移动计算概述

1、内容目录,概 述,相关移动计算的定义 利用移动终端通过无线和固定网络与远程服务器交换数据的分 布计算环境称其为移动计算。 移动计算是指使人们能够在任何时间和任何地方进行工作的技 术和设备移动计算的关键是确保人们不论在任何地方、任 何时间都可以工作，能够为他们提供一个无处不在的移动计算 环境。 移动计算指“网络中在一个节点开始的计算可移动到其它节点 继续执行”的方法,什么是移动计算,移动计算狭义的定义可认为是：使用便携终端在流动中进行信息处理。这里所说的便携终端通常指体积小、重量轻、集成度高的便携机、手持电话、手持AV、数字摄像机、数码相机、便携游戏机等。,什么是移动计算,问题 对于“移动计算”

2、 并没有公认的标准的定义 存在两种意义上的移动 代码的移动 设备的移动 共同点 在移动环境访问数据或者进行信息处理 用户能够“在任何时间和任何地点” 进行信息访问或/和处理,什么是移动计算,SQL Server 2005,Windows XP,Socket 通讯,Symbian/S60,什么是移动计算,我们的定义 所谓移动计算,是指移动终端通过无线通信与其他移动终端或者 固定计算设备进行有目的的信息交互,移动计算的三个要素 移动终端 无线通信 信息交互,什么是移动计算,什么是移动计算,移动终端的多样性 庞大: 轮船、飞机、汽车、坦克等 微小：手表、手机等 明显的：手机、笔记本电脑 不明显的：嵌

3、入式传感器,什么是移动计算,声 波 通 信,无 线 接 入 网 络,红 外 线 通 信,射 频 无 线 电 通 信,局 域 网,广 域 网,水声通信网络,红外线通信网络,Bluetooth UMB Zigbee,IEEE802.11x HomeRF HiperLAN,蜂 窝 网 络,非 蜂 窝 网 络,GSM/GPRS/UMTS CDMA1X/CDMA2000 TD-SCDMA,Wimax Mesh,个 域 网,信息交互 移动计算总是针对特定的应用 利用移动通信所进行的数据传输是为特定的应 用服务,什么是移动计算,再谈“移动计算” 移动计算是构建在一个系统之上的 移动终端往往只是这个系统的表象

4、 基于无线通信的信息交互是移动计算的关键 更重要的是 不去关心到底什么是“移动计算”， 而是致力于 研究和利用与移动相关的技术,什么是移动计算,移动计算的历史发展,计算模型的四个阶段 集中计算 （Centralized computing） 分布式计算 （Distributed computing） 移动计算 （Mobile computing） 普适计算 （Ubiquitous/Pervasive Computing,移动计算的历史发展,前台客户端,移动计算的历史发展,集中计算 始于上个世纪6070年代 主机/终端模式 集中存储、集中计算,移动计算的历史发展,分布式计算 始于上个世纪8090

5、年代 主机性能提高缓慢、计算机网络的推动 Web, C/S, P2P, Grid 分布式计算无处不在,移动计算的历史发展,面临的问题,移动计算的历史发展,移动计算 始于上世纪90年代 受到无线通信技术的推动 办公、娱乐、军事,面临的问题,移动计算的历史发展,移动计算的历史发展,普适计算 始于上世纪末，兴于本世纪初 追求的是一种“消失的技术” 依赖于智能技术的发展 智能空间,移动计算”概念回顾,三个要素 系统的观点 移动计算是一个系统的功能,移动终端,无线通信,有目的的信息交互,移 动 计 算,移动计算”概念回顾,发展的观点,集中式计算,分布式计算,移动计算,应 用 前 景,移 动 办 公,移动

6、电子商务,移 动 教 育,移动休闲与娱乐,军 事 应 用,其 他 应 用,应 用 前 景,移动办公 交警查询违章车辆记录并进行处罚 巡警核对网上追逃信息 公司老板随时批阅文件 警力定位与合理调度,应 用 前 景,移动电子商务 手机支付 手机测量 手机门票,应 用 前 景,移动教育 移动学习 移动课堂 移动(匿名) 提问,应 用 前 景,移动休闲与娱乐 移动手机电视 移动图书馆 移动在线游戏,应 用 前 景,军事应用 数字士兵 移动战术网络 协同攻击系统,应 用 前 景,其他应用 抢险救灾 野外探险 位置查询,移动计算系统模型,移动终端 无线通信 基站、交换机、接入点、光缆 后台服务系统 应用服

