泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下移動性預(yù)測方法的挑戰(zhàn)及關(guān)鍵思想*

田 潔 ，趙季紅 ，2，曲 樺

（1.西安交通大學(xué) 西安 710049；2.西安郵電大學(xué) 西安 710061）

1 引言

以向個人提供最佳業(yè)務(wù)體驗為動力的移動通信與泛在網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同與融合，構(gòu)成移動泛在業(yè)務(wù)環(huán)境，代表了下一代移動無線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的重要發(fā)展方向[1]。在未來，泛在化的智能設(shè)備將遍布在用戶的周圍，并且這些具有無線接入能力的智能設(shè)備將能夠隨時隨地感知用戶的需求，用戶周圍所有可用的智能終端可構(gòu)成一個終端群，并通過多樣化的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同地為用戶提供無處不在的服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，移動泛在業(yè)務(wù)環(huán)境下更加強調(diào)的是即使用戶處在移動的狀態(tài)下，也能夠通過異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)及多個智能終端的協(xié)同使用戶無縫地獲得無所不能、無所不包的服務(wù)，而這也正是移動泛在網(wǎng)絡(luò)的核心理念。在這種應(yīng)用環(huán)境下，如何通過多終端多網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同為移動用戶提供基于ABE（always bestexperience，始終最佳的體驗）的服務(wù)，已成為一項重要研究內(nèi)容，與此同時，如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通以及多種網(wǎng)絡(luò)融合環(huán)境下的無縫切換等一系列問題也已成為基礎(chǔ)性的難題。

為了更好地解決這些問題，越來越多的研究者開始關(guān)注并研究移動性預(yù)測技術(shù)。其作為一種基于位置服務(wù)的主動積極方案，通過提前預(yù)測移動終端的位置，為移動終端預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源以及實現(xiàn)預(yù)切換，從而保證服務(wù)質(zhì)量。由此可見，在移動泛在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)環(huán)境下，移動性預(yù)測技術(shù)在實現(xiàn)無縫移動并提高用戶體驗方面顯得更加重要。

2 移動性預(yù)測方法的研究現(xiàn)狀

關(guān)于移動性預(yù)測方法研究的應(yīng)用場景目前主要有兩大類：一類是應(yīng)用于有基礎(chǔ)設(shè)施的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，如蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)等，這類場景下的移動性預(yù)測方法主要用來輔助網(wǎng)絡(luò)進行切換控制及無線資源管理；還有一類主要應(yīng)用于以Ad Hoc技術(shù)為基礎(chǔ)和典型代表的無基礎(chǔ)設(shè)施的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，通過移動性預(yù)測方法來優(yōu)化Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的路由管理機制。

2.1 有基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動性預(yù)測方法及存在問題

有基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動性預(yù)測方法從移動性管理的角度出發(fā)，主要關(guān)注如何應(yīng)用移動性預(yù)測，通過對移動終端位置的預(yù)測，基于預(yù)測信息對移動終端進行尋呼，同時也可以在移動終端預(yù)測位置的所在小區(qū)完成預(yù)切換工作，從而減少切換時延。另一方面，基于預(yù)測信息，也可以提前與預(yù)測位置所在小區(qū)進行移動終端所需的資源預(yù)留協(xié)商，包括地址分配、帶寬資源預(yù)留等。

最早提出的移動性預(yù)測方法是采用基于構(gòu)造運動函數(shù)的預(yù)測方法，這種預(yù)測方法主要從物理概念的角度來描述移動對象的運動情況，如結(jié)合移動對象當(dāng)前的運動方向、速度等因素，通過與構(gòu)造的運動函數(shù)進行擬合，從而預(yù)測移動對象在下一時間段內(nèi)的位置變化情況。參考文獻[2]最早假設(shè)移動對象在某時刻的速度方向不會改變，通過構(gòu)造線性運動模型，根據(jù)線性運動函數(shù)對移動對象的位置進行預(yù)測?？紤]到實際中移動對象的運動大多都是非線性的，參考文獻[3]克服了線性預(yù)測的缺陷，提出更加符合實際情況的非線性的基于未知模型的預(yù)測方法，能夠?qū)σ匀魏诬壽E運動的移動對象進行位置預(yù)測。這種基于構(gòu)造運動函數(shù)的方法雖然提出較早，但由于當(dāng)今移動通信環(huán)境對于實時性的需求高，這類方法因其構(gòu)造運動函數(shù)的復(fù)雜性已不能很好地滿足網(wǎng)絡(luò)的需求。

