【正文】 環(huán)境感知的自組織虛擬業(yè)務(wù)支撐環(huán)境鄒華北京郵電大學(xué)、課題簡介（簡要說明課題的目的意義、主要研究內(nèi)容、預(yù)期目標(biāo)等，字?jǐn)?shù)要求1000字以內(nèi)）隨著通信網(wǎng)絡(luò)的逐步開放，越來越多的虛擬業(yè)務(wù)運(yùn)營商得以進(jìn)入增值業(yè)務(wù)領(lǐng)域，在繁榮業(yè)務(wù)市場的同時，給業(yè)務(wù)市場的規(guī)范帶來新的挑戰(zhàn)。與此同時，通信技術(shù)的智能化、泛在化、融合化以及業(yè)務(wù)用戶對業(yè)務(wù)功能和質(zhì)量需求的提高，導(dǎo)致業(yè)務(wù)環(huán)境及業(yè)務(wù)更加多樣化并動態(tài)多變，從而抬高了虛擬運(yùn)營商進(jìn)入增值業(yè)務(wù)提供領(lǐng)域的門檻，以至阻礙增值業(yè)務(wù)市場繁榮的進(jìn)程。因此，我們預(yù)測通信網(wǎng)絡(luò)從智能網(wǎng)技術(shù)分離業(yè)務(wù)控制層與呼叫處理層發(fā)展到Parlay技術(shù)分離業(yè)務(wù)執(zhí)行層與網(wǎng)絡(luò)能力層之后，必然會進(jìn)一步向分離業(yè)務(wù)執(zhí)行環(huán)境與業(yè)務(wù)邏輯的方向演進(jìn)。為此，本課題提出了“環(huán)境感知的自組織虛擬業(yè)務(wù)支撐環(huán)境”這一概念，其意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1) 為業(yè)務(wù)運(yùn)營商提供個性化的有質(zhì)量保障的業(yè)務(wù)運(yùn)行和管理支持的虛擬業(yè)務(wù)平臺，大大降低虛擬業(yè)務(wù)運(yùn)營商的門檻，推動增值業(yè)務(wù)市場的繁榮； 2) 增值業(yè)務(wù)的接入和執(zhí)行由該環(huán)境完成，為規(guī)范增值業(yè)務(wù)市場業(yè)務(wù)提供的總體質(zhì)量提供技術(shù)上的支持； 3) 真正分隔了業(yè)務(wù)邏輯與業(yè)務(wù)執(zhí)行平臺之間的聯(lián)系，促進(jìn)第三方業(yè)務(wù)開發(fā)商的發(fā)展。 本課題將對環(huán)境感知的自組織虛擬業(yè)務(wù)支撐環(huán)境的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，主要研究內(nèi)容包括：業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)環(huán)境、業(yè)務(wù)執(zhí)行環(huán)境的模型以及這三者之間的關(guān)系；環(huán)境信息的收集、反饋和使用方法；環(huán)境感知的業(yè)務(wù)執(zhí)行支撐資源自組織自適應(yīng)調(diào)整機(jī)制；業(yè)務(wù)支撐環(huán)境的虛擬化提供技術(shù)等。 本項課題的預(yù)期目標(biāo)是提出一個比較完善的環(huán)境感知的自組織虛擬業(yè)務(wù)支撐環(huán)境的相關(guān)理論及技術(shù)體系，為具有質(zhì)量保障能力的個性化虛擬業(yè)務(wù)支撐環(huán)境的實(shí)現(xiàn)提供必要的理論和技術(shù)指導(dǎo)。其創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)如下： 1) 在電信領(lǐng)域，首次提出虛擬業(yè)務(wù)支撐環(huán)境的概念，為虛擬業(yè)務(wù)運(yùn)營商提供支持； 2) 在虛擬業(yè)務(wù)支撐環(huán)境中引入環(huán)境感知和自組織的思想，使其能夠在越來越復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，提供有質(zhì)量保證的業(yè)務(wù)運(yùn)行和管理支持； 3) 在關(guān)鍵技術(shù)突破中，將在融合通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息模型，業(yè)務(wù)環(huán)境、業(yè)務(wù)、虛擬業(yè)務(wù)支撐環(huán)境之間的環(huán)境信息反饋、交互和控制機(jī)制，環(huán)境感知的業(yè)務(wù)執(zhí)行支撐資源自組織自適應(yīng)調(diào)整機(jī)制等方面有所創(chuàng)新。 綜上，本課題立足于通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，對增值業(yè)務(wù)提供技術(shù)進(jìn)行深入研究，提出的新思路和新方法將對當(dāng)前靜態(tài)的基于開放API或協(xié)議的業(yè)務(wù)支撐技術(shù)體系產(chǎn)生重大影響，因此具有十分重要的意義。、課題主要研究技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，課題主要研究技術(shù)國內(nèi)外專利申請和授權(quán)情況本課題的研究內(nèi)容主要涉及業(yè)務(wù)執(zhí)行環(huán)境、自組織技術(shù)、環(huán)境感知技術(shù)、虛擬平臺技術(shù)等方面。這些技術(shù)與本項目相關(guān)部分的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢概括如下：s 在自組織技術(shù)方面，自組織的概念在網(wǎng)絡(luò)層主要用于網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)調(diào)整，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母碌?