泛在环境末梢中的多终端协同维护方法及系统技术方案

本发明专利技术公开泛在环境末梢中的多终端协同维护方法及系统，该方法包括：S1.根据用户发起的泛在业务，确定泛在业务包含的子业务集合及子业务间的关联关系；S2.获取泛在环境末梢中执行子业务的终端集合D；S3.根据子业务间的关联关系及终端集合D，构建多终端协同执行方案集合ADS；S4.根据多终端协同执行方案的评价指标，从所述ADS中选择执行所述用户发起的泛在业务的方案，所述多终端协同执行方案的评价指标包括：业务执行可靠性指标、业务执行持续性指标；S5.如果执行业务失败，则根据失败时采用的执行方案及所述业务执行持续性指标，从所述多终端协同执行方案集合ADS剩余的方案中选取多终端协同执行方案执行业务。

【技术实现步骤摘要】
泛在环境末梢中的多终端协同维护方法及系统
本专利技术涉及通信
，具体涉及泛在环境末梢中的多终端协同维护方法及系统。
技术介绍
进入泛在网络时代以来，手机、笔记本、平板电脑等设备通过自组织、互联互通及协同方式，实现对外界环境的感知和信息交流，提供给用户无处不在的泛在业务。随着泛在网络的发展，多样化的业务需求逐渐增加，由移动终端节点构成，不依赖预设的基础设施，具备灵活组网、随时通信能力的移动自组织网，是组成泛在末梢环境的重要结构之一。然而，在移动自组织网中，终端具有移动性，引起网络拓扑不断变化，造成无线链路的不稳定性。同时，移动终端受到资源的限制，如能量、带宽等，给终端执行泛在业务带来干扰。这些均大大增加了协同方案执行的失败风险，对用户产生干扰。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是移动自组织网中的终端具有移动性，无线链路的稳定性、泛在业务执行的可靠性和持续性需提高。为此目的，本专利技术提出泛在环境末梢中的多终端协同维护方法，该方法包括：S1.根据用户发起的泛在业务，确定泛在业务包含的子业务集合及子业务间的关联关系；S2.获取泛在环境末梢中执行子业务的终端集合D；S3.根据子业务间的关联关系及终端集合D，构建多终端协同执行方案集合ADS；S4.根据多终端协同执行方案的评价指标，从所述多终端协同执行方案集合ADS中选择执行所述用户发起的泛在业务的方案，所述多终端协同执行方案的评价指标包括：业务执行可靠性指标、业务执行持续性指标；S5.如果执行业务失败，则根据失败时采用的执行方案及所述业务执行持续性指标，从所述多终端协同执行方案集合ADS剩余的方案中选取多终端协同执行方案执行业务。优选地，步骤S1进一步包括：根据所述泛在业务包含的子业务集合及子业务间的关联关系，建立泛在业务模型GS，所述GS为有向无环图，GS＝(S，IS)，其中S为子业务集合，IS为业务容忍干扰集合。优选地，步骤S2进一步包括：根据所述执行子业务的终端集合D，建立网络模型GN，所述GN为无向图，GN＝(L，I，TP)，其中，L为无线链路集合，I为终端干扰能力集合，TP为链路持续时间集合。优选地，步骤S4中，所述业务执行可靠性指标包括：任一子业务Si的容忍干扰效益ISi、任一终端dk的终端干扰效益Idk、预估链路稳定性LS及链路失败频率ε；其中，所述任一子业务Si的容忍干扰效益ISi的计算公式如下：其中，Min(E)为预设的业务能量最小值，Max(B)为预设的业务占用带宽最大值，Max(T)为预设的业务受服务时间最大值，α、β和γ为预设的系数且α+β+γ＝1，α、β、γ∈(0,1),ESi为所述子业务Si的能量值，BSi为所述子业务Si占用的带宽值，TSi为所述子业务Si的受服务时间值；所述任一终端dk的终端干扰效益Idk的计算公式如下：其中，Min(E’)为预设的终端能量最小值，Max(B’)为预设的终端占用带宽最大值，Max(T’)为预设的终端提供服务时间最大值，α、β和γ为预设的系数且α+β+γ＝1，Edk为所述终端dk的能量值，Bdk为所述终端dk占用的带宽值，Tdk为所述终端dk提供的服务时间值；所述预估链路稳定性LS的计算公式如下：其中，tp为链路持续时间，TPlimit为预设的链路持续时间下限；所述链路失败频率ε为所述预估链路稳定性LS的倒数。