目前，能夠適用于無線網(wǎng)絡(luò)預(yù)切換及資源預(yù)留方面的移動預(yù)測方法以統(tǒng)計預(yù)測思想與分析預(yù)測思想為主。統(tǒng)計預(yù)測的方法是從整個網(wǎng)絡(luò)的宏觀角度出發(fā)，對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)整體的歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并將提煉出的統(tǒng)計結(jié)果作為判決條件，用于分析新進入網(wǎng)絡(luò)的移動對象的軌跡，從而達到移動預(yù)測的目的。如參考文獻[4]中通過統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)歷史數(shù)據(jù)中移動終端經(jīng)過的小區(qū)序列的情況，以此作為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動用戶的移動模型，從而與網(wǎng)絡(luò)部移動用戶的移動模式進行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果對用戶的位置進行預(yù)測。還有一些研究者以道路為單位，根據(jù)道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，統(tǒng)計不同路段上發(fā)生切換的概率，從而對移動用戶將要切換的目標(biāo)小區(qū)進行預(yù)測，也是基于統(tǒng)計的預(yù)測思想，如參考文獻[5]。這種宏觀上的統(tǒng)計預(yù)測的方法對于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言，有利于網(wǎng)絡(luò)進行整體優(yōu)化，然而這種方法忽略移動對象個體的隨機性，因此從用戶的角度看，運用統(tǒng)計信息進行預(yù)測，準(zhǔn)確度較低，很難保證網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每一個用戶都能通過移動預(yù)測進行預(yù)切換及資源預(yù)留。

分析預(yù)測思想與統(tǒng)計預(yù)測思想不同的是，它從移動用戶本身的歷史信息出發(fā)，利用人工智能及機器學(xué)習(xí)的方法，從移動用戶過去的運動中發(fā)現(xiàn)用戶的移動規(guī)律，形成用戶自身的移動模型，從而對用戶將來的運動進行預(yù)測。在這方面比較常用到的是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)方法，分析學(xué)習(xí)用戶的行為并記錄下來，作為用戶的移動模型。如參考文獻[6]中，以無線mesh網(wǎng)絡(luò)為例，利用反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來學(xué)習(xí)分析歷史時間序列，得到用戶的移動模型，從而對用戶的運動進行預(yù)測，實現(xiàn)了在無線mesh網(wǎng)絡(luò)下的移動連續(xù)性及無縫連接。而對于短時間內(nèi)，沒有大量歷史數(shù)據(jù)的情況，參考文獻[7]中提出了基于免疫系統(tǒng)的人工智能預(yù)測算法，對于那些移動時間較短且移動模式難以捉摸的移動用戶的位置起到了很好的預(yù)測效果。

由此可見，統(tǒng)計預(yù)測的方法統(tǒng)計了大量的歷史統(tǒng)計信息，而分析預(yù)測的方法則加強了對于移動用戶本身歷史信息的分析，因此，為了綜合考慮網(wǎng)絡(luò)側(cè)QoS需求以及用戶終端側(cè)的用戶體驗需求，有必要將這兩種預(yù)測方法的優(yōu)勢相結(jié)合以進一步提高移動性預(yù)測的性能，而這也是下一步研究開展的方向。

2.2 無基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動性預(yù)測方法及存在問題

在以Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)為典型的無基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，沒有蜂窩式移動通信中的基站作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)點，當(dāng)進行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臅r候，是通過移動節(jié)點間的多跳路由完成。然而節(jié)點移動自由度較大以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多變的特點增加了路由發(fā)現(xiàn)的消耗，因此通過引入移動節(jié)點的位置信息，并對移動節(jié)點的位置進行預(yù)測，這在一定程度上可以幫助掌握快速變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而能夠在進行路由發(fā)現(xiàn)的時候，有目的、有范圍地選取路徑。

面向無基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動性預(yù)測主要側(cè)重于通過預(yù)測來判斷鏈路是否穩(wěn)定及可靠。當(dāng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的移動節(jié)點通過多跳路由來完成遠(yuǎn)距離的信息傳輸時，節(jié)點間相互獨立的移動可能會導(dǎo)致正在使用的多跳路由發(fā)生斷裂，因此為了能夠令所找到的路由穩(wěn)定，就需要通過節(jié)點自身的設(shè)備臨時獲取目標(biāo)節(jié)點信息，并對節(jié)點的位置及運動信息進行預(yù)測，以此獲得生存時間盡可能長的路由，使路由盡量穩(wěn)定。

