Telecommunícatíon Networ
·吴先涛{深圳大唐电信科技股份有限公司，成都 610021 ) 吴承治{电信科学技术第五研究所，成都 610062 )
摘 要:本文简要描述了普适计算的概念及普适计算的研究体系;泛在网络的概念及与普适计算的关系。简要介绍了移动泛在网络发展
的愿景。在此基础上，较详细地讨论了我国专家们在泛在网络研究领域中提出的"环境感知泛在网络 (AUN)" 的概念和框架结构。
美罐词:普适计算:泛在网络:移动泛在业务环境 (MUSE );环境感知泛在网络 (AUN)。
Pervasive ComputinJ:! and UbiQuitous Network
Wuxiantao
(Shen ZhCll Datan反 Telecom Technolol!Y Co Ltd Chen反du 610021)
WuchenJ:!zhi
(Fifth Reseanh lnstitute of Telecommunications Techuololð' Chengdu 610062)
Abstract: We give a brief description about thc conccpt and research architecture of Pervasive Computing; and we discuss the concept of
Ubiquitous Network and relation between Ubiquitous Network and Pervasive Computing in this paper. And then. we introduce
developmental vision of Mobile Ubiquity Networks. On this basis. we have a comprehensive description of the concept suggested
by our experts of China on th巳 concept and framework of Ambient Ubiquity Networks (AUN) in the research domain 0 1" Ubiquitous
Network
Key words: Pcrvasivc Computing; Ubiquitous Network; 岛fobile Ubiquity Scrvicc Environment (MUSE) Ambicnt Ubiquity Nctwork (AUN)
引言
Ubiquitous (无所不在)源自拉丁语，意为存在于任何
地方 (existinq everywhere )。
普适计算或泛在计算( Pervasive Computinq 或 Ubiq
uitous Computinq )，又称 U 计算是 1991 年由美国 Xerox
PAPC 实验室的 Mark Weiser 首次提出的一种超越桌面计算
的全新计算模式。他认为最伟大的计算技术是那些消失了
的技术，它们将自己融入到曰常生活用品中，以至于它们从
人们的视线中消失"。普适计算具有两个关键特性是随时
随地访问信息的能力;二是不可见性，通过在物理环境中提
供多个传感器、嵌入式设备、移动设备和其他任何有计算能
力的设备，从而在用户不察觉的情况下进行了计算、通讯、并
提供各种服务，最大限度的减少用户的介入。
普适计算这一新型的计算模式建立在分布式计算、通信
网络、移动计算、嵌入式系统、传感器等技术的飞速发展和
曰益成熟的基础上，它体现了信息空间与物理空间的融合的
趋势，反映了人们对信息服务模式的更高需求一一希望能随
时、随地、自由地享用计算能力和信息服务，使人类生活的
物理环境与计算机提供的信息环境之间的关系发生革命性改
变。
在普适计算基础上，衍生出了泛在网络( Ubiquitous
Network )，是指无所不在的网络，又称 U 网络。建设 U 网络
社会，首先是要建立起能够实现人与人、人与计算机、计算
机与计算机、人与物、物与物之间信息交流的泛在网络基础
架构，然后在泛在网络基础之上加载让人们生活更加便利的
各种应用。在 U 网络社会中，网络空间、信息空间和物理空
间实现无缝连接，软件、硬件、系统、终端、内容、应用实
现高度整合。现有的电信网、互联网和广电网之间;固定网、
移动网和无线接入网之间;基础通信网、应用网和射频感应
网之间都应该实现融合。新的"三网融合"将从不同的领域、
从不同的角度和不同的侧面加速推进，为可以预见的 U 网络
社会奠定坚实的网络基础。
除了需要高度普及先进的基础设施之外，还需要建立一
个标准化体系保障 U 网络的可用性和互通性。泛在网络标准
体系研究主要包括以下内容:泛在网络的技术特点，应用对
象;泛在网络系统构架;系统中各功能模块和组件;各模块
之间的接口;数据标志(采集、处理、传输、存储、查询等
过程);应用服务标准;信息安全，个人隐私保护等。目前泛
在网络标准体系研究有四个重点研究方向，包括下一代网络
技术标准、传感器网络技术标准、射频识别技术标准、对象
现代传输、民..... 豆L
Telecommu门 ication Network
隆大学 (CMU) 的 Aura、伊利诺( IIlinois )大学的 Gaia 、标志技术标准。
加州大学伯克利分校( UC Berkeley )的 Endeavour、华盛发展U网络对于中国经济发展具有非常重要的积极意义，
顿( Washinqton )大学的 Portalano、英国剑桥( Cambridqe ) 推进泛在网络建设将带动我国信息产业发展，通过技术创新
