融合网络移动代理机制分析

西安邮电大学毕业设计（论文）题目融合网络移动代理机制分析学院电子工程学院系部电子信息工程专业电子信息工程班级电子1003班学生姓名导师姓名职称教授起止时间2014年3月10日2014年6月15日毕业设计（论文）诚信声明书本人声明本人所提交的毕业论文融合网络移动代理机制分析是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全清楚本声明的法律后果，申请学位论文和资料若有不实之处，本人愿承担相应的法律责任。论文作者签名时间年月日指导教师签名时间年月日西安邮电大学毕业设计论文任务书学生姓名指导教师职称教授学院电子工程学院系部电子信息工程专业电子信息工程题目融合网络移动代理机制分析任务与要求1查阅相关融合网络的资料，了解移动代理技术及目前的研究状况。2分析融合网络的移动代理的设计要求以及移动代理机制。3设计一种合理的移动代理，使移动代理可以迁移到不同的地方，并把结果发送给客户，要求移动代理具有动态自适应性。开始日期2014年3月10日完成日期2014年6月15日主管院长签字年月日西安邮电大学毕业设计论文工作计划学生姓名指导教师职称教授学院电子工程学院系部电子信息工程专业电子信息工程题目融合网络移动代理机制分析工作进程起止时间工作内容20143102014317明确任务、查阅资料、制定工作计划2014318201445了解移动代理技术目前的研究状况2014462014425分析融合网络的移动代理设计要求以及移动代理机制20144262014525设计一种合理的移动代理，要求移动代理具有动态自适应性20145262014615撰写论文，答辩主要参考书目资料1童晓渝等新一代移动融合网络理论与技术，人民邮电出版社，北京，2012年8月2敖志刚现代网络新技术概论，人民邮电出版社，北京，2009年9月主要仪器设备及材料相关软件，文档。个人电脑。论文设计过程中教师的指导安排每周二、四下午与学生见面交流，解决问题。平时要求学生每周写读书记，教师完成查阅工作。对计划的说明指导教师签字2014年3月5日西安邮电大学毕业设计论文开题报告课题名称融合网络移动代理机制分析电子工程学院电子信息工程系（部）电子1003班学生姓名学号05101078指导教师报告日期2014年3月10日1本课题所涉及的问题及应用现状综述1移动代理技术移动代理是一种能在异构计算机网络中的主机之间的自主迁徙、自主计算的计算机程序，且能够动态的将改程序分发到远端主机并在远端主机上连接执行。它在汲取传统分布计算技术的有益经验的基础上，为分布式计算提供了一个全新的范畴。2融合网络以前分别基于PSTN电话网上的语音数据和基于有线电视同轴电缆上的视频数据，以及基于IP的信息数据，都被整合在一个网络中进行传输，这个物理媒介就是融合网络。它统一了在不同网络上传输的多种数据。但是融合网络还有一层含义是在应用层面。它把以前各种异构网络上的应用全部整合到一个IP网络上，从而实现在应用上的大统一。3移动代理目前应用现状移动代理技术有着巨大的应用前景。自从第一个移动代理系统推出后，就不断地有更多的知名大学跟科研机构加入到研究移动代理系统活动中来。可以说，移动代理的研究已经成了当今软件技术的一个研究热点。2本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析1移动代理的技术实现。11移动代理实现移动性的方式。111远端执行代理（程序代码数据）被传送到远端系统，在远端系统中作为一个整体被激活和运行。112代理迁移代理迁移可被看作是远端执行方式的一种扩展。2设计移动代理算法研究。21无线传感器网络中基于数据融合的移动代理曲线动态路由算法研究通过构造特定数据结构的数据报文和数据表，给出了目标节点基本信息收集算法获取目标节点到处理节点的最优路径；将移动代理路由归结为一个优化问题，由静态路由算法求出移动代理迁移的静态最优路由节点序列，进而获得了移动代理基于曲线的动态路由算法理论分析和模拟实验表明，随着传感器网络规模的增大和传感数据量的增加，和其它算法相比，该算法有更小的网络耗能和延时。22无线传感器网络中基于移动代理的信息驱动的多分辨率算法研究以提高目标跟踪过程中数据处理的精度和容错性，并满足无线传感器网络对节能方面的要求。该文在以簇为逻辑结构的无线网传感器网络中，移动代理根据各节点信息贡献量的估计，使用多分辨率算法收集、处理几点数据，并根据移动代理迁移树精上几点信息贡献量的最大值，动态决定其携带的数据量，以达到在节能量的同时，提高跟踪的精度和容错性。