網路業務相變現象研究

① 異構網路的網路選擇演算法的研究

異構網路中無線資源管理的一個重要研究方向就是網路選擇演算法，網路選擇演算法的研究很廣泛，這里給出了幾個典型的無線網路選擇演算法的類別。 預切換可以有效的減少不必要的切換，並為是否需要執行切換做好准備。通常情況下可以通過當前接收信號強度來預測將來接收信號強度的變化趨勢，來判斷是否需要執行切換。
文獻 中利用多項式回歸演算法對接收信號的強度進行預測，這種方法的計算復雜度較大。文獻 中，利用模糊神經網路來對接收信號強度進行預測，模糊神經網路的演算法最大的問題，收斂較慢，而且計算的復雜度高。文獻 中，利用的是最小二乘演算法（LMS）來預測接收的信號強度，通過迭代的方法，能夠達到快收斂，得到較好的預測。還有在文獻 中，直接採用接收信號強度的斜率來預測接收信號強度，用來估計終端在該網路中的生存時間，但是這種方法太簡單，精度不是很高。 在垂直切換的過程中，對於相同的切換場景，通常會出現現在的已出現過的切換條件，對於其垂直切換的結果，可以應用到當前條件下，這樣可以有效避免的重新執行切換決策所帶來的時延。
文獻[33]中，提出利用用戶連接信息（User Connection Profile，UCP）資料庫用來存儲以前的網路選擇事件。在終端需要執行垂直切換時，首先檢查資料庫中是否存在相同的網路選擇記錄，如果存在可以直接接入最合適的網路。在文獻[34]中，提出了將切換到該網路的持續服務時間和距離該網路的最後一次阻塞時間間隔作為歷史信息記錄下來，根據這些信息，選擇是否有必要進行切換。 由於用戶對網路參數的判斷往往是模糊的，而不是確切的概念，所以通常採用模糊邏輯對參數進行定量分析，將其應用到網路選擇中顯得更加合理。模糊系統組成通常有3個部分組成，分別是模糊化、模糊推理和去模糊化。對於去模糊化的方法通常採用中心平均去模糊化，最後得到網路性能的評價值，根據模糊系統所輸出的結果，選擇最適合的網路。
通常情況下，模糊邏輯與神經網路是相互結合起來應用的，通過模糊邏輯系統的推理規則，對神經網路進行訓練，得到訓練好的神經網路。在垂直切換的判決的時候，利用訓練好的神經網路，輸入相應網路的屬性參數，選擇最適合的網路接入。
基於模糊邏輯和神經網路的策略，可以對多種因素(尤其動態因素)進行動態地控制，並做出自適應的決策，可以有效提高網路選擇的合理性，但該策略最大的缺點是，演算法的實現較為復雜，在電池容量和處理能力均受限的移動設備上是不合適的。 在異構網路選擇中，博弈論是一個重要的研究方向。在博弈論的模型中，博弈中的參與者在追求自身利益最大化的同時，保證自身付出的代價盡量小。參與者的這兩種策略可以通過效用函數和代價函數來衡量。因此通過最大化效用函數和最小化代價函數，來追求利益的最大化。
文獻[36]中提出一種基於博弈論的定價策略和網路選擇方案，該方案中服務提供商（Service Providers，SPs）為了提高自己的利潤需要面臨競爭，它是通過用戶間的合作或者非合作博弈來獲得，在實際的異構網路場景下，用戶和服務提供商SPs之間可以利用博弈模型來表示。Dusit Niyato在文獻[37]中，通過競價機制來進行異構網路資源的管理，這里將業務分成兩種類型，一種是基本業務，另一種類似高質量業務，基本業務的價格是固定的，而高質量業務的價格是動態變化的，它是隨著服務提供商的競爭和合作而變化的。因此這里從合作博弈和非合作博弈兩方面來討論定價機制。Dusit Niyato在文獻[38]中基於進化博弈理論，來解決在帶寬受限情況下，用戶如何在重疊區域進行網路選擇。 網路選擇的目標通常是通過合理分配無線資源來最大化系統的吞吐量，或者最小化接入阻塞概率等，這樣就會涉及網路優化問題。
網路選擇演算法往往是一種多目標決策，用戶希望得到好的服務質量、價格便宜的網路、低的電池功率消耗等。對於多目標決策演算法，通常是不可能使得每個目標同時達到最優，通常的有三種做法：其一，把一些目標函數轉化為限制條件，從而減少目標函數數目；其二，將不同的目標函數規范化後，將規范化後的目標函數相加，得到一個目標函數，這樣就可以利用最優化的方法，得到最優問題的解；其三，將兩者結合起來使用。例如文獻[39]中，採用的是讓系統的帶寬受限，最大化網路內的所有用戶的手機使用時間，即將部分目標函數轉化為限制條件。文獻[40]中，採用的是讓用戶的使用的費用受限，最大化用戶的利益和最小化用戶的代價，這里採用的是上面介紹的第三種方法。 基於策略的網路選擇指的是按照預先規定好的策略進行相應的網路操作。在網路選擇中，通常需要考慮網路負荷、終端的移動性和業務特性等因素。如對於車載用戶通常選擇覆蓋范圍大的無線網路，如WCDMA、WiMAX等；對於實時性要求不高的業務，並且非車載用戶通常選擇WLAN接入。這些均是通過策略來進行網路選擇。
文獻[41, 42]提出了基於業務類型的網路選擇演算法，根據用戶的業務類型為用戶選擇合適的網路。文獻[35]提出基於負載均衡的網路選擇演算法，用戶選擇接入或切換到最小負載因子的網路。[43]提出了一種考慮用戶移動性和業務類型的網路選擇演算法。 多屬性判決策略（Multiple Attribute Decision Making，MADM）是目前垂直切換方面研究最多的領域。多屬性判決策略主要分為基於代價函數的方法和其他方法。
基於代價函數的方法
代價函數一般有兩種構造形式，一種是多屬性參數值的線性組合，如（2.1）式所示；另一種是多屬性參數值的權重指數乘積或者是屬性參數值的對數線性組合，如（2.2）式所示。
（2.1）
（2.2）
其中代表規范化的第個網路的第個屬性值，代表第個屬性的權值。對於屬性的規范化，首先對屬性進行分類，分為效益型、成本型等，然後根據不同的類型的，對參數進行歸一化，採用最多的是線性規范化、極差規范化和向量變換法。關於權值的確定可以分為簡單賦權法(Simple Additive Weighting，SAW)、層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）、熵權法、基於方差和均值賦權法。
(1) SAW：用戶根據自己的偏好，確定每個屬性的重要性，通常給出每個參數取值的具體參數值。
(2) AHP：首先分析評價系統中各要素之間關系，建立遞階層次結構；其次對同一層次的各要素之間的重要性進行兩兩比較，構造判斷矩陣；接著由每層判斷矩陣計算相對權重；最後計算系統總目標的合成總權重。
(3) 熵權法：通過求解候選網路中的同一屬性的熵值，熵值的大小表明網路同一屬性的參數值的差異，差別越大，說明該屬性對決策影響越大，相應權值的取值就越大。
(4) 基於方差和均值賦權法：通過求解候選網路中同一屬性參數的均值和方差，結合這兩個參數確定該屬性的重要性程度值，然後再對其進行歸一化，得到每個屬性的參數值。
其他方法
(1) 基於方差和均值賦權法：通過求解候選網路中同一屬性參數的均值和方差，結合這兩個參數確定該屬性的重要性程度值，然後再對其進行歸一化，得到每個屬性的參數值。
(2) 逼近理想解排序法（TOPSIS）:首先對參數進行歸一化，從網路的每組屬性參數值里選擇最好的參數組成最優的一組屬性參數，同樣也可以得到最差的一組屬性參數。將每個網路與這兩組參數比較，距離最優參數組越近，並且與最差組越遠，該網路為最合適的網路。
(3) 灰度關聯分析法（GRA）：首先對參數進行歸一化，再利用GRA方法，求得每個網路的每個屬性的關聯系數，然後求出每個網路總的關聯系數。根據每個網路總的關聯系數，選擇最適合的網路。
(4) 消去和選擇轉換法（ELECTRE）：首先對參數進行歸一化，構造加權的規范化矩陣，確定屬性一致集和不一致集。然後計算一致指數矩陣和劣勢矩陣，最後得到一致指數矩陣和不一致指數矩陣。根據這兩個矩陣，確定網路的優劣關系，選擇最適合的網路。
VIKOR：首先對參數進行歸一化，首先確定最優和最差屬性參數組，然後計算得到每個網路屬性的加權和屬性中最大的參數值，然後利用極差規范化對網路的加權和以及最大屬性值進行歸一化，最後利用歸一化的參數進行加權求和，依據這個值，選擇最合適的網路。