目前，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)下典型的移動預(yù)測都是通過GPS使移動節(jié)點獲得自己的位置信息，并根據(jù)現(xiàn)有時刻移動節(jié)點的狀態(tài)信息來對節(jié)點未來時刻進行模糊預(yù)測，如參考文獻[8，9]。鏈路可用性預(yù)測模型的提出是基于對鏈路可用性的預(yù)測，該模型依照現(xiàn)在時刻移動節(jié)點的運動信息和位置信息預(yù)測估計出一段時間內(nèi)節(jié)點的移動位置，從而判斷兩點間的鏈路是否可用，如參考文獻[10～12]。然而，為了能夠獲得生存時間盡可能長的鏈路，參考文獻[13]提出鏈路維持時間的預(yù)測模型，通過對網(wǎng)絡(luò)中無規(guī)則的、隨意運動的節(jié)點的軌跡或者節(jié)點間的相互軌跡進行預(yù)測，判斷鏈路連接能夠保持的時間。還有一種節(jié)點位置預(yù)測模型鏈路維持時間預(yù)測模型非常類似，都是基于同一種假設(shè)，也就是最近一次獲取節(jié)點的運動狀態(tài)后，節(jié)點的運動狀態(tài)保持不變。而不同點在節(jié)點的位置預(yù)測模型只是針對鏈路中的一個節(jié)點的位置進行預(yù)測，這種預(yù)測模型適用于節(jié)點運動速度慢且運動比較穩(wěn)定的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)。

3 移動泛在網(wǎng)絡(luò)下的移動性預(yù)測方法面臨的挑戰(zhàn)

3.1 未來泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的基本特征

（1）異構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

在移動通信從2G向3G發(fā)展的過程中，產(chǎn)生了許多不同的無線傳輸技術(shù)，如GSM、CDMA、WCDMA、cdma2000、WiMAX、ZigBee、Bluetooth等。可以看出，未來的移動泛在網(wǎng)絡(luò)不是一個單純的網(wǎng)絡(luò)，而是集已有的甚至是后續(xù)演進技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的大集合，是一個由支持信息社會升級到泛在社會的智能信息架構(gòu)。從這個角度來說，泛在網(wǎng)絡(luò)將是一個涵蓋所有網(wǎng)絡(luò)類型的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并且也是一個各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間融合與協(xié)同的過程。

由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的異構(gòu)性，用戶將會同時處于若干個不同網(wǎng)絡(luò)的覆蓋下，并且會頻繁地在不同的網(wǎng)絡(luò)中遷移。因此在未來移動泛在網(wǎng)絡(luò)下，需要屏蔽這種網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性，根據(jù)用戶周圍環(huán)境的變化為用戶提供無縫的、最佳的業(yè)務(wù)體驗。

（2）泛在協(xié)同的智能終端

隨著終端技術(shù)呈現(xiàn)出明顯的多樣化、智能化以及多模化的發(fā)展趨勢，在未來移動泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，用戶可以利用周圍可用的終端接入不同的網(wǎng)絡(luò)同時為用戶提供服務(wù)。

多個終端根據(jù)用戶的需求、業(yè)務(wù)特征以及周圍環(huán)境的變化能夠自適應(yīng)地進行協(xié)同，從而能夠在感知、通信、計算以及業(yè)務(wù)呈現(xiàn)等方面實現(xiàn)終端能力的提升，為用戶提供最佳的業(yè)務(wù)體驗。

（3）以用戶為中心的智能業(yè)務(wù)模式

在未來移動泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，將會更加關(guān)注用戶的需求，并且隨時感知用戶的行為特征，以用戶為中心，深入了解用戶周圍的環(huán)境信息、用戶的個人偏好，為用戶提供個性化的服務(wù)。

另一方面，隨著普適計算技術(shù)的發(fā)展，未來移動泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的業(yè)務(wù)將呈現(xiàn)出智能化的模式，通過感知周圍的上下文信息，終端與網(wǎng)絡(luò)能夠主動進行適配協(xié)同，而不需要用戶主動參與，向用戶提供始終最佳的業(yè)務(wù)體驗，即實現(xiàn)ABE的目標(biāo)。