仿真验证了MAIDM算法在精度和同错行方面比IDSQ算法有很大的提高，在节能量方面比MACSIP算法更加有效。3完成本课题的工作方案2014310201441明确任务、查阅资料、制定工作计划。2014412014410了解移动代理技术及目前的研究状况。2014410201451分析融合网络的移动代理的设计要求以及移动代理机制。2014512014515设计一种合理的移动代理，要求移动代理具有动态自适应性。20145152014615撰写论文，答辩。4指导教师审阅意见开题报告思路清晰，整体框架明确。同意开题，按任务书开始毕设工作。指导教师签字2014年3月12日西安邮电大学毕业设计论文成绩评定表学生姓名性别男学号05101078专业班级电子1003班课题名称融合网络移动代理机制分析课题类型毕业设计难度较难毕业设计（论文）时间20143102014615指导教师职称教授课题任务完成情况论文12096千字；设计、计算说明书0千字；图纸10张；其它含附件指导教师意见分项得分开题调研论证分；课题质量（论文内容）分；创新分；论文撰写（规范）分；学习态度分；外文翻译分指导教师审阅成绩指导教师签字年月日评阅教师意见分项得分选题分；开题调研论证分；课题质量（论文内容）分；创新分；论文撰写（规范）分；外文翻译分评阅成绩评阅教师签字年月日验收小组意见分项得分准备情况分；毕业设计（论文）质量分；（操作）回答问题分验收成绩验收教师组长签字年月日答辩小组意见分项得分准备情况分；陈述情况分；回答问题分；仪表分答辩成绩答辩小组组长签字年月日成绩计算方法指导教师成绩20评阅成绩30验收成绩20答辩成绩30学生实得成绩百分制指导教师成绩评阅成绩验收成绩答辩成绩总评答辩委员会意见毕业论文设计总评成绩等级学院答辩委员会主任签字学院签章年月日备注目录摘要IABSTRACTII引言11绪论211研究背景212课题的提出213研究意义314本文主要工作42移动代理技术综述621代理的基本概念622移动代理模型AGENTMODEL723移动代理系统的本质特点824移动代理技术优点925移动代理的技术实现10251远端执行10252代理迁移113移动融合网络1231移动融合网络背景1232移动融合网络概念解析12321移动融合网络的发展要求12322移动融合网络的概念和内涵1333融合网络小结1434算法选择144基于移动代理的无线传感器网络簇内融合算法1641无线传感器网络概述1642基于移动代理的无线传感器网络簇内融合算法16421无线传感模型17422节点融合算法17423节点簇的形成18424簇内移动代理的路由算法18425个体目标值计算19426算法流程图20总结22致谢23参考文献24摘要网络技术的发展是一个新老更替、优胜劣汰的过程。网络的现有技术必然被新的、更加先进的技术取代。无线自组织网络的出现突破了传统无线蜂窝网络的地理局限性，它不需要固定设备的支持，由各节点和终端自行组网。进一步发展的无线传感器网络把传感器、分布式信息处理、无线通信技术和通讯路径自组织能力融合在一起，将感知信息传输给用户。智能代理、移动代理的出现也使得网络管理更加智能化、自主化。未来理想的网络模式是下一代网络，也是一种多业务的高效融合网络，这样就可以统一提供管理和加快业务的扩展和部署。在介绍移动代理技术和融合网络概论的基础上，经过对比，本文分析了一种无线传感器网络簇内融合算法，更好的解释当前网络发展中移动代理在网络管理中的高效性、自适应性和自主迁移性。关键词移动代理；自适应性；簇内融合算法；无线传感器网络；ABSTRACTTHEDEVELOPMENTOFNETWORKTECHNOLOGYISAPROCESSOFTHEREPLACEMENTOFOLDANDNEW,ANDTHESURVIVALOFTHEFITTESTEXISTINGTECHNOLOGYNETWORKSISBOUNDTOBEREPLACEDBYNEW,ANDMOREADVANCEDTECHNOLOGYWIRELESSSELFORGANIZINGNETWORKBREAKTHROUGHOCCURSGEOGRAPHICALLIMITATIONSOFTRADITIONALWIRELESSCELLULARNETWORK,ITDOESNOTSUPPORTFIXEDDEVICES,EACHNETWORKNODEANDTHETERMINALITSELFFURTHERDEVELOPMENTOFWIRELESSSENSORNETWORKSTOSENSORS,DISTRIBUTEDINFORMATIONPROCESSING,WIRELESSCOMMUNICATIONTECHNOLOGYANDCOMMUNICATIONSPATHINTEGRATIONABILITYWITHSELFORGANIZATION,THEPERCEPTIONOFTHEINFORMATIONTRANSMITTEDTOTHEUSERINTELLIGENTAGENT,THEAGENTAPPEARSTOMOVEALSOMAKESNETWORKMANAGEMENTMOREINTELLIGENT,SELFRELIANCETHENETWORKMODELISIDEALFUTURENEXTGENERATIONNETWORKS,EFFICIENTINTEGRATIONISALSOAMULTISERVICENETWORK,SOTHATYOUCANPROVIDEUNIFIEDMANAGEMENTANDACCELERATETHEEXPANSIONANDDEPLOYMENTOFBUSINESSBASEDONTHEINTRODUCTIONOFMOBILEAGENTTECHNOLOGYANDTHEINTRODUCTIONOFACONVERGEDNETWORK,THROUGHCONTRAST,THISPAPERANALYZESTHEINTEGRATIONOFAWIRELESSSENSORNETWORKCLUSTERINGALGORITHM,BETTEREXPLAINTHECURRENTDEVELOPMENTOFMOBILEAGENTNETWORKINTHENETWORKMANAGEMENTEFFICIENCY,ADAPTABILITYANDINDEPENDENTMOBILITYKEYWORDSMOBILEAGENTADAPTABILITYCLUSTERINGDATAFUSIONWIRELESSSENSORNETWORKS引言21世纪，计算机发展最重要的一个时期。从上个世纪的台式电脑到的便携式电脑，从早期的固定电话传呼机到现在的移动设备/智能手机等，都表示现在是个智能化时代。从电脑的发展开始，网络也随着电脑产生应运而生，从最早的本地网到现在的互联网，到现在发展中通信网络，跟计算机一样互联网也在发生天翻地覆的变化。当前网络主体是异构，发展的趋势即是融合。融合不仅使网络技术的融合，更是业务的融合，业务的融合能让用户在各种条件下都能体验到运营商业务的便捷性。所以，在此背景下，如何更好的利用移动代理成为一个大家共同讨论的话题。虽然移动代理目前需要面对安全问题等，但它的前景却是不可估量的。移动代理的主要优点在于通过对任务的转移，任务能够进行分布式计算，并会减少的带宽利用率，这样会增加计算效率。本文在异构/融合网络的背景下，结合本课题需求，针对目前普遍应用的无线融合网络、及国内外相关资料，提出了相应的AGENT技术。根据移动代理的特性，研究了基于移动代理相应算法，能实现它的动态自适应性和移动性。1绪论11研究背景在当前计算机网络时代背景下，分布式计算是主流技术。随着计算机网络的发展，分布式计算已经实现跨平台操作。但随着INTERNET的不断发展，CLIENTSERVER模式的不足之处也不断产生。例如移动设备和服务器的连接问题，在计算过程中保持连接是必要条件。所以这样会大量浪费传输带宽，也就不符合当前对移动计算等等的要求。例如低带宽、高延迟等网络环境等。在CLIENTSERVER模式缺点日益显现的情形下，人们经过不断的努力，提出了一个新技术移动代理技术。移动代理（MOBILEAGENT）的提出最早主要体现的是它的移动性。大多数应用在编程语言中。但随着网络技术和分布式计算的不断进步，MA的发展方向也在不断变化。最终，MA向着一种新的分布式计算模式不断演变。MA的出现让用户体验到了它的各种优点。比如MA的自主性，当用户有新的任务指定时，它能自动的根据用户的自身情况进行迁移等。MA的这种从“迁移”到“计算”，然后再由“计算”回到“迁移”的模式，很符合当前网络的环境。MA的出现同样为改进用户的网络体验效率起到了显而易见的作用和新的思路。在当今的网络发展环境下，MOBILEAGENT技术有着不可估量的发展前景。当THEFIRSTMOBILEAGENT被提出时，就引起了很大的反响。不仅学术届的研究机构有参与进来，就连当时发展正盛工业界也融入了研究MA的活动中来。