大学的Sentient Computinq、美国 IBM 公司的DreamSpace 、催生新的产品、新的产业，形成信息产业新的增长点。泛在
微软( Microsoft )的 EasyLivinq、惠普 (HP) 的 CoolTown 、网络相关技术会有效提升传统产业发展，进一步提高信息技
英特尔( Intel )的 Guide 、欧盟资助的 Disappearinq术和网络的服务水平。目前中国的泛在网络研究已经逐渐展
Computer、清华大学的 Smart Classroom 等。开， U- 北京、 U- 青岛研究项目就是其中典型代表。
普适计算的研究体系自底向上主要包括普适计算设备、
普适网络、系统软件和人机交互等多个层次，同时由于研究1 、普通计算概念
的侧重点和目标不同，形成了感知上下文计算、智能空间、可对于普适计算准确的定义，不同的研究者有不同的理
穿戴计算等多个热门研究领域。图 1 描述了普适计算研究的解。其目标都是"要建立一个充满计算和通信能力的环境，同
主要方面。时使这个环境与人们逐渐地融合在一起有人给出的定义
是普适计算是信息空间与物理空间的融合，在这个融合的
空间中人们可以随时随地、透明地获得数字化的服务"。从概
念上说，普适计算是虚拟计算的反面。虚拟计算致力于把人 哥穿戴计算
置于计算机所创造的虚拟世界里，而普适计算则是使计算机 锵鞠穰空掬
融入人的生活空间，形成一个"无时不在、无处不在而又不
可见( anytime anywhere invisible )"的计算环境。在这样
的环境中，计算不再局限于桌面，用户可以通过手持设备、可
穿戴设备或其他常规、非常规计算设备无障碍地使用计算能
力和信息资源。
移动等潜移给没番苦‘ 慧雪盘E设备-
f专著喜怒穗 E军事苦数字f草草郭1. RFIO 意去通设备因此，智能是普适计算的关键，在普适计算时代，人类
活动行为完全浸润于智能化的自然物理空间。支持普适计算
图 1 普适计算主要研究内容的智能化自然物理空间有别于其他智能环境的一个关键特征
普适计算研究体系在于，普适计算空间中服务于人类活动的智能实体与相应的
普适设备、普适网络、系统软件、人机交互等普适计算用户相行相伴，如影相随。同时，普适计算环境区别于传统
研究体系的几个主要层次:计算环境的一个重要特点是对移动的支持。
普适设备而不以计算机为中心，普适计算关键在于以人为本，
普适计算环境由普适计算设备、系统软件及其网络等部因此，普适环境中各组成元素的功能角色将不同于桌面计算
分构成。其中普适计算设备根据功能不同可以分为信息访问模式。当前计算机理论和技术难以满足普适计算模式的要求，
终端、感知设备、智能物体等。需要发展与其相适应的计算机科学理论和技术。鉴于普适计
.{言息访问终端:通过有线或无线的方式与网络连接，使算的重要意义，以及它带来的巨大挑战，目前已成为国际上
用者可以随时随地按需获取各种信息和服务。典型的信息访一个蓬勃发展的研究热点。
问终端包括 PDA、 PC、智能手机、网络计算机等，其中智能
手机被认为是当前普适计算的首选平台。普适计算的研究体系2 、
智能手机作为普适计算的一个重要终端型载体，发挥越普适计算的研究受到国内外各研究机构和产业界的高度
来越关键的作用与其他终端设备相比，智能手机具有普及率
高、用户基础好、便携性佳、计算能力相对较强、随时
重视。从 20 世纪 90 年代开始，许多相关的研究计划纷纷
启动，例如美国麻省理工 (MIT) 的 Oxyqen 、卡内基.梅
主主~II 现代传输
随地的无线通信能力等优势。全球手机数量已超过 10 亿，
在亚洲的几个主要国家，手机使用率已超过固定电话。基于
智能手机的高端服务可以实现许多人们日常急需的信息服务，
3G 以后的智能手机己是首选的信息服务终端、普适系统的控
制设备。
·感知设备:包括用于标识对象身份的设备(如射频标
签RFID 1和用于感知物理对象和环境状态的设备(如传感器、
智能灰尘、照相机、摄像机等)。
·智能物体:通过将计算和通信能力嵌入到曰常生活中
的常见物体中，如家具、家电、咖啡杯等，将其变为智能物
体，从而实现计算机对这类设备的感知和控制，建立物理世
界与虚拟世界联系的桥梁。
普适网络
普适计算环境是一种普遍互连的环境。除当前常见的计
算机之间的互联外，各种物体都通过不同方式与其他物体相
连。普适计算环境下的网络环境包括各种无线网络、互联网、
电话网、电视网等，还包括RFID网络、无线传感器网络、 GPS
网络等多种不同类型的网络。普适计算网络支持异构环境和
多种设备的自动互连，对环境的动态变化具有自适应性，提
供无处不在的通信服务。
目前，全世界展开新一代网络研究，实际上是想研究
出-个全新的网络模型，消除传统网络的不足。回顾原始网
络的设计思想，基本上是一种网络服务于一种服务模式。比
如说电信网最初就是为打电话而设计的，严格说这种网络对
解决高速度数据传输，图像传输不是很适合。互联网最初是
为数据业务设计的网络，它实际上不适合语音、图像等传输，
虽然通过目前的互联网也可以进行一些语音和图像传输，但
不高效，而且存在可控、可管、安全性方面的缺陷。如果要
用-个网络实现电信网和互联网的功能，就必须对目前的网
络模型进行改变，做到真正的网络融合。
新一代信息网络目前在研发过程中主要解决以下主要问
题。第一，信息网络的体系结构问题。比如现在的七层网络、
四层网络、三层网络，每一种网络针对某一种主要业务，这
并不很科学。而且每一种网络工作原理和机制很多东西很类
似，但是搭建网络的效果却不一样。新~代网络要替代现有
网络当然很难，只有对过去的网络研究透才能解决这些问题。