3.2 移動泛在網(wǎng)絡(luò)下移動性預(yù)測方法的需求及挑戰(zhàn)

在移動環(huán)境下，隨著用戶的移動，網(wǎng)絡(luò)的覆蓋以及用戶周圍可用的終端都會動態(tài)地發(fā)生變化，而在這種情況下，為了保證用戶在移動過程中的業(yè)務(wù)連續(xù)性，終端的協(xié)同模式以及接入的無線網(wǎng)絡(luò)都需要根據(jù)周圍環(huán)境的改變做出相應(yīng)的變化。由此可以看出，在未來移動泛在網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，不僅要考慮到泛在網(wǎng)絡(luò)下的異構(gòu)性、協(xié)同性和智能性，同時更加需要考慮的是在移動的環(huán)境下，用戶的移動性為網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)、終端的協(xié)同帶來的新變化。

因此，為了實現(xiàn)在“移動+泛在”環(huán)境下，保證用戶的無縫移動，并帶給用戶最佳體驗，需要通過移動性預(yù)測技術(shù)這種積極的方案，提前預(yù)測用戶周圍可能的環(huán)境，包括網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、終端狀態(tài)等，從而保證終端接入的網(wǎng)絡(luò)以及終端的協(xié)同模式能夠根據(jù)環(huán)境的變化即時做出相應(yīng)的變化，從而保證用戶能夠在移動的狀態(tài)下，無縫地獲得無所不能、無所不包的服務(wù)。

移動性預(yù)測技術(shù)與泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性、終端協(xié)同性、智能性3個特點相結(jié)合，主要面臨的挑戰(zhàn)如下。

·對于單個終端來說，如何在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中預(yù)測即將進入?yún)^(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況，以輔助網(wǎng)絡(luò)切換或小區(qū)切換。

·對于多個終端來說，如何通過移動性預(yù)測技術(shù)使多個終端保證在任何環(huán)境下都有最佳的協(xié)同模式，以使網(wǎng)絡(luò)資源及終端資源的利用率達到最大。

·如何能夠為用戶提供智能化的移動性預(yù)測服務(wù)。

4 移動泛在網(wǎng)絡(luò)下的移動性預(yù)測方法的關(guān)鍵思想

根據(jù)對移動泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動性預(yù)測技術(shù)的需求及挑戰(zhàn)的理解，關(guān)于未來研究移動性預(yù)測技術(shù)的關(guān)鍵思想路線可以概況為：在屏蔽網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性的基礎(chǔ)上，通過對環(huán)境的預(yù)測保證多終端始終能夠以最佳的模式協(xié)同，同時基于用戶的需求，提供智能化的移動性預(yù)測，最終實現(xiàn)用戶的無縫移動及最佳的業(yè)務(wù)體驗。

4.1 屏蔽網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性的預(yù)測機制

網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性是泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動性預(yù)測技術(shù)面臨的主要問題之一。如前所述，目前對于移動性預(yù)測方面的研究雖然已經(jīng)有很多方法及成果，但是大多數(shù)的預(yù)測方法只是針對同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動預(yù)測，如在移動蜂窩網(wǎng)中通過對蜂窩小區(qū)進行預(yù)測。然而在具有多種無線接入技術(shù)覆蓋的情況下，如果僅采用類似同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下單純地以小區(qū)為預(yù)測目標(biāo)的預(yù)測方法，已不能對切換管理起到很好的優(yōu)化效果。這是因為在這種多終端、多網(wǎng)絡(luò)的泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，切換不僅涉及某個移動終端在同一網(wǎng)絡(luò)下小區(qū)間的切換，還包括在不同接入網(wǎng)之間的切換。因此在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)覆蓋環(huán)境下，面對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不再單一的情況，移動性預(yù)測更重要的是需要預(yù)測移動節(jié)點即將進入的區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。

在設(shè)計移動性預(yù)測方案時，首先需要明確在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如何描述移動節(jié)點的移動性。通常對于位置移動的描述有單元描述法和地圖匹配法兩種，如圖1、圖2所示。

圖1 單元描述法

圖2 地圖匹配法

在單元描述法中，地理區(qū)域可以被分成形狀規(guī)則的單元，通過經(jīng)過的單元序列來描述位置的移動性，如蜂窩網(wǎng)絡(luò)下的基站小區(qū)就可看作一個單元。而地圖匹配法則是借助GPS定位功能，將定位出來的移動節(jié)點行駛路線與電子地圖進行匹配，從而描述移動軌跡。