令很多人难以置信的是，移动代理技术发展成为社会研究热点仅仅只是如此短的时间。12课题的提出虽然移动代理的发展已经成为社会热点，也有不少的移动代理系统产生。但是，移动代理在实际中的应用却没有想象中发展的那么快。当然，MOBILEAGENT从发展以来，它自身的优点已经带给人们更多的方便。但发展总伴随着问题的产生，移动代理也是如此，不断地发展也暴露除了许多不足之处。如L）安全问题。移动代理的应用也给许多设备带来了不必要的安全隐患。代理也同样有可能对设备进行恶意更改。而改进的办法只能是减少代理的使用，所以这又是与移动代理的发展产生了矛盾。2）效率问题。移动代理的发展还在初期阶段，所以代理对硬件的要求也比较高，需要一些辅助设施帮助其运行。但这样会增加系统的负载，这样系统运行程序的效率自然会大大降低。对用户的需求也不能满足等等。移动代理技术能解决的问题不是没有其他技术可以做到这点。实际上，经研究人员发现，它可以用传统的技术来解决。在实现应用系统时，研究人员用了两种不同的技术进行比较。第一种是传统的“分布式计算技术”。第二种是“移动代理技术”，它的优势在于当网络条件比较差的条件下，它体现出了强大的性能优势。目前并没有大型的应用能够证明MA技术的巨大优势。因此，MA技术又被称作“一个正在寻找问题的解”。随着网络的不断发展，越来越多的移动设备上网，对服务器的压力逐渐增大，使得各种问题也不断产生。由于无线通信还未发展成熟，低带宽和较高的延迟也成为一个重大问题。加上移动设备计算能力较低，所以想要更好的体验INTERNET带给大家的便利，我们需要更先进的处理方法。而想要更好的解决这些问题，更好的让用户体验到网络的优越性，利用移动代理技术就更合适了。对移动代理的技术特点、社会研究热点、根据实验室的实际情况进行研究发现。我们在现有的条件下，自主的研发出了新的移动代理系统。它的主要应用于IP网络中。研发的同时我们也对移动代理系统的安全问题等MA技术进行了不同的研究。并在当前的技术基础下，一种新的移动通信模型被设计出来了。它是基于邮箱机制设计的，能够实现网络的安全，让用户能依靠设备放心的使用。13研究意义当用户用移动设备或者计算机在网络上获取消息和服务时，并利用这些完成具体任务时，我们会发现，网络上的服务并不能达到用户的要求。如果要确切的知道其中一个任务所需要的服务，在如此分散的服务上，用户很难去解决这些问题。但移动代理技术的产生，给用户提供了更多的方便，也更多的解决了人们在获取网络服务时所面临的大部分问题。在不同模式的网络中，移动代理可以实现程序的自主迁移。与传统分布计算相比，移动代理技术借鉴了传统分布技术的优点，并进行了自主的创新。移动代理技术显而易见的特点就是代理程序可以再多个主机中运行。与传统技术相比，移动代理技术在更大的范围提供出了更好的解决方案。它的优点在于L）网络的不稳定，不论是局域网中还是在互联网中都频繁出现。这个问题对用户来说是相当致命的。如果当用户在完成一个任务是，网络连接出了问题，从而导致任务不能完成，这对用户来说是相当大的打击。而移动代理可以进行远程操作，从很大的程度上解决了这个问题。2）网络的发展还未成熟，所以不论从硬件，还是网络传输速度来说，都不能得到更好的体验。这样，当用户在网络中传输信息时就会产生相当大的延迟。但移动代理能够更好的进行信息的查询和传输，它可以把任务转到服务器上运行。然后再将结果回馈给用户，从时间上来说，用户能够更快的看到信息的传输结果。3）移动代理技术可以实现任务的分布计算。它把信息传输到不同的主机上，然后等待执行结束后，将结果发送回主机。这样不仅会让每个代理运算更少的工作量，而且能从很大的程度上提高整体的运算效率，从而让工作效率更高。从上述移动代理的各个优点我们可以看出移动代理的主要优点在于通过对任务的转移，任务能够进行分布式计算，这样会增加计算效率，并会减少的带宽利用率。在计算机网络日益发展的背景下，拥有更高的技术才能在这么激烈的竞争中站稳阵脚，这不仅对各个企业与机构来说。更重要的对一个国家也是如此，若果在技术层面上不能获得领先或者落后与总体的发展，注定是要被淘汰的。对移动代理技术来说，应用前景不仅在于科学研究上，更重要的是能运用与实际中，从商业方面获得更多利益。为了能跟上时代的步伐，我们也在不断的研究创新。IBM的AGLET在设计上给了我国研究人员很大的启发。他们利用AGLET自主研发了一套能紧紧围绕MA技术发展过程中的问题的MAS平台。