第二，解决现有网络的异质异构问题。我们现有的网络很多，
一种网络对应一种体系结构;新一代信息网络需要一体化，
Telecommunication Networ
而且从机理上可以做到一体化。其实，所有的网络不是路由
器就是交换机，只是公共数据转换机制不一样，完全可以在
机理上设计一种网络来实现一体化。第三，新←代网络应该
负载多种业务。现在的网络也在一定程度上可以支持多种业
务，但是人们不满意，有很多弊端，需要在新的网络下提供
普适服务。新-代网络需要可移动性、可信性。
在可信网络与普适服务研究( 973项目)的背景下，北
京交通大学张宏科教授提出了-个全新的网络体系模型。上
层是普适服务层，下层是交换路由层，通过两层网络模型来
构建下一代信怠网络。这种网络体系结构实际上是-个全新
的"标识分组网络通过标识进行管理，通过分组进行数据
传输。交换路由层的研究目标是在一个可信{安全、可靠、可
控、可管)的网络平台上提供多元化的网络和终端接入，保
证信息交互的可信性和移动性，并有支持普适服务的能力。
系统软件
普适计算的系统软件对普适计算环境中大量联网的信息
设备、智能物体、计算实体进行管理，为它们之间的数据交
换、消息交互、服务发现、任务协调等提供系统级的支持。普
适计算的系统软件不同于传统分布式系统软件，主要有两个
基本的特点:物理集成和自发的互操作。
由于普适计算环境存在任务动态性和设备异质性等特点，
普适计算系统软件需要解决设备与服务的发现与自适应等问
题，实现对物理实体的管理以及模块间的协调机制，同时还
要保证系统的鲁棒性和安全性。
.4人机交互
自然人机交互为人与普适计算环境之间提供更和谐、更
高效的交互方式，典型的交互方式包括语音输入、手写输入、
电子纸、眼镜显示器等。除鼠标键盘输入等由人驱动的显式
人机交互外，普适计算的人机交互方式会向隐式和多模式的
人机交互方式方向发展。
普适计算热门研究领域
普适计算的热门研究领域包括上下文感知计算、智能空
间、可穿戴计算等:
感知上下文计算
自动感知物理空间中对象与环境的状态信息及其变化是
普适计算的重要特征。感知上下文计算利用上下文信息向用
户提供高效率的信息交互，并提高服务的针对性。常见的
上下文信息包括时间、位置、场景等环境信息，屏幕大
现代传输飞~.... 53
ITelecommunication Network‘
小、处理能力等设备信息以及身份、操作习惯、个人喜
好、情绪状态等用户信息。感知上下文计算涉及上下文信息
感知、上下文建模、上下文感知应用等多个方面。
上下文信息可以通过感知器捕获，从已有的信息中抽取
(如日程表、天气预报等)，由用户直接设定等多种方式获取。
其中感知器除包括用于感知声光电等物理信息的传感器外，
还包括 RFID标签、摄像头、 GPS 系统等多种感知设备，甚至
还可以包括感知用户是否在使用电脑设备的键盘(在 ICO 等
程序用于感知用户状态)、统计分析网络流量与特征的网络监
视器等。
射频标签 (RFID) 是一种利用射频信号自动识到目标
对象并获取相关信息的技术。它的优势在于无需复杂的计算
机视觉与模式识别算法，亦无需用户作繁琐的输入动作即可
识别，其设备也非常简单。射频标签已成为上下文感知应用
中的一种通用设备。
智能空间
智能空间是 个嵌入了计算机、信息设备和多模态的传
感器的士作空间，其目的是使用户能够方便地访问信息和获
得计算机的服务，进而高效地实现个人目标和与他人协同工
作。
智能空间可视为普适计算的实验床。目前智能空间研究
正由物理上相对封闭的环境(如智能会议室、智能房间)，逐
步面向相对开放的环境(如智能购物中心、智能出租车召
唤)，由室内走向室外，由小规模走向大规模。而其信息交互
也由单个孤立智能空间的内部交互，逐渐发展到涉及多个智
能空间之间的信息交互。
可穿戴计算
可穿戴计算是普适计算设备研究的一个重要方面，通过
把计算和交互设备穿戴在身上，方便人们随时随地获得计算
和信息服务，典型的可穿戴计算设备如可穿戴式战场电脑、
智能衣服、智能手套、智能手表等。
推动普适计算发展的因素来自两个主要方面是适应
普适计算的网络及硬件设备技术的创新，二是适应普适计算
的系统软件技术创新。普适计算中的系统软件多采用中间件
技术为普适计算应用提供系统支持。普适计算中间件的设计
目标一般有以下几个方面:为应用移动(迁移)提供支
持，屏蔽智能空间及应用执行环境的复杂性，为感知用户
情境及意图提供支持，满足普适计算中的某些特殊要求。
主主~饵，现代传输
可以看出，充分利用已有的被广泛使用的中间件技术，采用
开放的技术规范和标准，采用服务方式统一普适计算应用开
发及运行环境，实现网络服务环境与智能空间的统一是普适
计算中间件发展的基本趋势。
元缝的应用迁移
在普适计算环境中用户和计算设备都具有频繁移动的特
性，如何为普适计算环境提供支持无缝的应用迁移的软件基
础设施是一个亟待解决但又非常困难的问题。其目标是用户
的任务可在任何时候任何地方暂停执行，无需用户进行其他
主动式操作，而后即可随时在另一地方的不同设备上得到原
样地继续执行，从而使用户察觉不到因工作地点、计算设备、
计算环境的变化带来各种差异，而继续原来的工作。
无缝的应用迁移问题涉及软件基础设施的核心，需要深
入研究普适软件的体系结构、服务构建模式、开发环境、
软件编制模式等。从软件角度看，一个应用可以看作由一组
服务与 组资源组成，从而必须有服务移动与资源动态绑定;
另一方面，还需要移动环境下应用的运行现场保存与重构机
制。
(1)服务自主发现
为了给移动的用户提供不间断、无缝的服务，需要提供
服务漫游，支持在不同的物理位置以及使用不同的访问终端
来获取服务资源。其中，服务的自主发现是关键，需要一种
