移動(dòng)環(huán)境下動(dòng)態(tài)策略匹配方法研究

摘 要：本文在策略匹配時(shí)，利用概念格的性質(zhì)將策略匹配范圍縮小，再對(duì)策略信息中的時(shí)間和帶寬等非確定的匹配參數(shù)，利用模糊的方法將隸屬度和模糊補(bǔ)償Hamacher算子結(jié)合起來，確定滿足預(yù)測(cè)信息條件的策略，達(dá)到根據(jù)不確定的預(yù)測(cè)信息從策略庫中快速準(zhǔn)確的選擇合適策略的目的。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)環(huán)境；動(dòng)態(tài)策略；匹配方法

中圖分類號(hào)：TN929.5

1 移動(dòng)環(huán)境

無線通訊技術(shù)被認(rèn)為是工業(yè)控制領(lǐng)域繼現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)后的又一熱點(diǎn)，作為當(dāng)年世界最具活力的新興技術(shù)之一，無線通訊技術(shù)具有有線技術(shù)無法取代的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并且逐漸滲透到工業(yè)控制的各個(gè)環(huán)節(jié)，這就要求下一代網(wǎng)絡(luò)具備更高的服務(wù)質(zhì)量。在無線通信網(wǎng)絡(luò)中，尤其是切換移動(dòng)IP的過程中如何保證過硬的QoS技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前研究的一個(gè)重要課題。筆者基于對(duì)QoS技術(shù)的了解認(rèn)為，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)過載或擁塞時(shí)，QoS對(duì)關(guān)鍵應(yīng)用和多媒體應(yīng)用的優(yōu)越性立即顯現(xiàn)，它能確保重要業(yè)務(wù)量不受延遲或丟失，同時(shí)保障了網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行。

本文的基本思想是建立以概念格選擇和模糊方法相結(jié)合的算法從策略庫中匹配合適的策略應(yīng)用到移動(dòng)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)中。筆者首先介紹策略的形式和定義，為以后使用提供一個(gè)統(tǒng)一的框架，介紹概念格存儲(chǔ)策略的結(jié)構(gòu)及篩選方法，然后利用模糊數(shù)學(xué)中隸屬度的概念及Hamacher算子對(duì)策略進(jìn)行進(jìn)一步選擇，最后用程序算法實(shí)現(xiàn)策略的匹配過程。

不論移動(dòng)節(jié)點(diǎn)是否處于移動(dòng)狀態(tài)，其對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的需求是隨機(jī)變化的，業(yè)務(wù)需求的變化會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源配置與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)資源分配的變化。但實(shí)際情況是在一些人流量密集且活動(dòng)頻繁的公共場(chǎng)合，某一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)路徑和資源分配是有章可循的。根據(jù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的預(yù)測(cè)信息可預(yù)估移動(dòng)節(jié)點(diǎn)未來的移動(dòng)路徑和資源分配情況。通過預(yù)測(cè)信息可知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)下一個(gè)即將發(fā)生的動(dòng)作及可能覆蓋的基站范圍，可以計(jì)算出到達(dá)基站的概率及覆蓋這些基站范圍所需的資源量和移動(dòng)IP的切換時(shí)間等等。

預(yù)測(cè)信息雖然具有科學(xué)性、準(zhǔn)確性，但其也存在一定的局限性與不確定性，因此在研究移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的資源分配情況時(shí)，要把所有概率事件全部考慮其中，將其看成一個(gè)整體確定的信息群，切忌不可主觀臆斷、胡猜亂測(cè)，只有以科學(xué)準(zhǔn)確的信息為依據(jù)，才能通過對(duì)其資源分配情況的研究認(rèn)識(shí)到有章可循的規(guī)律性，科學(xué)地預(yù)測(cè)其未來移動(dòng)路徑與資源需求。當(dāng)移動(dòng)結(jié)點(diǎn)真正到來時(shí)，把配置策略下發(fā)去執(zhí)行。所以要根據(jù)預(yù)測(cè)信息和當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)與策略倉庫中的策略進(jìn)行策略匹配找出一個(gè)適合的策略應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)，這樣周期性調(diào)整的策略配置就是動(dòng)態(tài)。

2 動(dòng)態(tài)策略

動(dòng)態(tài)策略由傳統(tǒng)策略發(fā)展而來，目前主要有兩種實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)策略管理的辦法：一是在獲知預(yù)測(cè)信息后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制進(jìn)行管理，二是為有效完成資源分配，依據(jù)預(yù)測(cè)信息預(yù)估移動(dòng)IP的切換時(shí)間，那么相關(guān)配置的完成則要依靠一個(gè)動(dòng)態(tài)策略集。