研发的过程中主要针对安全技术、通信技术等做了更深的研究。并在这些核心问题上提出了一种基于IP网络的方案。经过反复的实验，我们对自己所开发的移动代理系统做了检测，结果令大家满意。在各种不利的条件下，例如网络的不稳定，硬件的缺陷条件下，移动代理依然能够实现它的各种功能。也基本解决了移动代理之前所面临的各种问题，如果效率等问题，而且所有的实验是基于移动代理的安全性能之下才完成的。更重要的是，当前网络信息量的不断增加，服务器所承受的压力越来越大。在这种情况下，移动代理能更深的体现出它的特性。基于如今的发展我们可以清楚的发现，在以后的商业领域中，凭借着它天时地利的优势，移动代理技术更能够体现出它的价值。不仅可以应用于INTERNET应用系统中而且在国内电子商务等商业领域中也可以获得更好的发展与应用。自主研发的移动代理系统表明了我国计算机网络技术不仅没有落后于其他国家，而且逐渐的超越其他国家。这充分体现了我国研究水平的不断上升，为我国以后的计算机发展打好了坚实的基础。14本文主要工作本论文前半部分深入了解了移动代理的概念等相关理论知识，分析了移动代理特点和实际模型，对融合网络也进行了相应的叙述了解。后半部分主要分析了基于移动代理的算法选择和分析，找出更适合课题需求的算法，完成任务。本文的下面结构如下第二章讲到了移动代理的相应知识，并进行了分析。第三章对融合网络进行了概念解析，并分析了在融合网络环境下对移动代理机制的需求。第四章通过算法的对比，选择了一种簇内融合算法，利用移动代理的迁移性，通过簇内融合来实现传感器网络更小的能耗。2移动代理技术综述21代理的基本概念代理的含义在日常生活中，我们基本都有了解。小到各种机构的代理人，同样，也可以大到商业运营中的代理商。而在计算集领域，代理是一种软件实体。它能自主的运行在计算机网络中。同样，代理也可以是智能硬件实体。在软件方面，代理的用途主要提供给用户简洁和方便的操作界面。当用户传输指令后，代理根据用户的需求对信息进行整理并把信息发送给用户，使用户的工作效率大大提高。用户提出需要的消息后，代理会根据自身的相关能力等，通过一系列分析后将解决方案回馈给用户。如果用户提出的任务需求一个单独的代理无法完成时，那么更高级代理可以找到其他代理共同完成任务。在讲解MA技术原理之前，我们需要了解MA技术的主要特点。首先是移动代理的移动性，它不受限与同一种系统之中，而是根据不同的需求在网络服务器中进行自主的移动。移动代理也是一种其它实体的利益活动的软件。当一个移动代理环境需要执行相应的任务时，移动代理可根据自身状态和代码去执行其他环境的任务，从而实现了它的自主移动性。在不同模式的网络中，移动代理可以实现程序的自主迁移。与传统分布计算相比，移动代理技术借鉴了传统分布技术的优点，并进行了自主的创新。移动代理技术显而易见的特点就是代理程序可以再多个主机中运行。在执行程序时，移动代理可以根据要求进行位置转移到不同的网络中。移动AGENT的结构如图21所示。图21MA的结构模型22移动代理模型AGENTMODEL如果需要更清楚的了解或者学习移动代理技术，就必须关联到移动代理系统。MAS是由MA和移动代理环境（MAE）两部分组成。如图22所示，移动代理环境作为一个软件系统，它分布于网络中各种计算设备上，如我们所使用的电脑、智能手机等。MAE能为移动代理提供运行条件，而MA只能在MAE中生存。当MA进行自主移动时，实质上就是从一个MAE到另一个MAE。图22移动代理系统示意图从这个模型中我们可以看出移动代理系统的内部结构。同样的，也看到了移动代理的特性，如自主、学习、协作等性质。对于研究人员而言，最在意的还是代理的移动框架。所以，其代理模型和代理的自治性有关。23移动代理系统的本质特点MA作为一个软件实体存在于MAE之中，除了具有它最基本的特征外，还包含着它的移动性。而MA的特性有反应性、自治性、协作性等。代理功能定义了移动代理的一些特性，例如自治性等。不仅结合了分布式计算的优势，也使得代理技术具有解决更大规模的问题的能力。MA也具有周期性功能的。例如MA的产生、销毁等方式。如图23所示就是移动代理生命周期转移。NETWORKKMAEMAEMAEOSOSOSHOSTHOSTHOST图23移动代理生命周期状态转移图计算功能。它定义了MA的计算推理机制。安全功能。它定义了MA的安全机制。怎样能做到代理的保密性和完整性，通过代理与服务器的相互认证来达到安全功能。通信功能。它定义了各种条件下代理的通信方式。迁移功能。它定义了MA如何移动问题。