在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，為了能夠屏蔽無線接入網(wǎng)的異構(gòu)性，并且簡便有效地描述移動節(jié)點的移動軌跡，可以用統(tǒng)一的道路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來替代復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采取單元描述與地圖匹配相結(jié)合的方法，結(jié)合電子地圖將道路以交叉路口為節(jié)點分段，并以一條路段為一個單元，用經(jīng)過的路段序列來描述移動節(jié)點的移動軌跡。

其次，如何獲取單位路段上的網(wǎng)絡(luò)覆蓋信息也是解決異構(gòu)性預(yù)測的一個關(guān)鍵點。在同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過單位小區(qū)內(nèi)的基站可以獲取該小區(qū)內(nèi)部的基本網(wǎng)絡(luò)信息，基于這種思想，在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可以采用中間件機制，讓該中間件與各個無線網(wǎng)絡(luò)進行通信，并獲取各無線網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)信息。目前正在研究開發(fā)的IEEE 802.21 MIH（media independent handover，介質(zhì)獨立切換）就是這種策略。而MIH中的介質(zhì)獨立的信息服務(wù)（MIIS）一般可以提供包括通用接入網(wǎng)絡(luò)信息、附著點（point of attachment，PoA）的信息、高層信息（HLI）這三大類網(wǎng)絡(luò)信息。因此，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的信息可以借助IEEE 802.21的功能獲得。

4.2 保證終端最佳協(xié)同模式的預(yù)測機制

如前所述，異構(gòu)性預(yù)測解決了泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下單終端多網(wǎng)絡(luò)的移動性預(yù)測問題，然而在基于異構(gòu)性預(yù)測的基礎(chǔ)上，還需要解決多終端多網(wǎng)絡(luò)的移動性預(yù)測問題，也就是基于終端協(xié)同情況下的預(yù)測問題。根據(jù)協(xié)同工作的終端之間的分散程度，可將終端協(xié)同分為聚合式終端協(xié)同和分布式終端協(xié)同。

聚合式終端協(xié)同通常是指同一個用戶攜帶的多個終端，協(xié)同為該用戶服務(wù)的場景，如圖3所示。

圖3 聚合式終端協(xié)同場景

由于在這種場景下，一方面隨著用戶的移動，無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況可能會發(fā)生變化，并且由于終端對于無線網(wǎng)絡(luò)的接入能力各不相同，因此可參與協(xié)同的終端也同時會發(fā)生變化。而另一方面又考慮到同一個用戶所攜帶的終端的聚合程度較高，因而能夠參與協(xié)同工作的各個終端所處的環(huán)境是基本相同的，包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、地理環(huán)境等。因此對于聚合式終端協(xié)同來說，為了使終端群組能夠有效地協(xié)同起來為用戶提供服務(wù)，使資源利用率達到最大化，其重點在于怎么有效地捕捉到無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況，并且為了保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，更重要的是在移動過程中對于未來時刻無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況的預(yù)測，從而能夠即時有效地對參與協(xié)同的終端做出判斷。

分布式終端協(xié)同方式下，終端與終端之間往往具有一定的距離，并且終端所處的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況也可能會不同，如圖4所示。當(dāng)某一用戶A使用攜帶的終端進行數(shù)據(jù)傳輸時，當(dāng)其發(fā)現(xiàn)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)傳輸速度不能滿足于他需要進行的業(yè)務(wù)或者當(dāng)前沒有可用的無線網(wǎng)絡(luò)時，用戶A會向其附近的用戶B的終端發(fā)出請求，由用戶B的終端接入其他網(wǎng)絡(luò)來協(xié)助用戶A的業(yè)務(wù)請求，而這便是分布式的終端協(xié)同方式。

