这个方面没有比较怠慢，我们非常努力。再看看Wimax，现在D的展览会比少，现在E的情况有点下来了。前一段时间中国老争论到底3G搞不搞，说Wimax要取代3G。为什么介绍这个图片呢？就是给大家介绍一些情况供大家参考。看一下它的目标，有交叠、技术的变化、3G等等。应用特点就是反应了Wimax。主要是想讲技术发展是很快的，但是它的发展整体进度G还是可以的，E有所放慢。

下面看一下光通信方面。光通信永远是智能化发展，智能化光通信将会逐步成熟，这是我们的基本判断。看一下卫星通信，过去卫星通信大家讨论很久了，认为卫星通信是一种辅助手段，现在由于它的性质发生了变化，引起了我们的关注。不管DEB H也好，还是广播、电视、电话导航等等，我这块我们现在也逐步重视起来了，经常开一些会讨论这方面可以能做一些什么事情。

我还想给大家说一下家庭网络。家庭网络，融合、通信、计算机、家电控制和数字内容多种技术成为家庭通信办公、生活等的数字化管理。这个话题现在也是一个热门话题，热我个人认为还是有一定道理的，不管是电信运营商也好，家电制造业也好通过这个点，如果这些东西多用上了，我相信电信服务业绩会提高的。现在多说电子产品不好卖，如果能把这些东西做好产品一定好卖。所以家庭网络我们目前也正在认真的研究。

看一下终端，过去终端我们不够重视的，现在逐步重视了。终端呈现什么样的趋势呢？综合化、智能化、个性化、多样化、多媒体化。除传统的终端外智能家电已经成为新的通信终端，集成电路技术的发展使终端能够集成越来越多的通信。大家体会最深的就是手机，五花八门的什么手机都有，再加上IT的基础通过服务器处理出来手机上什么都能做，所以终端也是我们在发展中需要考虑的。

还有一个数字内容，现在发展还应该考虑内容的问题。现在有一种说法将来竞争就是内容为王，没有内容再什么看带、再什么IPv6都没用的。所以数字内容要成为信息服务业的发展动力，这是目前我们的认识。所以这些东西实际上将来还是一个热点，所以我想基本上我讲了现在的整体趋势是融合、转型。第二我讲了我们的能力；第三看一下全球是什么趋势。还有就是人与物共享的网络，现在韩国这点是比较热的，我们分析这些东西还是应该引起我们的重视的，现在我们考虑更多的就是建立全国的物流网，将来我们考虑怎么利用现在的互联网怎么样把传感电路、传感器加进去能够实现人与物的共享网络。

下面讲一下我们是怎么看的？我们必须要提升核心技术能力，突破技术难点打造完整产业链，促进应用业的转型，提升制造业的整体转型。要促进五类重大业务。宽带多媒体业务、3G业务、信息化与数字内容应用、基本业务、智能处理器。打造一个宽带高性能多业务网络，推动融合。要尽快的安排部署九类产品的研制开发。

今天只是跟大家讨论，跟大家把我们现在的思路跟大家沟通一下，看一下我们今后的发展方向是什么样？我们现在的科学发展观、构建和谐社会这也是我们比较重视的，我们制造业也应该尽可能的为我们提供低成本的通信设备。

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