② 在網路通信性能方面，國內外的研究現狀怎樣

第一，現在發展的現狀：現在整體信息通信服務業大家常講三個，「通信、廣播、計算機」可能今後說的多一點的三網融合可能是通信網、廣播網和互聯網。現在整體的收入情況我給大家簡要的說明一下。從整體的發展情況來看，通信與信息服務的融合在加速。實際上大家現在談了很多新業務，特別是提到IPTV等等，都認為是電信和廣電一些業務逐步開始融合了，數字電視、IPTV等等都逐步引起了大家的關注。新行業也開始出現。2004年中國唱片公司從鈴聲的收入就將近有20億人民幣，這跟一個正版的場頻銷售收入幾乎相當。再一個很重要的就是現在電信運營商開始轉型，現在一個融合談的比較多，一個是轉型談的比較多，融合就是三網融合，轉型就是我們電信在大的領域里進行轉型，包括生產、製造都處在重大的轉型階段。（圖）這些圖就是想說明我們的現狀是融合與轉型剛剛起步。所以第二個我給大家講一個概念，我們整體的轉型已經開始了。

看一個案例，從上海信息服務業來看互聯網電信增值服務增長的還是比較迅速的。看一下信息行業我們國家在信息發展中是什麼現狀？剛才講了整體上有網路融合和轉型的問題。我們現在的基礎是什麼？可以說中國基本上是全球網路通信技術應用製造大國，這個在全球已經形成基本共識了。特別是我們的網路不說採用的世界上最先進的技術，也通過我們這么多年的努力，在業務創新方面積累了豐富的經驗。我們在許多領域都能夠生產出一流的產品，並具有全球競爭力，初步形成了技術研發體系和產業發展的局部突破。我想講的意思就是我們面臨融合轉型的時候我們的能力到底怎麼樣？能不能適應這個大的發展變化？我們已經具備了進一步發展的基本能力，如果我們的政策得當，如果我們方向抓好，如果我們在工作中能夠抓住這些機遇我們一定會實現在局部跨越發展。

看看固定通信，現在國有佔有率差距80％，我們的寬頻也有長足的進步，我們的高速路由器可以說縮小了國外先進型差距。看一下移動通信，現在形成了GSM和CDMA全線產品生產能力。TD－SCDMA也已經成為3G的三大標准主流之一。現在已經形成了完善的產業鏈，我們自己在WCDMA也研製開發出了自己的設備，並且進入了世界一流水平行列，打入了一些發達國家。再看看光通信，已經成為少數幾個能全線生產光通信的國家之一。我們把自己的一些標准推薦給ITY形成了國際標准，4G我們也都已經研究開發。下一代網路軟交換設備已經成熟，我們的行業在國外打的旗號就是通信。我們現在有能力解決好融合的問題，我們有能力做好轉型工作。當然看到我們成績的同時也要看到我們還存在著不足，但是差距是客觀的，總體上差距不大。

要做好這些處理能力以外還要判斷好下一步的方向是什麼，並且要知道正確的依據和指導方向。我們看一下它下一步是什麼發展方向？

1，ICT在未來20年乃至更長時間，仍然是全球經濟發展的主要推動力。

2、網路日益滲透經濟社會生活的各個方面，呈現空前融合的趨勢，產業內、外延不斷擴展，逐步向信息行業大行業轉。

3、產業發展快速規模擴張，產業發展向精細化運行，內涵是增長轉型，這符合我們強調科學發展觀。

4、移動寬頻信息、信息服務等成為新的增長引擎。

通信的方式將會逐步走向人與人、物與物的網路，現在韓國提倡「無所不在的網路」我們認為這也是我們要最終關心的。整體上基本的判斷我們認為融合與轉型將成為十一五發展主題，產業發展、政府監管都要做一些轉變。

在我的報告中為了引證我們是不是對的？給大家提供了一些數據，我們認為發展整體來說和我們的思考是一致的。既然說到了判斷的幾個大的方向，並且從國外看大家認為認識是一致的。那我們看看整體上電信業應該怎麼做？

前面已經說了這些，原有的業務界限越來越模糊，對現有的用戶模式監管帶來了沖擊，其影響是極大的。電信業要適應這種變化，要適應大行業的觀念，要立足於整個行業的發展，要開拓新的發展空間，立足於新的增長點。

現在大家常談的幾個大的平台概念，大家討論的比較多的是NGN，NGI。NGI是互聯網提出的，我們看NGN，21世紀的網路計算機看重的是這，它是從不同的圓點朝著相同的方向發展。