；在?yīng)用層則主要借鑒了自組織的無中心特點(diǎn)，把分散在網(wǎng)絡(luò)中的能力組織起來，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源完成所要求的任務(wù)。當(dāng)前研究并沒有真正涉及電信領(lǐng)域業(yè)務(wù)層，特別是業(yè)務(wù)支撐環(huán)境的自組織。s 在環(huán)境感知技術(shù)方面，環(huán)境感知計算還主要局限于計算領(lǐng)域的普適計算。環(huán)境感知在電信領(lǐng)域的研究已經(jīng)受到關(guān)注，但起步不久，其感知信息主要為用戶和終端信息，缺乏對整個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息的感知以及基于環(huán)境信息對業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)支撐環(huán)境的自組織控制。但是其趨勢是向全面、多方位的感知發(fā)展，本課題所提的業(yè)務(wù)和支撐環(huán)境的環(huán)境感知正符合該發(fā)展趨勢。s 在虛擬平臺方面，在計算領(lǐng)域中的Virtual PC等技術(shù)，可以在一個操作系統(tǒng)中虛擬出獨(dú)立的操作系統(tǒng)。而電信領(lǐng)域的虛擬歸屬環(huán)境面向移動網(wǎng)絡(luò)的漫游用戶，主要采用業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的互通方式實(shí)現(xiàn)，僅對位置信息具備一定程度的感知能力?？傮w來說虛擬平臺技術(shù)主要是為了滿足用戶的個性化需求并為用戶提供業(yè)務(wù)使用、平臺使用等的方便性支持。s 在業(yè)務(wù)支撐環(huán)境方面，主流電信業(yè)務(wù)執(zhí)行環(huán)境均不支持對環(huán)境信息的感知能力以及基于環(huán)境信息的自組織自適應(yīng)能力。但如何提供具有環(huán)境感知能力的業(yè)務(wù)平臺已經(jīng)受到了比較廣泛的關(guān)注。而未來的業(yè)務(wù)平臺將朝著更加智能化方向發(fā)展已經(jīng)成為業(yè)界的共識。下面，對各個相關(guān)技術(shù)進(jìn)行相對詳細(xì)的介紹。1）自組織技術(shù)自組織技術(shù)[16]的研究熱點(diǎn)主要是移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)以及自組織計算網(wǎng)等。近年來移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的研究主要以路由協(xié)議、多波路由、服務(wù)質(zhì)量等為研究的重點(diǎn)，也有研究將Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）中，實(shí)現(xiàn)蜂窩網(wǎng)、WLAN、Internet 之間的互聯(lián)。傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）是Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的一種典型應(yīng)用，但與傳統(tǒng)的Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)有較大的區(qū)別。其研究主要集中在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、數(shù)據(jù)匯聚算法、數(shù)據(jù)查詢處理技術(shù)，以及傳感器網(wǎng)絡(luò)的模擬環(huán)境等方面。自組織計算網(wǎng)是指網(wǎng)絡(luò)中的所有計算設(shè)備能夠自動地相互協(xié)同工作，自動形成一個更大規(guī)模的虛擬、統(tǒng)一和完全分布式的計算機(jī)。當(dāng)前國際上的研究重點(diǎn)主要集中在混和網(wǎng)絡(luò)自組織計算、自組織計算的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、通信協(xié)議、安全保障技術(shù)等方面。此外，自組織的思想在P2P中也得到了很好的體現(xiàn)。P2P借鑒了自組織無中心和多跳等特點(diǎn)，定義了P2P相應(yīng)的協(xié)議，并通過這些協(xié)議開發(fā)了豐富的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在即時通信、文件共享、協(xié)同工作、對等計算、搜索、存儲、游戲等方面，如ICQ、Skype、Napster、BT、eDonkey等著名的應(yīng)用和工具。從上面的介紹可以看出，當(dāng)前自組織的概念在網(wǎng)絡(luò)層主要用于網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)調(diào)整，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母?；而在?yīng)用層，則主要借鑒了自組織的無中心的特點(diǎn)，充分利用各個分散節(jié)點(diǎn)的能力，把分散在網(wǎng)絡(luò)中的能力組織起來，通過各個分散節(jié)點(diǎn)之間信息的交互，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源完成所需的任務(wù)。