其語法如下：

3 匹配方法

對(duì)于預(yù)測(cè)信息中時(shí)間和帶寬的匹配具有隨機(jī)性且無章可循，人們用模糊的方法將二者進(jìn)行模糊處理，使之匹配。模糊集合（fuzzy set）又被稱為模糊集、模糊子集，是用來表達(dá)模糊性概念的集合。人們思維中的所有概念并非界限分明、非此即彼，存在許多不能簡單用“是”或“否”來回答的模糊概念，模糊集合即指某個(gè)模糊概念所描述的屬性的對(duì)象的全體，這一概念最早于1965年由美國加利福尼亞大學(xué)控制論專家L.A.Zadeh提出。Zadeh在其模糊集合概念中推廣了康托集合論，模糊集合這一概念的出現(xiàn)使得數(shù)學(xué)的思維和方法更加有效地處理了現(xiàn)實(shí)生活中的模糊性問題，因而得到廣泛應(yīng)用，構(gòu)成了模糊集合論的基礎(chǔ)。

模糊集合的定義如下：論域U上的模糊集 通常表示為 ={（x， ）|x∈U}，其中 稱為x對(duì) 的隸屬度。當(dāng) =1時(shí)，則x完全屬于模糊集 。當(dāng) =0時(shí)，則x完全不屬于模糊集 。 越接近于1，x屬于 的程度就越大，當(dāng)隸屬函數(shù) ={0，1}時(shí)，則 與普通集合的特征函數(shù)一致， 退化為普通集合。模糊數(shù)是由Dbbios和Prade提出的，模糊數(shù)常用來表示“≥n”或“≥m”等。如果模糊集 是定義在實(shí)數(shù)域上的正則凸模糊集且滿足以下條件：存在唯一的點(diǎn)x0∈R，使得 =1，此時(shí)x0可被稱為 的平均值； 是左右連續(xù)的，則稱 為模糊數(shù)，其含義是“近似于x0的實(shí)數(shù)”。

特殊的模糊數(shù)。相較于一般的模糊數(shù)，特殊的模糊數(shù)——L-R模糊數(shù)、三角模糊數(shù)、梯形模糊數(shù)的算術(shù)運(yùn)算都較為簡單。要想令L成為模糊數(shù) 的基準(zhǔn)函數(shù)，其必須符合以下要求：L（0）=1；L（x）=L（-x）；L（x）在[0，+∞）上為不增且逐段連續(xù)函數(shù)；R亦同理，則模糊集 的隸屬函數(shù)表達(dá)如下： = 則稱 為L-R模糊數(shù)，記為 = 。其中m為模糊數(shù) 的均值， 分別為左右散布，L（x）和R（x）分別是模糊數(shù) 的左右基準(zhǔn)函數(shù)。當(dāng) 時(shí)，L—R模糊數(shù)退化為普通實(shí)數(shù)，即 = = 。當(dāng) 和 逐漸增加時(shí)，則 變得更加模糊。

通過對(duì)模糊集合的定義、模糊數(shù)及特殊的模糊數(shù)的描述，引入匹配策略則水到渠成。利用三角模糊數(shù)（≥m）提取出策略倉庫中涉及到預(yù)測(cè)信息中的帶寬數(shù)值，判斷其范圍的隸屬度，以組成三角形L-R型模糊數(shù)。同樣對(duì)于預(yù)測(cè)信息中的切換時(shí)間也是這樣，凡是包含于這段時(shí)間范圍的隸屬度都為1，假如策略中的終止時(shí)間被預(yù)測(cè)信息的時(shí)間區(qū)間包含，則其隸屬度就是覆蓋范圍與預(yù)測(cè)信息的時(shí)間區(qū)間的比值；同樣假如策略中的起始時(shí)間被預(yù)測(cè)信息的切換時(shí)間包含，其比值為隸屬度，這就構(gòu)成了梯形L-R模糊數(shù)。將三角形L-R型模糊數(shù)和梯形L-R模糊數(shù)組合，并篩選已挑選出來的策略得出更優(yōu)策略。

篩選更優(yōu)策略的原則是保證切換時(shí)間和帶寬的隸屬度最大，屬性相交得出判斷標(biāo)準(zhǔn)，用一種方法即可將二者有機(jī)結(jié)合在一起，即使用模糊集合運(yùn)算中補(bǔ)償最小算子，用Hamacher算子做模糊集取交集的允許補(bǔ)償。Hamacher（min）算子： ，對(duì)給定的成對(duì)模糊集合 ： 、 當(dāng) =1時(shí)， = 。任一成對(duì)模糊集 =0，則 =0。當(dāng) =1， 0，則 = ，反之亦然。當(dāng) =0時(shí)，則 無線接近它的上界。使用選擇算子可調(diào)節(jié)切換時(shí)間和帶寬的隸屬度相交度，將選擇算子計(jì)算出所有策略中的數(shù)值作為研究比較對(duì)象，以在匹配方法上得出最優(yōu)策略。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭瑞，孫鳳池，苑晶，黃亞樓.一種基于幾何統(tǒng)計(jì)特征的全局掃描匹配方法[J].模式識(shí)別與人工智能，2011（03）.

作者簡介：劉林（1982.01.20-），男，漢，畢業(yè)吉林大學(xué)軟件工程專業(yè)，現(xiàn)在從事供電公司電力信息通信專業(yè)。

作者單位：遼寧省電力有限公司大連供電公司，遼寧大連 116000