包括三个方面第一，代理是如何做到移动；第二，移动代理时怎样进行传输的；第三，移动到新的环境后，移动代理是如何恢复工作的。异步交互功能。24移动代理技术优点与传统方法相比MA在设计、实现以及执行等方面有着不可代替的优点。高效性。主要体现在MA可以直接跳过网络传输进行计算，从而减少了计算传输时间，提高了整体的效率。用户可以通过MA直接将信息发送至目的，从而实现直接在本地交互。异步式自主交互。实时的远程交互。可克隆状态生命结束生命开始活力增强活力减弱动态适应性。MA具有自适应的能力，它可以根据自身存在环境的变化进行调整。处理大数量数据的能力。MA的移动性充分的体现出了这一点，当需要处理大量的远端信息时，它可以移动到信息本地进行计算。定制化服务。易于分发服务。当在运行商的网络管理中，需要改变业务时，通过MA可以发送新的程序到对应节点上，从而省去了更多的人力和物力。支持离线计算。当网络连接中断后，MA可以自主运行。当恢复网络连接后，MA会把计算结果重新返回给用户。支持平台无关性。MA的运行只与MAE有关，因为只要有移动代理环境存在，MA就可以存在，不需要其它的条件。如果定制一套操作标准，那么只要MA系统符合这个标准，MA就可以在相应系统中移动和执行其他功能。真正实现平台无关性。25移动代理的技术实现251远端执行代理由移动代理系统通过远端传输到移动代理系统B，并在远端系统B上被激活和运行。任务完成后，代理会根据用户的需求重新进行激活和运行。如图24所示图24移动代理系统A移动代理系统B代码252代理迁移与远端执行相似，也可以说是一种扩展。代理迁移到移动代理系统B后，会继续之前的状态进行执行。同样的当移动至C服务器后，会继续执行。如图25图25移动代理系统A移动代理系统C移动代理系统B代码与状态代码与状态3移动融合网络31移动融合网络背景通信发展的今天，通信网络技术结构日益先进。逐渐向异构网络整合。把用户的需求放在第一位，调用现有的网络资源，一起完成并提供具有质量保证的业务。伴随着计算机网络竞争的加剧，今天的发展方式已经从以前不断研究技术到现在的服务模式发展，以业务为主要发展方向。随着网络的不断发展融合，各种业务也对网络性能有不同的要求。当代的网络部署已经形成了一定的规模，这也使得数据传输的速度更快。但随着业务的不断增多，网络资源越来越显得贫乏。为了更好的让用户体验到网络的优势与便捷，不但要继续发展技术，更重要的是要考虑的更全面，例如，用户体验和投资成本等。32移动融合网络概念解析321移动融合网络的发展要求从2000年开始，通信技术的发展速度就已经超出了大部分人的预期。不过技术发展的过快也有它的弊端，加上用户的需求也不断增加，这样我们就需要面临更多的挑战。从业务的多样化到网络系统结构的不断复杂中看到，用户的需求与体验还是最重要的。当3G/WLAN/WIMAX系统出现后，整个格局变成多种制式共存的现象。这种共存现象就形成了移动融合网络，现在技术发展的趋势已经逐渐转变为网络的融合。从ITU提出的NGN（下一代网络）；我国“十一五“提出的三网融合，他们都反映了一个发展方向网络融合。图31为融合网络结构示意图。图313G/WLAN/WIMAX融合网络结构322移动融合网络的概念和内涵融合网络的本质不仅是各种网络的大统一。更是业务的融合，为异构的网络环境产生出统一的业务环境。融合网络的不同概念，体现在以下几个方面。1用户业务的融合用户业务的融合能让用户在各种条件下都能体验到电信业务的便捷。这种融合基于用户业务为中心，利用现有的通信技术来实现它。2设备的异构/融合对于终端设备，移动及固定业务下一步的发展趋势时间各种不同的功能集成到同一设备上，提高设备的便携性，向用户提供更为丰富的新型业务。3架构的异构/融合通信技术的不断发展也使得网络结构不断变化。从之前的单一的网络发展到现代的第二代通信系统的产生。各种通信网络也在物理层上逐渐融合。当前的用户利用移动设备就可以访问互联网，这也使得整个网络全面发展向IP化。4商业模式的异构/融合融合网络发展之商业模式为所有业务一体化，简明的说，就是整个的业务流程都由一个企业来承担并完成。当业务数量超过负载时，一家企业不能独立的完成。所以融合网络的发展会解决这些传统商业模式所面临的问题。通过多协作模式，由多个代理同时进行操作。这样就大大减少了网络的负担，但要做到这些，需要更先进的技术做基础。33融合网络小结当今通信行业已经逐渐向网络融合发展，伴随着这种融合，运营商才能快速成长。运营商的发展，新的业务也将带给用户更好的体验。