优选地，步骤S4中，所述业务执行持续性指标的计算公式如下：其中，C(R)为业务执行持续性指标，R为多终端协同执行方案，T为预设的时间值，n为业务中断的次数，△tj为第j次业务中断的中断时间，所述△tj的计算公式如下：其中，ρ和δ为预设的常数且ρ、δ∈(0,1)，ε(△tj)为△tj内的链路失败频率，ND(△tj)为△tj内可选终端数，所述可选终端为所述终端集合D中的终端，NP(△tj)为△tj内可选链路数，所述可选链路为所述可选终端之间构成的链路。优选地，所述步骤S4包括：通过第一目标函数选择执行用户发起的泛在业务的多终端协同执行方案，所述多终端协同执行方案满足条件1-4，所述第一目标函数为：其中，f[R(tj)]为tj时刻多终端协同执行方案R(tj)中最优的方案，C[R(tj)]为tj时刻多终端协同执行方案R(tj)的业务执行持续性指标，n为业务中断的次数，j为第j次中断；条件1：所述预设系数α、β、γ∈(0,1)且α+β+γ＝1；所述预设常数ρ、δ∈(0,1)且ρ+δ＝1；条件2：所述Edk＞所述ESi，所述Bdk＜所述BSi，所述Tdk＜所述TSi；条件3：所有终端的终端干扰效益之和小于所有子业务的容忍干扰效益，即∑Idk＜∑ISi；条件4：所述预设的链路持续时间下限TPlimit＝2r/v，其中所述r为终端的通信半径，所述v为终端间的相对移动速度。优选地，所述步骤S5包括：如果执行业务失败，则通过第二目标函数选择多终端协同执行方案，所述第二目标函数为：其中，△tj+1为第j+1次业务中断的中断时间，j为第j次业务中断，T为预设的时间值，f[R(tj)]为tj时刻多终端协同执行方案R(tj)中最优的方案，f[R(tj+1)]为tj+1时刻多终端协同执行方案R(tj+1)中最优的方案。本专利技术还提出泛在环境末梢中的多终端协同维护系统，该系统包括：协同构造模块，用于构造多终端协同执行方案；协同维护模块，用于维护多终端协同执行方案；所述协同构造模块具体用于：S1.根据用户发起的泛在业务，确定泛在业务包含的子业务集合及子业务间的关联关系；S2.获取泛在环境末梢中执行子业务的终端集合D；S3.根据子业务间的关联关系及终端集合D，构建多终端协同执行方案集合ADS；所述协同维护模块具体用于：S4.根据多终端协同执行方案的评价指标，从所述多终端协同执行方案集合ADS中选择执行所述用户发起的泛在业务的方案，所述多终端协同执行方案的评价指标包括：业务执行可靠性指标、业务执行持续性指标；S5.如果执行业务失败，则根据失败时采用的执行方案及所述业务执行持续性指标，从所述多终端协同执行方案集合ADS剩余的方案中选取多终端协同执行方案执行业务。相比于现有技术，本专利技术提供的方法及系统的有益效果是：以最小化用户感知的中断干扰为前提，对能力有限和具有移动性的终端，实施协同构造，满足泛在业务需求，并对其进行维护，用维护评价指标将协同构造和协同失败恢复两个过程结合起来，维护评价指标综合考虑了终端自身能力限制和链路稳定性，提高协同方案的可靠性；并采用了动态规划优化策略，选取最优协同方案，减少方案切换对用户的干扰，给用户提供高质量的业务执行方案。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了实施例1的泛在环境末梢中的多终端协同维护方法流程图；图2示出了实施例2的泛在环境末梢中的多终端协同维护系统结构图；图3示出了实施例3的泛在业务场景图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