服务发现的机制为用户动态、自主地检索、发现、绑定服务。
( 2 )资源动态绑定
在用户和设备的移动过程中，为实现无缝的应用迁移，
需要对资源进行动态绑定。根据位置的不同可将获取资源信
息的绑定方法分为四类:
·资源直接移动:随着实体的移动，相关资源随之移
动。一般而言，数据库资源不能移动:
·资源复制移动:随着实体的移动，相关资源被复制。特
别地，在多资源的拷贝肘，须注意同步修改的冲突问题:
·资源远程51用:随着实体的移动，原来需要的资源被
修改成远程引用。需要与拥有资源的远端机器进行网络通信;
·重新资源绑定:随着实体的移动，使用其它的可用资
源。
以上四种资源绑定策略的选择依赖运行时的状态、接入
设备的属性。对于计算资源充足的移动设备，可以使用资源
直接移动和资源复制规则;对于资源受限的移动设备可以便
用资源远端引用和重新资源绑定规则。
(3 )运行现场的重构
为了实现软件运行现场的保存与重构，目前通常的做法
是通过某种机制将应用的执行状态与用户的数据相分离，并
借助虚拟机。如"计算胶囊"与 Col\ective 系统。
普通计算面临的魏战
随着研究的不断深入，普适计算正面临着更深层次的技
术需求。围绕人活动行为的"随时随地"与"以人为本"
是普适计算理念中最关键的两点。随着用户活动的时空范围
的扩大，普适计算环境将表现出前所未有的动态性、异构
性以及多样性、设备的种类繁多、彼此功能和能力各异、网
络通信协议多样、资源状态动态变化等等都要求系统能够自
动做出适当调整以继续服务。因此，用户的高度移动性将对
普适计算带来多重挑战:
( 1 )迫切需要一种比智能空间更为自然、有效的、具有
高度流动性的普适计算模型，在该信息化生活服务环境中，
应直接以人为中心，在任意时刻，所需服务都会像影子一样
以最佳方式出现在用户身边;
( 2 )上下文的建模及其感知目前还处于比较浅的层
次，而对时序、空间、多尺度上下文的建模并进行深入的加
工处理，提供对用户高度流动性的支持，是当前极为迫切的
问题。如何对上下文深层次多尺度的建模，使用新的分析组
织使用手段，以便更好的减少普适计算中对用户的干扰，是
当前极其重要的研究课题;
(3 )人机交互理论和技术需要突破。目前的计算技术
不是以人为中心的，其交互方式不是自然的。普适计算从
根本上改变了人使用计算机的方式，要使计算机服务于人，
提供新型的、行为感知理论和技术具有重要意义，在这一方
面，目前的研究成果还不能满足需要。
(4 )为满足普适计算环境中对用户无缝的应用迁移、无
线、 Ad-Hoc 方式、上下文驱动和非连续性服务。oS 保障
等方面的要求，迫切需要构建-种自适应的、高度动态、强
可扩展性的、支持无缝移动性的、更加有效的软件基础设施。
3 、泛在网络的概念
最早提出 U战略的日韩给出的定义是乏在网络将是由
智能网络、最先进的计算技术以及其他领先的数字技术基础
设施武装而成的技术社会形态。根据这样的构想， U 网络
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将以"无所不在"、"无所不包"、"无所不能"为基
本特征，帮助人类实现 "4A" 化通信，即在任何时间
{ anytime L 任何地点( any-where )、任何人 (anyone )，任
何物( anythinq )都能顺畅地通信。 "4A" 化通信能力仅是 U
社会的基础，更重要的是建立 U 网络之上的各种应用。
U计算拉开U网络序幕
业界首次提出的泛在计算 {U 计算也称普适计算)是泛
在网络 {U 网络)的前身，也是今天 U 网络的一个重要组成
部分。从 U计算开始，无所不在的理念从局部逐渐蔓延，最
终走向整个网络。
U计算仅仅描述了整个 U 网络中的数据处理方式。 2004
年， IEEE 在 U计算的基础上新增了 U服务，从而将 U计算的
研究领域扩展到服务层。 IEEE指出， U服务和 U计算是新出
现的计算范例，其基础架构和服务可以在任何时间、任何地
点、通过任何格式无缝地接入和获取。它是近年来无线和传
感器网络、分布式系统、移动和代理计算以及自治计算和服
务等技术持续发展进步的结果。该定义强调了无缝接入的重
要性，更加关注微观层面，如无线和传感器网络的数据处理。
从总体上来看，有关 U计算和 U服务的研究均在局部意
义上展开技术研究，侧重于 IT领域，属于整个网络中的特定
功能性范畴。与此同时， U 计算和 U 服务虽然表现出了对无
线通信的重视，但也局限于短距离通信领域。这种对局部、微
观的关注，尽管拉开了 U 时代的序幕，但却并非真正意义上
的无所不在，也无法实现无所不包、无所不能的业务和应用，
亟待移动性的引入。
移动化催生υ 网络时代
从 U计算演进到 U网络，是一个从局部到整体的演进过
程，而移动化是最为关键的驱动力和最为重要的发展阶段。
进一步来看，广域移动通信网络的 IP化演进，是移动化之所
以能够开启 U 网络时代的根本原因所在。
首先，移动化是 U 网络必备的标志性特征。移动化，是
指基于无线移动通信方式，实现4A化的通信需求，即让任何
人、任何事物都能摆脱地理位置的限制，在任何时间、任何
地点都能传递以及获取信息。对于 U 网络而言，移动化下的
无缝通信，让用户真正地被无所不在的网络包围，并利用
便携式的移动终端无中断地获得所需的任何服务。
其次，广域移动通信网络的演进，使其具备了融合各
种网络、技术的能力，因而能作为移动化的核心手段构建
现代传输，~‘』主L
ITelecommunication Network'
U 网络。业界普遍认为，以 IP 核心网为平台进行网络的融