7、务器 数据库服务器,移动计算系统模型,移动计算系统模型,内容目录,问题与挑战,移动计算问题与挑战的来源 无线通信 移动性 便携性,频 繁 断 接,断接是指无线通信 链路的中断 出现原因多种多样 信号干扰 信号覆盖 信号屏蔽,无线通信引发的问题与挑战,频繁断接带来的问题,解决频繁断接的问题,服务中断 想象一下你在银行取 款时“网络中断” 的 情景 性能下降 TCP协议的窗口调 整,追求断接的透明性 技术手段包括缓 冲、协议改造,无线通信引发的问题与挑战,低 带 宽,相对于有线通信而言 802.11: 54Mbps GPRS:171.2Kbps LAN: 100M1000M,低带宽带来的问题,解决

8、低带宽的问题,服务类型的限制 (Streaming) 通信协议的限制,提高带宽的利用率 使用压缩、请求合 并、数据预取、缓 存回写等技术手段 更高层次上的方法 是改善通信调度算 法,无线通信引发的问题与挑战,带宽波动,带宽不稳定（可能相 差几个数量级） 跟无线信号易受到干 扰或者信号强弱变化 有关 误码率的变化直接导 致了带宽的波动,带宽波动带来的问题,解决带宽波动的问题,服务质量(QoS)无 法保证 限制了服务类型 （如VoIP、移动电 视,降低带宽波动对应 用的影响 使用自适应QoS等 技术手段,无线通信引发的问题与挑战,异构网络,GSM/CDMA, WiFi, IrDA, Bluetoo

9、th LAN,异构网络带来的问题,解决异构网络的问题,网络服务的选择 网络切换 网络连接的中断,屏蔽网络的异构性 软件技术 移动计 算中间件& 硬 件技术 基础设施解决 & 端 系统解决,开放介质 信号易于 截获、窃听,安 全 威 胁,使用调频、加 密技术 通信专家的职 责,解 决 方 法,无线通信引发的问题与挑战,移动性引发的问题与挑战,地址迁移,不同网络IP地址切换 异构网络不同地址类 型切换,地址迁移带来的问题,解决地址迁移问题,连接中断,移动IP,移动性引发的问题与挑战,位置依赖,网络中一些信息是与 之相关的，如路由 器地址、所在地区等,位置依赖带来的问题,解决位置依赖问题,位置依赖信

10、任的 配置问题 手动配置 impossible,动态配置 “位置相关”服务,移动性引发的问题与挑战,移动透明与 隐私保护,移动性应该对用户透 明 这需要软件系统对用 户的位置等情况完全 掌握 而这些信息涉及到个 人隐私,带来的问题,问题解决,两种要求的相互制 约 鱼与熊掌不可兼得 利与权的平衡,应用相关 合理的策略 法律的规定,移动透明与 隐私保护,移动透明与 隐私保护,便携式引发的问题与挑战,电池供电,重量 vs. 电量,电池供电带来的问题,解决电池供电的问题,不能持续工作 可能导致数据丢失,软硬件节能设计 改进电池 无线充电,用户接口受限,屏幕小( 如Nokia 60系列 ) 输入方式受限

11、( 数字 键盘、手写笔、触摸 屏,用户接口受限带来的问题,解决用户接口受限问题,展示度不够 交互不方便,合理的程序设计 更高级的人机交互 方式 更高级的显示方式,便携式引发的问题与挑战,计算及存储能力,CPU 存储器,带来的问题,问题解决,算法上的限制（时 间复杂度与空间 复杂度） 数据存储上的限制 软件自身大小的限 制,压缩 更有效的算法设计 提高代码的空间效 率,便携式引发的问题与挑战,便携式引发的问题与挑战,数据风险,容易丢失和损坏,数据风险带来的问题,解决数据风险问题,显而易见的,数据同步技术 数据加密存储与访 问控制,内容目录,主要技术,无线通信技术 解决无线介质中的数据传输问题 蜂窝：GSM/GPRS, CDMA, WCDMA WWAN: WiMAX, Mesh WLAN: 802.11, HomeRF WPAN: Bluetooth, Zigbee, UWB,主要技术,移动终端技术 解决移