但是當(dāng)前自組織的研究并沒有涉及到電信領(lǐng)域業(yè)務(wù)層面。2）環(huán)境感知技術(shù)目前，國內(nèi)外環(huán)境感知[710]相關(guān)技術(shù)的研究點(diǎn)比較多，與本課題相關(guān)的研究主要涉及普適計算的環(huán)境感知計算、環(huán)境信息獲取、環(huán)境感知業(yè)務(wù)以及環(huán)境感知業(yè)務(wù)支撐環(huán)境這幾個方面。普適計算中的環(huán)境感知計算系統(tǒng)能夠利用感知到的信息來推斷周圍環(huán)境，并相應(yīng)改變自己的行為，主動適應(yīng)用戶的需求和工作的變化。與此相關(guān)的研究項目主要有歐洲的ISTCONTEXT項目[11]、卡耐基梅隆大學(xué)的Aura 項目[12]等。這些研究僅局限于計算領(lǐng)域，沒有涉及電信領(lǐng)域，其環(huán)境信息模型、業(yè)務(wù)執(zhí)行方式和業(yè)務(wù)功能需求等均與融合通信網(wǎng)絡(luò)中的有較大的不同。其次，它們的研究環(huán)境局限為用戶和終端設(shè)備環(huán)境。而在融合通信網(wǎng)絡(luò)中，特別是具有自組織能力的通信網(wǎng)絡(luò)中，不僅用戶和終端設(shè)備的環(huán)境會發(fā)生變化，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也會不斷變化，例如，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、資源的可用性、容量和質(zhì)量等因素都會改變并影響業(yè)務(wù)的執(zhí)行。在環(huán)境信息獲取方面，目前國際上已經(jīng)有項目開展了對終端動態(tài)能力和用戶屬性的研究，但大多為用戶和終端的靜態(tài)信息。如Parlay組織定義的終端能力服務(wù)（TCS）可以獲取和上報終端能力，移動性管理服務(wù)可以獲取用戶狀態(tài)以及用戶位置等信息；MIT大學(xué)則對增強(qiáng)手機(jī)終端感知用戶環(huán)境的能力進(jìn)行研究[13]；各運(yùn)營商也通過構(gòu)建自己的CRM系統(tǒng)來管理用戶屬性信息。雖然這些成果對于感知用戶的環(huán)境信息有一定的作用，但是沒有對其它網(wǎng)絡(luò)資源如何配合環(huán)境信息提出比較合理的方案，也沒有把環(huán)境信息的適配研究融入到整個網(wǎng)絡(luò)體系中。此外，這些信息中缺少實(shí)時的動態(tài)環(huán)境信息，或者僅有一些動態(tài)能力的信息。在環(huán)境感知的業(yè)務(wù)支撐環(huán)境方面，基于融合網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境感知自組織業(yè)務(wù)支撐框架的研究才剛剛開始。例如CAM、CASS、MobiPADS和QoSDREAM等項目，它們只是根據(jù)某一方面或某一個類別的業(yè)務(wù)對動態(tài)業(yè)務(wù)或環(huán)境感知的支持方法作一些簡單的研究，而且在業(yè)務(wù)環(huán)境信息模型、自組織業(yè)務(wù)執(zhí)行平臺和業(yè)務(wù)自組織動態(tài)執(zhí)行等方面研究較少，不能夠有效支持融合網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)終端、網(wǎng)絡(luò)、用戶多方面環(huán)境信息進(jìn)行感知的業(yè)務(wù)動態(tài)自組織執(zhí)行。在具有環(huán)境感知能力的業(yè)務(wù)方面，目前尚無真正大規(guī)模的應(yīng)用。雖然已經(jīng)有了少量具有一定環(huán)境感知能力的業(yè)務(wù)，但它們要么還處于試驗階段，如簡單的Follow Me業(yè)務(wù)；要么面向特定的用戶環(huán)境，難以在大規(guī)模人群中展開，如全球通VIP用戶在機(jī)場手機(jī)沒電時，可收到廣播轉(zhuǎn)述的手機(jī)信息。由此看出，環(huán)境感知在電信領(lǐng)域的研究已經(jīng)受到關(guān)注，但是剛剛起步，很多研究都著重于某一方面的環(huán)境信息，對于整體利用環(huán)境感知的相關(guān)技術(shù)來設(shè)計功能更強(qiáng)的融合網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)平臺還未涉及。3）虛擬平臺技術(shù)虛擬技術(shù)究其實(shí)質(zhì)可分為兩種類型：一種是以虛擬技術(shù)替代現(xiàn)實(shí)設(shè)備和實(shí)體，如虛擬設(shè)備、虛擬器件、虛擬現(xiàn)實(shí)等。它們可將虛擬的設(shè)備作為現(xiàn)實(shí)設(shè)備來使用，可以離開現(xiàn)實(shí)對象而單獨(dú)存在，獨(dú)立完成需要的任務(wù)。另外一種則是以虛擬技術(shù)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，如虛擬專用網(wǎng)、Virtual PC等。它們在現(xiàn)實(shí)對象的基礎(chǔ)上，利用抽象和虛擬等方式劃分出多個“現(xiàn)實(shí)對象”，使用戶感覺不到其中的差異，并可在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)對象功能的補(bǔ)充和擴(kuò)展，從而增強(qiáng)了現(xiàn)實(shí)對象的能力。