合与演进是未来网络的主导发展趋势。广域移动通信网络顺
应这一潮流而进行的 IP 化演进，为其融合互联网、无线传
感器网络奠定了基础。各种层出不穷的宽带无线接入技术、
短距离通信技术、无线和传感器技术的蓬勃发展，令各种
终端可以通过无线的方式接入蜂窝移动通信网络，实现各种
传统意义上的互联网业务。
第三，广域的蜂窝移动通信网络，是搭建 U 网络的公
共无线通信平台的最佳选择。作为公共无线通信平台，蜂窝
移动通信网络拥有着许多天然的优势。一是相比其他的宽带
无线技术，蜂窝移动通信网通过 2G 、 3G 时代的发展而具有
全球最广泛部署和商用的优势，具有作为公共无线通信平台
所必需的通用性特点;二是由 2G 时代培养起来的用户习惯，
锻炼成长起来的整个产业，也提供了其作为公共无线通信平
台所应具备的用户基础和产业群基础，具有推广和持续发展
的先天优势;三是安全性是其休为公共无线通信平台的又一
优势。例如， 3G承载网能够利用 MPLS VPN技术，在提供高
效可靠的连通的基础上，将流量按照安全需求区别对待、分
别传输，保证 3G 网络的安全性 O
第四，蜂窝移动通信网络自身的不断演进，也不断增
强了其作为 U 时代的公共无线通信平台的能力 O 一方面，可
以基于不断提高的带宽，支持更多信息的传递，从而为无
所不能、无所不包的 U 时代的服务提供支持;另一方面也
在整体上增强对 U 网络的支持能力 o U 网络，需要依靠异
构网络之间的融合与协同来实现，而这恰好与 B3G 的目标
研究领域不谋而合。 B3G 主要针对未来复杂的异构网络环
境，如 2G 、 3G、固定电话网、互联网、 WLAN 、 WiMAX、无
线和传感器网络等，致力于提供一个跨越复杂异构网络的通
用业务环境。
融合与协同是 U 罔绪的发展策略
U 网络的形成过程，是针对不断涌现的应用需求，从
上层应用平台到核心网、到底层物理层技术的自上而下的功
能实现过程。它不会产生一个全新的网络，而是不断融合新
的网络，使其成为 U 网络的一个子网络，如此源源不断地向
U 网络注入新的业务和应用，直至"无所不包、无所不能"。
这种"博采众长为 U 时代所用"的过程，即是各种异构网络
之间的融合与协同的过程。
随着分布式计算的研究的深入，面向服务架构
豆豆~切"现代传输
(SOA) 在逐步得到应用。 SOA 将资源看作粒度各异的服
务，通过系统中间件的控制功能将简单小型的服务或任务合
并起来完成复杂的目标，并提供高度的透明度。这就是合成
的思想，它为系统协同利用服务资源以适配动态用户需求提
供了技术支持。在 SOA研究上，一方面是研究如何对服务进
行抽象、描述以及理解，属于资源模型的范畴，涉及 Web
Service Description LanQuaQe ( WSDL )、 i吾义等技术;二
是研究合成的机制，旨在设计高效的合成机制以得到高质量
的合成结果。
4 、移动泛在网络发展的愿景
移动网络发展的趋势
回顾移动通信系统的发展，用户需求驱动的特征非常显
著:第一代系统使人解脱固定有线的通信方式，第二代使更
大规模用户能享受移动的通信服务和数据服务，第三代系统
则旨在满足移动用户的多媒体通信需求。回归通信最朴素的
本质，用户对于通信的需求，是希望与其所处的环境进行沟
通，或是与 些他们有兴趣的对象进行交互，不管对方是人
或物，身处何处，主要关心问题的解决，比如扩展能力、控
制事务、消费娱乐、辅助旅游、获取信息、交流思想等，人
们并不在乎使用的是什么技术，而关注任务本身的实现。
显而易见泛在"概念所涵盖的"不可见"、主
动前摄、智能适配的服务模式，恰恰l顺应了这业务发展的趋
势。"泛在"主要面向用户周边所暗藏着的各种物质、能量与
信息的处理能力的协作，成为融合的一个活跃的新分支。大
量的设备、多样性的电信技术、定位和感知系统、位置感知
或上下文感知的应用等被看作是实现"以用户为中心的业务"
的关键因素。而通用的信息接入(包括业务交互，媒体转换)，
能灵活控制的泛在设备(包括通信终端、家电、传感器、可
穿戴电脑等)和个人通信(支持个人移动性和终端移动性)构
成了这个移动泛在融合业务环境的基础。而通信的触角将从
人与人之间的传统通信概念向人与机器、机器与机器之间进
行拓展。
泛在网络范围可小到身体域网 (BAN )，个人域网
(PAN )，中等规模可到家庭域网 (HAN)、办公域网 (OAN)、
车域网 (VAN )，也可大到机场、大型商场、工地等区域网络。
泛在网络的连接存在异构性，两点之间的连接靠多跳模式实
现( Multi-hop )，如两节点在对方的无线传播范围之外，
需要依靠中间位置的节点进行数据跳转，或者两节点传输方
式异构，需要依靠双模节点来实现转发。与有中心控制的
"他组织"模式的移动广域网络不同，泛在网络具有以下特
点:设备异构，且能力不均衡;网络规模大，节点动态性强;
资源受限，可靠性不高;控制和管理的无中心化;以多跳自
组织网络(如移动自组织网 MANETS 和 Mesh 网)为主要组
网方式。另一方面，泛在网络是提供泛在服务模式的周边网
络。它引入业务提供的框架，通过各个设备的协同以及适配，
实现上下文感知、聚合适配的服务支撑功能，形成提供智能
服务的业务环境，我们称其为移动泛在业务环境。
移动泛在业务环境的发展将终端用户纳入服务和应用提
供者的行列，使移动通信系统从一个以传统网络提供者为中
心的模型演变成一个分散的对等( Peer-to-Peer )模型，
其商业模式必将发生变革。
的网络发展愿景
目前移动业务的拓展受限于网络能力和终端能力，这使
得未来移动网络的设计需要综合考虑业务、终端和网络各方
面的因素，以满足社会需求的长远发展。这也是下一代移动