虽然随着融合网络的发展我们要面临这一系列的问题，但任何技术都有一个发展的过程，所以这些问题都会逐步被解决，以后人们就能更深的体会到融合为网络给大家带来的便利，融合网络也将会有一个更美好的前景和未来。34算法选择如今，网络资源迅速铺天盖地而来，面对这逐渐智能化的网络技术，用户经常显得不知所措当他们面对这么大的信息量时。利用移动代理的分布式计算和自主迁移性来解决这些问题是再好不过。所以提出相应的基于移动代理的算法来更好的服务于网络是很有必要的。相关人员通过研究，提出了以下几种算法，本文将着手分析这些算法，并选择出一种最适合本课题算法。（1）在节能、减耗方面有动态路由算法和簇内融合算法。动态路由算法该算法的提出解决了移动代理怎样可以以能量有效的方式进行融合、然后再进行数据收集的问题。在研究算法过程中，考虑到了移动代理在各个节点间进行迁移传输时，所需要消耗的能量。根据数据融合算法，对移动代理进行自适应调整，能让其更清楚是否执行数据融合，通过对移动代理消耗能耗进行优化，达到减少能量开销目的。簇内融合算法该算法主要作用是增加网络使用寿命，减少信息的冗余度造成的资源浪费。本算法基本原理是把处于检测范围内的传感器节点分成一部分模块。这些模块称为“簇”，然后移动代理的模型就在簇内采用，进行数据的局部融合。然后在移动代理基础上，可以再次进行融合，最终的结果返回给基站。2在利用移动代理自适应性来解决复杂问题上，本文选择了蚂蚁聚类算法。自适应的蚂蚁聚类算法该算法的得出是根据蚂蚁的居住有分巢行为而得。把蚂蚁的分巢居住做人工模型，即人工蚂蚁运动模型。将每只蚂蚁看做是一个代理，并且都含有信息。在蚂蚁聚类算法中，定义每只蚂蚁有两种状态，分别记作0和1,0代表睡眠，1代表活跃。当蚂蚁群体进行迁移时，会自主的分成很多的独立的子群体，是各个子群，不同类别的蚂蚁有区分。而每个子群的蚂蚁却又是相同的类型，所以每个子群可以称作一个簇，可以成为聚类，也就是物以类聚。该算法的优点在于它的自适应和自组织性。对于解决高维、复杂的问题比较适用。经过这几个算法的对比，可以发现，如今网络优化的方向主要是减少资源浪费，减少能源消耗。在无线传感器网络背景下，为了充分利用移动代理自主迁移性来进行数据融合，减少冗余度，本文选择了网络簇内融合算法。在下一章，我们将对该算法进行详细的分析介绍。4基于移动代理的无线传感器网络簇内融合算法41无线传感器网络概述所谓传感器网络，就如名字中的传感器一样，属于检测性系统，也可以叫测控系统。一般来说，对于功率较低和传输距离比较短的通信技术，最合适的就是传感器网络。传感器网络经过通信协议将一些节点连接在一起，组成一个网络系统。这种由节点构成的网络能够通过节分布很密集特点，对网络的检测和对系统的保护相对一般网络就提高了很多。而且这些节点可以随处移动，使得网络结构随时变化，所以传感器网络也是动态的。相对于普通的计算机网络，传感器网络具有更好的自适应能力。能够通过较强的感知性，对周围环境经过分析后，自主的改变网络的结构，来适应这种环境的改变，所以传感器网络还有较高的可靠性。为了更深的了解传感器网络的组成，如图41所示的无线传感器节点的基本组成可以更清楚的了解到。图41无线传感器节点的基本组成图42基于移动代理的无线传感器网络簇内融合算法当前在网络环境下，类似蜂窝网络，传感器网络也是通过各个节点联合而成。那么要使网络能保证正常使用，每个节点的检测范围就必须同相邻的各个节点重合。所以当节点反馈回的数据就会有重复，就是专业术语的冗余。冗余度越大对系统的压力就会越大，也会造成耗能大等负面影响，就像电脑必须经常清除缓存一样。为了解决这一问题，专业人员设计了节点分簇算法。该算法主要作用是增加网络使用寿命，减少信息的冗余度造成的资源浪费。本算法基本原理是把处于检测范围内的传感器节点分成一部分模块。这些模块称为“簇”，然后移动代理的模型就在簇内采用，进行数据的局部融合。然后在移动代理基础上，可以再次进行融合，最终的结果返回给基站。421无线传感模型部署无线传感器网络节点时，一般的认为它们相对位置不会再做任何变化。而且这些节点可以自动获取自己的坐标，而且这些坐标是独有的，就等于每个节点都拥有自己的ID号。每个节点的测量范围和初始能量都相同。这里我们用E1表示初始能量，传输距离用D表示。所有的节点都能感知到相邻节点的存在，并且它们都能测量出自己的剩余能量E2，同样也知道的坐标X,Y在传感器网络中，每个节点都能感知到相邻的节点N，所以它所发送的信息也能达到该节点。