例如，虛擬專用網(wǎng)就從物理上統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)抽象出專用的虛擬網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)了用戶的個性化需求并提供了安全保證。本課題中使用的虛擬概念主要借鑒了第二種概念，使用虛擬的業(yè)務(wù)平臺增強(qiáng)現(xiàn)存業(yè)務(wù)平臺的能力，為用戶提供更好的服務(wù)。目前電信領(lǐng)域的虛擬歸屬環(huán)境（VHE）[14]也屬于這一類別。VHE是可以隨漫游用戶跨越不同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)并且允許不同類型終端接入的用戶個人業(yè)務(wù)環(huán)境。這就要求VHE對業(yè)務(wù)移動與用戶移動的環(huán)境信息具有一定程度的感知能力。然而，VHE依然存在如下的局限性：1）它主要研究如何在不同的移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提供和歸屬網(wǎng)絡(luò)中一樣的服務(wù)，其側(cè)重點(diǎn)和問題域，與環(huán)境感知的業(yè)務(wù)支撐環(huán)境的有較大區(qū)別。2）在現(xiàn)有研究中VHE面向漫游用戶，主要通過業(yè)務(wù)互通機(jī)制來實(shí)現(xiàn)，即支持業(yè)務(wù)提供商與拜訪地網(wǎng)絡(luò)直接建立業(yè)務(wù)互通協(xié)議，或由代理機(jī)構(gòu)建立業(yè)務(wù)互通管理。因此，VHE難以感知到更多的環(huán)境信息，如終端類型、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、資源能力和容量等信息。3）VHE無法根據(jù)環(huán)境信息對業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)執(zhí)行平臺進(jìn)行自組織和動態(tài)控制，僅能支持邏輯較為簡單的業(yè)務(wù)，難以滿足用戶對業(yè)務(wù)的更多個性化需求。4）VHE面向移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，難以支持融合網(wǎng)絡(luò)中的除移動網(wǎng)絡(luò)以外的多種網(wǎng)絡(luò)和資源能力。4）業(yè)務(wù)支撐環(huán)境 傳統(tǒng)的智能網(wǎng)技術(shù)較好地解決了傳統(tǒng)智能通信業(yè)務(wù)的快速提供，但其在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)開發(fā)、系統(tǒng)控制、業(yè)務(wù)種類和客戶化能力等很多重要方面逐漸顯現(xiàn)出它固有的缺陷，不再適合于基于融合網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供[15]。而由于信息領(lǐng)域企業(yè)應(yīng)用與電信領(lǐng)域通信業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)類型、調(diào)用方式、事件粒度、業(yè)務(wù)類型、業(yè)務(wù)開發(fā)方法和快捷性要求等方面，都有著較大的不同，因此面向Web應(yīng)用的企業(yè)應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)也不適合作為通信業(yè)務(wù)的提供平臺使用[16]。電信應(yīng)用服務(wù)器[17]為下一代網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)層提供各種增值業(yè)務(wù)的駐留和執(zhí)行環(huán)境，而且還提供各種開放的API，為第三方的業(yè)務(wù)開發(fā)提供創(chuàng)作平臺。國外的研究組織對下一代網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用服務(wù)器開展了廣泛的研究工作，很多公司也已經(jīng)開始研究和提供自己的相關(guān)產(chǎn)品，如Truetel公司的TrueConverge、Appium公司的XWay和SCE等。國內(nèi)在下一代網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用服務(wù)器方面的研究也正在進(jìn)行，如華為的增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)智能平臺（TELLINENIP）、中興的統(tǒng)一業(yè)務(wù)平臺（ZXUP10）、UT斯達(dá)康的多業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)平臺mService 1500，以及課題申請單位自行研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的電信應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)[18]。目前，這些應(yīng)用服務(wù)器均缺乏基于環(huán)境信息的業(yè)務(wù)執(zhí)行動態(tài)控制。計算機(jī)領(lǐng)域中的反射中間件[19]也可認(rèn)為是應(yīng)用程序執(zhí)行的平臺，它通過反射機(jī)制對外提供自身的描述信息，并允許外界對其自身進(jìn)行修改和定制，從而具有開放和靈活的特點(diǎn)，能夠適應(yīng)動態(tài)變化的環(huán)境。根據(jù)