网络 (NGMN) 项目发起的原因:主流移动通信运营商希望
能为用户提供更好的宽带无线业务。NGMN项目旨在为后3G
的技术演进指引方向，建立明确的性能目标，提出具体的需
求建议，并给出未来宽带移动网的部署场景，以指导下一代
移动网络标准的制订和开发。
转j辈墨藩JH，需品率是 j 稳 C
u亨白AN
WLAN
图 2 NGMN 的系统架构
NGMN也面临着多种网络互通和融合的问题。图 2给出
了未来 NGMN 的系统架构，以及其与目前移动网络诸如 2G/
3G 的电路域 (CS) 部分的共存模式。随着时间推移，传统的
CS部分将逐步淘汰，未来将是多个不同的接入技术共同接入
公共的 NGMN分组域 (PS) 核心网。图 2 体现了系统的基本
Telecommunication Networ
特征，如 NGMN要求无缝移动能力和多种异构网络之间的协
作。从运营的角度来看， NGMN将最大程度地利用现有资源
包括站址资源和演进的完整的 IP传输和承载资源，并能提供
可以动态升级的自优化的高效路由。从终端的角度来看，初
期的 NGMN 终端必须支持双模甚至多模功能，如 HSPA ，
EVDO或者GPRS，以保证NGMN终端可以漫游到 NGMN覆
盖区外的地区。
MUSE的未来发展愿景
如果说NGMN主要关注了下一代移动网络和以前移动网
络的互通性，那么移动泛在业务环境 (MUSE) 则可以算
是对于未来移动异构泛在网络理想化的规划和设计。未来网
络的异构性更加充分。在终端技术、网络技术和业务平台技
术方面，异构化、多样化的趋势，使得人们对技术的发展取
向出现困惑。世界无线研究论坛 (WWRF) 成立了愿景委员
会，希望能够通过对愿景的共同构思解决"未来的无线通信能
够带来什么样的服务"、"我们需要什么样的服务，什么样的技
术在未来比较重要"、"实现这些服务的挑战是什么"等问题。
MUSE正是作为对未来无线世界愿景目标的一种尝试性描述
在WWRF2004北京会议上被初次提出的。希望未来的无线网
络能够像希腊缪斯 (MUSE) 女神一样集文艺、美术、音乐等
众多智慧于一身，一个能充分利用各种异构网络的能力，又
能屏蔽这些异构网络业务开发和部署环境等细节，快速提供
业务的协同网络架构。
MUSE 的核心思想即业务创造的丰富多样、业务提供的
充分适配。网络协同融合，终端泛在智能。 MUSE 的研究
涉及计算模式体泵、业务平台体系、运营体系和终端构成体
系的融合，这些都将涉及对新型网络架构、控制方式、管理
方式以及度量方法的探索与革新。网络资源的变迁，促使网
络计算模式发生变化。 MUSE模型综合考虑了网络和终端对
于业务的支撑能力，它将网络和终端统一归纳为无处不在的、
具备个性化、普遍感知和适配性支持能力的业务环境。
在MUSE中，通信系统通过各异构子网络之间的协同，能
够支持不同程度的移动与无缝连接。与前三代移动技术相比，
移动泛在网络具有以下特点:泛在性、异构性，环境感知'性，
自组织、自愈性，开放性、透明性，移动性、宽带性，多媒
体、协同性，对称性、融合性。
图 3 所示为从用户角度出发得到的 MUSE 参考模型，
MUSE 系统主要包含 3 个功能要素:用户、终端业务环境
现代传输、~.... 57
Telecommunication Network吁
(TS E )，网络业务环境 (NSE) 和业务 O
图 3 MUSE 参考模型
用户是以用户身份 (UID) 表示，它是整个 MUSE 中业
务服务的对象，它是订制了一系列专门业务和拥有个性化偏
好的用户的实体甚至集合。 TSE 是一个直接为用户提供业务
的终端环境，它能协同地运用分布的业务能力向用户提供服
务，并通过对用户的周围环境以及上下文的感知反馈对业务
进行充分的交互和适配，从而提供给用户更舒适的体验。NSE
包容了各种各样的异构网络，通过协同桥接终端业务环境与
业务。 NSE将根据TSE提供的土下文信息以及用户的偏好进
行网络环境的适配，进行高效跨域的资源分配与无缝的业务
提供，以向用户提供最佳的业务体验 (ABE)。
最后，业务通过 MUSE 提供给用户。业务通过 MUSE
获得终端环境和网络环境的能力，同时还有用户个性化的信
息，并通过与网络环境以及终端环境的协同与适配最终为用
户提供ABE的体验模式。而 MUSE的开放性为业务提供引入
了更大的自由度，高质量的业务将通过 MUSE 的开放业务环
境进行高效快速的部署与应用。
MUSE愿景的实现，意昧着一个以用户为中IL.，'的智能通
信系统的成功构建。 j乏在的周边设备与协同网络的充分融合
将为 MUSE世界的人们呈现新颖多样的个性化业务，意味着
跨域多重系统的有效组织以及资源的有效利用，人们将从现
在阻碍通信的地理、时间和物理限制中解放出来，这必将给
人们带来非凡的业务享受，从而改善人们的生活方式。
MUSE与 NGMN在未来网络发展上的关系
无论通信产业如何飞速地发展，先进的技术如何层出不
穷，网络的演进始终应遵循的规律有两个:一是实现用户的
需求，另一个则是实现中所受的环境和条件的限制。 NGMN
和 MUSE都很好的顺应了这两条基本规律:在研究未来网络
二立~"现代传输
解决方案的同时充分考虑现有网络基础设施，寻求平滑演进
同时能够快速提高网络性能的最优解决方案。
总的来说. NGMN和 MUSE有着共同的目标和相同的驱
动力 o NGMN关注于系统内部设备间的信息交互与各个功能
所实现的流程，以及服务获取的各项性能指标，而 MUSE偏
重于未来的理想服务获取模式与应用与服务的获取方式，而
不在于具体方案的得出。尽管如此. NGMN 与 MUSE 间的以