（圖），寬頻無線通信，跨帶無線可能包括寬頻無線接入，寬頻無線移動通信是兩個可能在今後發展過程中相互支撐的，不是相互排斥的。

看一下移動通信，大家談的比較熱的是ISAP，現在全球也開始討論這點了，現在正在制定這方面的標准。這個標准我們積極參加並發揮著跟大作用，這個方面我們的企業也在積極的探索，現在從硬體看可以基本不動的，主要從軟體上來做。主要問題出在終端上，現在終端的數據卡做到1.5兆差不多，但是終端盡管韓國有一個公司說1.8兆的，但是這個東西我個人認有一點冒勁了，因為現在的終端情況不是現在看到的這么樂趣。因為世界移動通信在終端，現在展覽會很熱，大家都在集中看，但是到了最後數率等等都不太一樣了。WCDMA跟原來的意義上就有區別了，所以現在的通信發展從（圖）這個角度看就看不清了，到EEDU的情況下就不走了。走到AIE，標准到2007年才能出現相應的標准，現在提出的多載入的方案是不是能夠通過？很難說。

再往下看上個月在紐約開了一次會，一些大的東西在上個星期紐約那個會上都差不多訂下來了，現在主要討論的是OIP等等，現在發展來看現在都是在爭移動方面另外一些發展的大的方面的趨勢。我們國內在這個方面沒有比較怠慢，我們非常努力。再看看Wimax，現在D的展覽會比少，現在E的情況有點下來了。前一段時間中國老爭論到底3G搞不搞，說Wimax要取代3G。為什麼介紹這個圖片呢？就是給大家介紹一些情況供大家參考。看一下它的目標，有交疊、技術的變化、3G等等。應用特點就是反應了Wimax。主要是想講技術發展是很快的，但是它的發展整體進度G還是可以的，E有所放慢。

下面看一下光通信方面。光通信永遠是智能化發展，智能化光通信將會逐步成熟，這是我們的基本判斷。看一下衛星通信，過去衛星通信大家討論很久了，認為衛星通信是一種輔助手段，現在由於它的性質發生了變化，引起了我們的關注。不管DEB H也好，還是廣播、電視、電話導航等等，我這塊我們現在也逐步重視起來了，經常開一些會討論這方面可以能做一些什麼事情。

我還想給大家說一下家庭網路。家庭網路，融合、通信、計算機、家電控制和數字內容多種技術成為家庭通信辦公、生活等的數字化管理。這個話題現在也是一個熱門話題，熱我個人認為還是有一定道理的，不管是電信運營商也好，家電製造業也好通過這個點，如果這些東西多用上了，我相信電信服務業績會提高的。現在多說電子產品不好賣，如果能把這些東西做好產品一定好賣。所以家庭網路我們目前也正在認真的研究。

看一下終端，過去終端我們不夠重視的，現在逐步重視了。終端呈現什麼樣的趨勢呢？綜合化、智能化、個性化、多樣化、多媒體化。除傳統的終端外智能家電已經成為新的通信終端，集成電路技術的發展使終端能夠集成越來越多的通信。大家體會最深的就是手機，五花八門的什麼手機都有，再加上IT的基礎通過伺服器處理出來手機上什麼都能做，所以終端也是我們在發展中需要考慮的。

還有一個數字內容，現在發展還應該考慮內容的問題。現在有一種說法將來競爭就是內容為王，沒有內容再什麼看帶、再什麼IPv6都沒用的。所以數字內容要成為信息服務業的發展動力，這是目前我們的認識。所以這些東西實際上將來還是一個熱點，所以我想基本上我講了現在的整體趨勢是融合、轉型。第二我講了我們的能力；第三看一下全球是什麼趨勢。還有就是人與物共享的網路，現在韓國這點是比較熱的，我們分析這些東西還是應該引起我們的重視的，現在我們考慮更多的就是建立全國的物流網，將來我們考慮怎麼利用現在的互聯網怎麼樣把感測電路、感測器加進去能夠實現人與物的共享網路。

下面講一下我們是怎麼看的？我們必須要提升核心技術能力，突破技術難點打造完整產業鏈，促進應用業的轉型，提升製造業的整體轉型。要促進五類重大業務。寬頻多媒體業務、3G業務、信息化與數字內容應用、基本業務、智能處理器。打造一個寬頻高性能多業務網路，推動融合。要盡快的安排部署九類產品的研製開發。

今天只是跟大家討論，跟大家把我們現在的思路跟大家溝通一下，看一下我們今後的發展方向是什麼樣？我們現在的科學發展觀、構建和諧社會這也是我們比較重視的，我們製造業也應該盡可能的為我們提供低成本的通信設備。

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