[发明专利]异构泛在网络环境下的终端聚合系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种异构泛在网络环境下的终端聚合系统及方法。

背景技术

随着无线通信技术的迅猛发展和人们对业务需求的不断增加，终端的定义得到极大的扩展，各种终端具有了越来越多的不同的业务能力，如接入能力、计算能力、播放能力甚至供电能力等，因此终端的异构性问题将更加突出。此外，终端发展的另一个趋势是泛在化，即用户周边的终端通过灵活的互联和协同技术实现交互，为用户提供智能化业务。

由于受到硬件复杂度及终端能力的制约，仅具备单一业务能力的终端不能最优地支持所有类型的业务应用，因而需要异构终端之间合作形成逻辑上的终端能力集合，即聚合终端群，以支持内容更加丰富业务应用，最大可能满足用户的业务应用需求。终端聚合首先要解决的问题是从不同业务能力的终端能力集合中，分别选择若干个终端聚合形成一个新的聚合终端群，同时考虑终端的个体能力(可用带宽、剩余能量，覆盖范围，通信费用等)与终端之间的协同能力(连接稳定性、协同功耗、系统容错性等)，在每个终端能力集合中至少选择一个终端，同时要求所形成的聚合终端群具有最优非劣的个体和协同能力。在这种情况下，如何应对终端的业务能力异构性以实现其协同工作进而满足多样化的业务应用需求，对聚合终端系统的有效性和高效性提出了更高要求。

现有的终端聚合方法通常是将多个决策因素线性加权转化为单目标函数，将多目标优化转化为单目标优化，这种方式不可避免地存在一些缺陷：(1)单目标优化只能产生满足约束条件的单目标最优解，不能解决多目标问题，并且各决策因素权重的确定需要用户对问题有一定先验知识，特别是普通用户并不熟悉各个决策因素，很难给出合理的权重；(2)单目标最优解是单一的，用户没有其他选择余地，因此在终端聚合执行过程中发生意外时没有其他可替代方案，而通常情况下，用户更关心能否获得一组可以接受的最优非劣解，根据实际业务应用需求选择最满意的终端聚合方案；(3)终端聚合大多仅考虑终端的个体能力，而缺乏考虑终端之间的协同能力，导致终端聚合整体效能下降。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明为了解决现有技术中终端聚合未充分考虑多目标协同的问题，提供了一种异构泛在网络环境下的终端聚合系统及方法，在选择聚合终端的同时保证了所形成的聚合终端群具有最优非劣的个体能力和协同能力。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种异构泛在网络环境下的终端聚合系统，所述系统包括：

上下文感知模块，用于获取不同终端能力集合中终端的个体信息和协同信息并提供给聚合决策模块；

多目标模块，根据终端的综合能力将用户聚合需求转化为可衡量的0-1二次整数规划双目标；

聚合决策模块，根据所述上下文感知模块提供的信息以及所述双目标进行决策，获得终端与最优终端的贴近度，通过多目标进化得到系统的一组最优解集；

终端聚合模块，根据对终端个体表现和协同表现的要求，确定所述最优解集中各最优解的综合表现，根据综合表现最大的最优解来选择终端形成聚合终端群。

优选地，所述个体信息包括终端当前状态下的可用带宽、剩余能量、覆盖范围和通信费用信息；所述协同信息包括终端间的连接稳定性、协同功耗、系统容错性和匹配满意度信息。

优选地，所述聚合决策模块根据TOPSIS多属性决策计算的贴近度和来自所述多目标模块的双目标，采用多目标进化算法计算得到一组Pareto最优解集。

优选地，所述聚合决策模块根据规范化后的终端个体信息和协同信息，使用多指标权重生成算法自动生成各指标的权重，并基于TOPSIS多属性决策构架评价终端的最优终端和最差终端，计算各终端到理想最优终端的贴近度。

优选地，所述终端到理想最优终端的贴近度用于衡量选定终端与理论最优终端的贴近程度以及与理论最差终端的远离程度。

更进一步地，本发明还同时提供一种异构泛在网络环境下的终端聚合方法，所述方法包括步骤：

S1，获取不同终端能力集合中终端的个体信息和协同信息；

S2，根据终端的综合能力将用户聚合需求转化为可衡量的0-1二次整数规划双目标；

S3，对所述终端的个体信息和协同信息以及所述双目标进行决策，获得终端与最优终端的贴近度，通过多目标进化得到系统的一组最优解集；

S4，根据对终端个体表现和协同表现的要求，确定所述最优解集中各最优解的综合表现，根据综合表现最大的最优解来选择终端形成聚合终端群。