满足用户需求为设计目标，以快速高效的提供优质用户体验
的服务为驱动力的共性决定了 NGMN对MUSE的潜在支持能
力. NGMN 的研究到最终的实现是通信行业向 MUSE愿景的
迈进。
5 、环境感知泛在网络 (AUN)
环境感知智能( Ambient Intelligence )
环境感知智能的概念
计算机发明以来，人们就一直在寻求利用计算机更好地
为人类服务，从最初的计算机到 PC机再到大型机系统，以及
未来的普适计算环境;从多人共同使用一台机器到一人使用
一台机器，以至未来的多台机器协同为人类服务。具有计算
和通信能力的信息设备已渗透到我们的工作、生活环境中，
人们希望能随时随地、方便自由地享用计算能力和信息服务，
由此带来了环境感知智能 (Aml) 概念的提出。
Aml 的概念由欧洲研究团体 ISTAG ( Information So-
ciety Technoloqy Advisory Group )在 1999 年提出，其
基本目标是在智能终端设备与环境之间建立一种共生关系，
通过对环境的感知构建一个统一平台提供各种设备间的无缝
连接，从而形成一个相互协作的工作关系，使得人机和环境
协调统一 O
ISTAG将Aml定义为一种环境，由嵌入式系统、网络、计
算以及界面等部分组成，使得用户能跨越不同的环境(包括
家庭、办公场所以及移动过程中).以简单、自然的对话方式
处理各种信息，享受各种服务。 AIR&D 则进一步解释 Aml
是指一种嵌入了多种感知和计算设备，并能根据情景来识别
人的身体姿态、生理状态、手势、语音等，进而判断出人的
意图、并做出相应反映的具有适应性的数字环境。它通过智
能的、用户定制的服务制造出理想的氛围，完成理想的功能，
提高人们的工作和生活质量。环境感知智能具有普遍性、透
明性和智能性。普遍性指，人们周围存在着许许多多内部互
连的嵌入式系统，无处不在;透明性指，充斥在人们周围的
嵌入式系统是不可见的隐藏在曰常生活背景中;智能性指，
Aml 数字环境展示其智慧的特殊形式，例如能识别主人的房
子，能通过人的行为自学习，判断人的意图并作出适当的反
馈及动作。
环境感知智能由 3 部分核心技术组成:
( 1 )普适计算
普适计算有三项特点:计算装置嵌入到人们每天生活中
的每个对象与地方;计算装置更具备智能型接口，能更简单
与易于使用;通过各项计算装置连接到网络，使人们可在任
何地点与时间存取所需信息。
为了实现将计算装置嵌入生活对象，人们充分利用各方
面技术的发展，包括纳米技术、生物芯片技术、微系统技术、
认知工程技术、嵌入式系统等。尤其是纳米、生物、信息与
认知科学的汇聚( NBIC Converqence )，将可能使计算
装置方便地嵌入到人们使用的或环境中的各种物件中，再通
过无线技术与复杂的信息网络和知识计算装置相联。环境中
的计算装置将主动提供所需的服务，而且让这些服务使用起
来很简单很直觉化技术消失了藏匿和交织在生活中，直
至不可区分 O
(2 )泛在通信
泛在通信环境下，通信装置能够在任何时间、任何地点
以任何形式与网络连接，提供任何服务。人们将实现永远在
线，并依靠下一代互联网对移动性的支持，为人类提供无处
不在的信息与通信服务。
事实上，随时随地随意存取信息只是泛在通信的一个方
面，智能互联、资源共享、协同服务才是重点。各种有线接
入、移动接入、虚拟网络、身域网、个人网、宽带网，共同
营造一个无所不在的通信环境，将办公、生产、娱乐、交通、
环境调控(照明、保安、监测等)、及水电气热的设备等互联
和管理，使其作为全球连接的信息终端，主动捕获信息、传
输数据、请求交互，也可以被追踪、被监控、被连接，参与
交互、参与计算，实现信息、计算和交互的自动追踪与自动
传递，在网络和知识系统支持下提供对各种服务的公共和智
能支持。
(3 )智能、友好的用户界面
智能、友好的用户界面也被称为"智能的社会用户界面"
( Intelliqent social user interfaces , ISUls)，将人机界
Telecommunication Networ
面从传统的键盘和鼠标发展到更加感性、高效、安全的人机
互动技术，从而让计算机能够了解和感受关于用户、用户所
在的环境和相关的物体。
ISUls提出，要构造有理解能力的计算机环境，需要发展
多模式信息识别技术和输入输出机制。新的多模式识别与输
入输出可被划分为 5 类:视觉识别(如面部、三维姿势和位
置)和输出;声音识别(如语言和旋律)和输出;气味识别
和输出;触觉识别和输出;其他传感技术。
这些输入输出界面可嵌入到各种设备、装置、器具甚至
服装之中，与信息的捕获、分析、传递等结合在一起，与网
络空间互联互通的数据库和专家系统结合在一起，方便、自
然地捕获和分析信息，通过智能算法个性化地和自动地适应
某一用户行为模式和所处的情境。在很多情况下，不同的
ISUls( 例如声音识别和触控屏幕)被组合形成多模式的界面。
环境感知智能的关键技术
环境感知智能是一个互交性很强的系统，环境必须能感
知人的行动或状态，并能正确地识别，从而提供智能服务。其
中，自动感知和智能识别技术是研究的一个难点，人性化的
嵌入式硬件设备、无缝的移动/固定通信机制、人类自然感
觉的界面、可信任性和安全性等都是构成泛在智能的关键技
术。由于环境中计算组件的复杂性，也给系统的应用设计带
来许多差异化的问题，为了屏蔽底层的差异化，必须在更高
层次上进行抽象和统一，在标准化的服务描述、注册、查询
和调用之上完成一系列自定义的自动化流程，体现环境感知
智能的特点。
环境感知智能是信息技术为人类服务提供的 种新概念
和新技术，这其中除了考虑技术因素之外还需要进一步考虑