圖4 分布式終端協(xié)同

這種分布式的終端協(xié)同可以看作類似于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多個移動節(jié)點間通過多跳的方式協(xié)同進行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸，同時，每個移動節(jié)點除了進行節(jié)點群內(nèi)部的通信，還要借助其他有基礎(chǔ)設(shè)施的無線接入網(wǎng)絡(luò)向外部傳輸數(shù)據(jù)。所以針對這種分布式的終端協(xié)同方式，為了能夠讓終端有效地協(xié)同達到最佳用戶體驗，在協(xié)同性預(yù)測方面，不僅需要對每個移動節(jié)點未來進入的網(wǎng)絡(luò)或小區(qū)進行預(yù)測，同時應(yīng)該結(jié)合類似Ad Hoc這類無基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動性預(yù)測，即結(jié)合移動節(jié)點間的相對位置信息，選擇最佳的相鄰的協(xié)同終端，達到協(xié)同性預(yù)測的目的。

可以看出，在未來無基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)與有基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同與融合將是移動泛在網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，所以考慮到有基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)與無基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動性預(yù)測技術(shù)側(cè)重點的不同，為了在移動泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下能夠使終端群實現(xiàn)有效的協(xié)同機制，需要將有基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)與無基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動性預(yù)測技術(shù)相結(jié)合，一方面對移動終端群組所處位置的網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況進行預(yù)測，另一方面對于移動終端群組內(nèi)部來說，其內(nèi)部構(gòu)成一個類似Ad Hoc的多跳傳輸網(wǎng)絡(luò)，需要對移動終端間的相對位置進行預(yù)測，以便選擇最佳的路由實現(xiàn)移動終端間的協(xié)同，從而最終達到協(xié)同性預(yù)測的目的。

4.3 結(jié)合用戶需求的智能化預(yù)測

移動泛在網(wǎng)是以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)，使用戶能夠隨時、隨地、方便地體驗到以用戶為中心的個性化服務(wù)，因此，除了上述異構(gòu)性預(yù)測和協(xié)同性預(yù)測，移動泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動性預(yù)測同時還需要為用戶帶來個性化的智能性預(yù)測。這里主要體現(xiàn)在對用戶移動路徑的推薦指導(dǎo)性預(yù)測，即為了使用戶在移動過程中保證業(yè)務(wù)連續(xù)性以及終端網(wǎng)絡(luò)資源利用率的最大化，可根據(jù)用戶的需求及實際業(yè)務(wù)的QoS需求，結(jié)合上下文信息為用戶推薦一條最佳路徑。對于最佳路徑的衡量不僅僅是以以往的最短路徑法則為標(biāo)準(zhǔn)，而是充分結(jié)合了終端信息及網(wǎng)絡(luò)信息，以終端網(wǎng)絡(luò)最佳匹配為原則的智能性預(yù)測。

上下文感知計算理論作為“普適計算”的核心子領(lǐng)域之一，使系統(tǒng)能夠自動發(fā)現(xiàn)和利用位置、周圍環(huán)境等上下文信息。由于上下文感知技術(shù)兼具“普適計算”和“個性化”兩種優(yōu)勢，因此為了進一步提高路徑推薦的精確度以及用戶的滿意度，將上下文信息引入移動泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動預(yù)測，一方面可以使系統(tǒng)根據(jù)上下文信息進行業(yè)務(wù)適配，另一方面可以綜合考慮網(wǎng)絡(luò)上下文信息及環(huán)境上下文信息，智能地為用戶推薦一條網(wǎng)絡(luò)終端匹配最佳路徑，從而能夠保證用戶的最佳業(yè)務(wù)體驗。總之，隨著移動泛在網(wǎng)絡(luò)在移動應(yīng)用、電子旅游、智能醫(yī)療等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用的發(fā)展，未來在智能性的預(yù)測方面，基于上下文感知技術(shù)，提取用戶偏好，進行個性化的推薦將會成為潛在的發(fā)展趨勢。

5 結(jié)束語

未來移動性預(yù)測技術(shù)研究是一種趨勢，但是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)、終端協(xié)同以及智能化需求等問題是移動性預(yù)測技術(shù)能否在泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下得到廣泛應(yīng)用的決定性因素。原有的移動性預(yù)測技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境相對單一，無法適用于多終端多網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜環(huán)境，本文針對泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的特點及業(yè)務(wù)需求，結(jié)合異構(gòu)、協(xié)同及智能3個關(guān)鍵因素提出移動泛在業(yè)務(wù)應(yīng)用下的移動性預(yù)測，通過將有基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動性預(yù)測技術(shù)與無基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動性預(yù)測技術(shù)的特點相結(jié)合，從而能夠保證在移動泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于預(yù)測信息實現(xiàn)無縫移動，提高用戶體驗。

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