泛在环境末梢中的多终端协同维护方法，其特征在于，该方法包括：S1.根据用户发起的泛在业务，确定泛在业务包含的子业务集合及子业务间的关联关系；S2.获取泛在环境末梢中执行子业务的终端集合D；S3.根据子业务间的关联关系及终端集合D，构建多终端协同执行方案集合ADS；S4.根据多终端协同执行方案的评价指标，从所述多终端协同执行方案集合ADS中选择执行所述用户发起的泛在业务的方案，所述多终端协同执行方案的评价指标包括：业务执行可靠性指标、业务执行持续性指标；S5.如果执行业务失败，则根据失败时采用的执行方案及所述业务执行持续性指标，从所述多终端协同执行方案集合ADS剩余的方案中选取多终端协同执行方案执行业务。

【技术特征摘要】
1.泛在环境末梢中的多终端协同维护方法，其特征在于，该方法包括：S1.根据用户发起的泛在业务，确定泛在业务包含的子业务集合及子业务间的关联关系，进一步包括：根据所述泛在业务包含的子业务集合及子业务间的关联关系，建立泛在业务模型GS，所述GS为有向无环图，GS＝(S，IS)，其中S为子业务集合，IS为业务容忍干扰集合；S2.获取泛在环境末梢中执行子业务的终端集合D；S3.根据子业务间的关联关系及终端集合D，构建多终端协同执行方案集合ADS；S4.根据多终端协同执行方案的评价指标，从所述多终端协同执行方案集合ADS中选择执行所述用户发起的泛在业务的方案，所述多终端协同执行方案的评价指标包括：业务执行可靠性指标、业务执行持续性指标；S5.如果执行业务失败，则根据失败时采用的执行方案及所述业务执行持续性指标，从所述多终端协同执行方案集合ADS剩余的方案中选取多终端协同执行方案执行业务。2.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于，步骤S2进一步包括：根据所述执行子业务的终端集合D，建立网络模型GN，所述GN为无向图，GN＝(L，I，TP)，其中，L为无线链路集合，I为终端干扰能力集合，TP为链路持续时间集合。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，所述业务执行可靠性指标包括：任一子业务Si的容忍干扰效益ISi、任一终端dk的终端干扰效益Idk、预估链路稳定性LS及链路失败频率ε；其中，所述任一子业务Si的容忍干扰效益ISi的计算公式如下：其中，Min(E)为预设的业务能量最小值，Max(B)为预设的业务占用带宽最大值，Max(T)为预设的业务受服务时间最大值，α、β和γ为预设的系数且α+β+γ＝1，α、β、γ∈(0,1),ESi为所述子业务Si的能量值，BSi为所述子业务Si占用的带宽值，TSi为所述子业务Si的受服务时间值；所述任一终端dk的终端干扰效益Idk的计算公式如下：其中，Min(E’)为预设的终端能量最小值，Max(B’)为预设的终端占用带宽最大值，Max(T’)为预设的终端提供服务时间最大值，α、β和γ为预设的系数且α+β+γ＝1，Edk为所述终端dk的能量值，Bdk为所述终端dk占用的带宽值，Tdk为所述终端dk提供的服务时间值；所述预估链路稳定性LS的计算公式如下：其中，tp为链路持续时间，TPlimit为预设的链路持续时间下限；所述链路失败频率ε为所述预估链路稳定性LS的倒数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S4中，所述业务执行持续性指标的计算公式如下：其中，C(R)为业务执行持续性指标，R为多终端协同执行方案，T为预设的时间值，n为业务中断的次数，△tj为第j次业务中断的中断时间，所述△tj的计算公式如下：其...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮兰兰，郭少勇，张洁，李文璟，邱雪松，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11