节点所测量的目标概率范围为【A,B】。422节点融合算法当移动代理在各个节点进行迁移时，它所携带的容和算法会和节点本地检测结果进行融合。我们设定移动代理初始结果为【A,B】，当移动代理每次迁移到一个节点后，会对此节点检测结果【】进行比较。当A时，则将定,义为当前A，即为当前下界。否则，A数值表示不变。同样，将与B作比较，取与A相反的方法。当B时，取B为当前上界。最后把A，B作比较，如果AB，则当前B所对应的传感器出现错误，由此也可以检测传感器是否正常运行。图42虚线中间部分表示传感器节点经过融合算法后，所得出的最优范围。表示7个传感器节点。位置表示所探测的结果大小，线条长度表示测量范17围。当移动代理不断地进行迁移，从的过程总，不断进行融合优化，到最17后的，就可以得到最优的结果。所有的交集就是移动代理不断迁移融合后的7最优范围。图42最优交集范围最优范围交集423节点簇的形成根据上节所得的结果，也就是节点融合算法后的一部分结果和能量分簇。当每个节点作为簇头时所消耗的通信能量为E，而移动代理要经过每个簇头节点，即移动代理要被接受。然后簇头要向其子节点发送通知。分簇完成后，移动代理从簇头开始向第一个节点迁移，然后到最后一个子节点。在这一系列前一种，簇头V发送X2次、接受2次。所以，选择簇头的方法可归结如下（1）当用剩余能量作为选择方向时，选择剩余能量大者。（1）当各节点拥有相同的剩余能量时，通讯时所消耗E较小的优先。簇的结构如图43所示，网络中随机分布若干个节点。大圆表示一个簇，每个簇有10个节点。选做一个节点做簇头，那么子节点就剩下9个。当选择黑体1作为簇头时，簇头会发送融合信息。各个子节点会根据簇头的要求进行融合并比较。途中黑色的节点，如10号节点就为故障节点。则我们选择没有故障的节点作为醋内节点。当这些步骤进行完成后，就形成了簇。然后进行簇内融合，下一个簇头会受到该簇头融合后的结果。以此下去，就可以完成所有节点的分簇构造。图43簇的结构424簇内移动代理的路由算法使用路由算法的原因在传统模式中，当簇内节点经过无线通信将自己的检测数据发送给簇头，这些数据会在簇头节点出进行融合。但是，因为每个节点检测范围都有一定的重合，所以各个节点所传输的数据都会有相似度，或者都会有冗余度。经过检测发现，与处理数据所消耗能量相比，无线通信传输数据所消耗的能量比前者大得多。所以传输距离问题在这里占很大一部分原因，所以必须选择一条最短的路线来完成数据融合，这样就会减少能量消耗。所以我们提出了路由算法，来改善这种模式，优化传感器网络系统。如何去寻找这条最短捷径，也就是我们所说的HAMILTON回路，我们选择优化的粒子群算法来实现这个算法的作用。设DIJ为I和J之间的距离表示。入决策变量1，若移动代理访问节点I后访问J0，否则目标函数NJIXDZ1,M粒子群算法的基本原理该算法的起源与鸟群觅食有关。每一只鸟都可以看做是问题的解，可以称之为粒子，每个粒子表示N唯空间的一个解，位置调整的调整序列为速度。它通过调整形成新的解。第I个粒子的状态表示XIEI1,EI2,EIN,第I个粒子速度向量的表示为VIVI1,VI2,VIN。每个粒子最优状态PBEST；群经历最佳状态GBEST。在T1时刻,粒子I的第N维速度和位置II更新公式为2211TIITIITITIXGBESRCXPBESRC3TITITIVX_C1,C2为学习因子,经验取值为C1C22,粒子的依赖程度可以用最大步长来表示。自身信息的依赖程度可用C1来表示，对社群信息的依赖程度可用C2来表示。R1,R2为0或者1的数，增加事件的随机性。为惯性因子。425个体目标值计算粒子群算法的优化是以目标函数的导向为原则，然后找出所对应值粒子的坐标。每一个解都可以用粒子的位置向量来表示，设第I个粒子表示为XIEI1,EI2,EIN,其中，EI1,EI2,EIN代表N个顶点编号。表示粒子从第一个点出发，一次经过其他个点，最后回到顶点EI1。速度计算规则说明（1）设解序列即簇内节点路径为XX1,X2,XN,定义XOXI,XJ为交换解X中的XI和XJ,则XXXOXI,XJ是解X经XOXI,XJ交换操作后的新解。例如,有5个传感器节点最小路径问题,其解为S13524,交换数为XO1,2,则XXXO1,213524XO1,231524。（2）交换序为一个或多个交换数的有序排列，即XXXXXO1,2,XOM上个公式表示了交换数的顺序将X中的元做交换操作，交换数之间的顺序是很重要的，即XXXX