Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中基于上下文認知機制的策略管理模型-論文.pdf

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1、第34卷第2期河池學(xué)院學(xué)報Vd．34No．22014年4月JOURNALOFHECHIUNIVERSITYApr．2014AdHoc網(wǎng)絡(luò)中基于上下文認知機制的策略管理模型楊鳳【河池學(xué)院物理與機電工程學(xué)院，廣西宜州546300l[摘要】針對AdHoe網(wǎng)絡(luò)自我感知與自適應(yīng)調(diào)整不夠迅速和準確的問題，在構(gòu)建節(jié)點上下文知識層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過建立分布式漿略庫，將負栽均衡到網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點中，保持管理策略的一致性和維持較低的開銷。將上下文認知模塊劃分為上下文知識庫CKR、上下文智能管理工具CIMT、上下文知識決策點CKDP和上下文知識收集點CK

2、CP等四個層次并與分布式策略管理模塊進行有機整合，提出了一種基于分層協(xié)同上下文認知機制的分布式策略管理模型。該模型能為AdHoe網(wǎng)絡(luò)動態(tài)自適應(yīng)分簇組網(wǎng)算法的設(shè)計提供參考和支撐。[關(guān)鍵詞]上下文認知；分布式策略；分層協(xié)同；分族組網(wǎng)[中圖分類號】TP393[文獻標識碼】A[文章編號]1672—9021(2014)02—0077—05[作者簡介]楊鳳(1981一)，女，湖南漢壽人，河池學(xué)院物理與機電工程學(xué)院講師，主要研究方向：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、無線自組網(wǎng)。[基金項目]河池學(xué)院科研基金資助課題(2013A—NO04)。O引言隨著計算機技術(shù)特別是計

3、算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷的改變著人類的溝通方式與生活方式。其中，無線通信技術(shù)已經(jīng)作為通信技術(shù)中的一個重要分支從傳統(tǒng)通信技術(shù)中脫穎而出，無線通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)“任何人在任何時間、任何地點與任何人進行任何種類的信息交換”這一理想的個人通信目標。傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)基本上都需要基站等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，才能保證整個無線通信網(wǎng)絡(luò)的正常運行，這種對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的依賴，已經(jīng)成為無線通信技術(shù)發(fā)展的一種阻礙。近些年，出現(xiàn)了以AdHoe網(wǎng)絡(luò)為代表的新型無線通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。AdHoe網(wǎng)絡(luò)是一種無中心自組織的無線多跳網(wǎng)絡(luò)[2]，這種體系結(jié)構(gòu)相比

4、較傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)來說更加靈活，網(wǎng)絡(luò)的傳輸、維護和管理等行為活動采用缺少中心化的設(shè)備進行控制和管理。雖然AdHoe網(wǎng)絡(luò)是一種去中心化和自組織的網(wǎng)絡(luò)，但其目前對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的自我感知與自適應(yīng)調(diào)整還不夠迅速和準確。同時，AdHoe網(wǎng)絡(luò)的可維護性還不夠理想，成本也較高，網(wǎng)絡(luò)端對端的傳輸能力也不夠強，因此，需要對傳統(tǒng)的AdHoe網(wǎng)絡(luò)進行性能上的優(yōu)化和改進。將認知機制引入AdHoe網(wǎng)絡(luò)，研究如何使其具有自我感知能力，以及如何針對感知到的無線網(wǎng)絡(luò)各個節(jié)點的實時狀況作出積極的反饋和正確的決策，有利于改善AdHoe網(wǎng)絡(luò)的維護效率和網(wǎng)絡(luò)性能，也是目前學(xué)

5、術(shù)界的熱點研究問題-6]。1上下文知識模型的構(gòu)建及其形式化描述在AdHoe網(wǎng)絡(luò)的策略管理模型中，認知機制的實現(xiàn)需要利用“上下文”作為節(jié)點間知識傳遞載體來完成。因此，上下文對于認知網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間的知識交互，策略活動的執(zhí)行以及網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化都有著非常重要的作用。上下文的概念最早由Schilit和Theimer提出，他們認為上下文是對物理環(huán)境中人和事物以及這些對象的改變所進行的標示。AnindDey進行了更加通用的定義，他認為：“上下文是所有能夠描述用戶與應(yīng)77河池學(xué)院學(xué)報JOURNALOFHECHIUNIVERSITY用程序之間交互所涉及

6、的實體(包括人、位置、物體、用戶和應(yīng)用程序自身)的狀態(tài)信息”。具體到AdHoc網(wǎng)絡(luò)，其上下文包括：節(jié)點的空間信息、運動的時間信息、節(jié)點的環(huán)境信息和節(jié)點的狀態(tài)信息等幾類重要的信息。為了實現(xiàn)監(jiān)控AdHoc網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)、策略執(zhí)行效果，以及對采集到的各種信息進行匯總、解釋、分析、推理和自適應(yīng)學(xué)習(xí)等目標。首先構(gòu)建出上下文知識模型，這也是后續(xù)操作的理論基礎(chǔ)。常見的上下文知識模型一般包括鍵值對模型、圖模型、面向?qū)ο竽Ｐ?、基于邏輯的模型和標記配置模型?種。在上述模型中，標記配置模型由于使用具有層次結(jié)構(gòu)的標記語言如XML或RDF來表達上下文知識而比較

7、適合于構(gòu)建AdHoc網(wǎng)絡(luò)的上下文知識模型。首先將AdHoc網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點按照層次式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行組織，用于構(gòu)建上下文知識。節(jié)點上下文知識的層次結(jié)構(gòu)圖具體如圖1所示。圖1節(jié)點上F文知識的層次結(jié)構(gòu)圖每個節(jié)點的上下文知識主要包括節(jié)點位置、剩余能量、運行狀態(tài)(速度)、傳輸能力、功能特點和簇首屬性等基本信息。對于位置信息，我們采集節(jié)點當前所在的經(jīng)度和緯度來進行標定；如果是運動節(jié)點，則其運行狀態(tài)用移動方向和速度大小來進行標定；節(jié)點的傳輸能力是策略制定的重要因素，我們采集其當前的可用帶寬和數(shù)據(jù)傳輸率來進行標定；不同節(jié)點具有不同的功能特點，我們統(tǒng)計

8、其承擔(dān)的功能和角色兩項指標來進行標定。為了更高效的通過認知節(jié)點來收集、解釋、匯總、推理和分析上下文知識，為管理層進行策略執(zhí)行的調(diào)整而提供依據(jù)，接下來按照統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)建通用的XML文件，具體如圖2所示。圖2節(jié)點上F文知識的部分XML