个性化的、文化的、伦理的、社会的及法律等方面的因素，才
能构建成一个真正的环境感知智能环境。因此环境感知智能
涉及的相关学科较多，有分布式智能、数据信息的交流、软
件设计、计算机视觉、语言识别、机器人专家系统、信息聚
合、硬件设计、可穿戴计算、上下文感知计算、社会学科、伦
理及法律等。
环境感知网络( Ambient Network )
从全球范围来看，欧盟对于异构网络的融合与协同的研
究居于领先地位，其中以欧盟信息社会技术( 1ST) 系列研究
项目最具有代表性。 2004 竿，欧盟启动了 Ambient Net-
works 项目(简称 AN 项目)，研究今天的固定及 3G 移动
现代传输飞~.... 59
ITelecommunicatio门 Network'
后的通信系统。其目标是在通过 AN 网络技术，开发一种新
的联网概念来促进未来异构固定和无线移动网络之间的有效
互联和协作，从而使得用户无论使用何种网络，都能享有丰
富易用的服务。AN项目的这一目标是建立在不同技术的组合
及网络的动态协作之上，有效地利用现有的基础网络设施和
接入手段，尽量避免增加新的网络技术到现有的网络体系中。
其 AN 的总体结构如图 4所示。
Ambient Netwo由5:
.C刷nmon Contr时 se阿.ces
• Nelworks at the edge
• Auto-con白guration
• Scalabi
图 4 AN 的总体结构
AN 的目标
·定义一种经济的和可扩展的移动通信网络，对数十亿
的人和设备开拓新的通信方式。
·促进环境感知联网( ambient networkinq )，允许竞争
和协同，能在一个由多种设备，技术和商家的总体环境中有
效地使用资源。
·实现环境感知联网广泛的工业认同，对移动网络业务
提供建立新的商机。
·开发一种提供使用方便，丰富的和可信赖的多媒体通
信业务的解决方案。
AN 的关键概念
AN的关键概念是网络合成。网络组合和通过即时建立的
网间协约( aqreement )来获得连接。
从端用户的观点看， AN 将提供泛在连接(ambient
connectivity)。用户能在任何地点，任何时间，即时的获得
连接。所以，用户通过网络合成获得了泛在性( ubiquity )，而
不需要手动交互O
AN 的要求及研究方向
( 1 )异构网络
异构性是AN 的主要特'性。它冲击现存的无线接入技术，
除提出接入和网络技术的异构性外，也需提出业务提供链的
豆豆~II 现代传输
商业异构性。
(2 )移动性
AN必须支持对用户，业务，会话，终端和网络移动性等
的移动性管理方案。对穿越不同异构网络的移动性要求是十
分重要的并且会加上某些约束在网络结构设计中。当涉及分
配，注册和译名并解析成物理地址(位置和端点 10 )时，需
要特定的控制功能(命名)。
(3 )合成 (Composition)
合成是引入的一个新的特色。一个网络的控制平面将负
责传输及建交为将各种网络合成一个网络的信息(或用更好
的形式)。很多这样的网络能形成一个无线世界网络，但不会
失去它的 10 或用它自己原有的 10 连到其它网络的能力 O
(4 )安全和保密
AN必须提供一个无缝的，综合的和灵活的安全方案，并
运行穿越在一个动态变化的环境中。 AN 是一个较好的起点，
因为安全应是首先考虑的问题。目标是使AN对安全攻击具有
免疫力 O
(5 )反问兼容和迂移
AN必须支持从现存网络和移动终端迂移的通道和机制，
即再使用现存 2G/3G 系统的基础设施，包括它们的演进，因
特网和非蜂窝的接入系统，如 X08L ， WLAN。传统的应用
(UMT8 , PLMN , IPv4) 必须能在网络环境中运行。
(6 )网络鲁棒性及故障容忍
AN将是可扩展、经济、鲁棒、可靠的，具有高的可用性
和在一动态变化环境中，穿越异构网络的生存能力。在设计
无线世界网络肘，应避免单点故障。也允许部分的AN功能与
其余网络部分暂时隔离O
(7) 008
描述AN间和与传统网络间合成和通信的一个重要方面。
当与其它AN组合或与传统网络交互时， 008应由该AN保证。
ANI 将能在任何时间，对建立和维护任何网络间业务穿越的
参数进行通信 O
(8 )多域支持
AN 结构中的安全和可信任框架将支持按需和实时的要
求。它应能与多个AN同时协商并形成一个或多个应用所需的
协约( aq reement )。
(9 )计费能力
当 AN与其它 AN合成时，一个可信任的关系建立。这包
括用于认证、授权和计费 (3A) 的数据。计费能力表示需要
AN 支持的各种接口，能够传递和收集计费信息。因而，用户
能对他们参与的通信可计费，运营商能对通信所使用的资源
得到收入 O
( 10) 上下文感知
为了适配业务的可用性及在异构网络和动态变化环境中
自动地传递， AN必须支持穿越环境感知控制平面中所有功能
的上下文感知的公共框架。框架将包含收集、处理、管理和
传播由上下文级协约协商后，增强的上下文信息并支持冲突
的分辨。
( 11 )网络业务提供的扩展性， Pluq&Play
为了在需要时，提供先进的网络业务， AN必须支持最小
功能度的扩展性。特别是处理多媒体流的新能力，能注册并
灵活地提供-个业务到网络接口 O 扩展性将利用通用的更新
AN功能度的能力，以即插即用方式( Pluq&Play )，不需复杂
的配置。
( 1 2 )应用创新和可用性
AN将支持短的应用创新和开发的周期。 AN结构必须能
吸引应用开发商提供稳定、丰富和友好迂移的应用编程接口
(API)。这种 API 的可用性对AN 的成功极为重要。
AN 结构设计原理
(1 ) AN 建立开放的联网功能
AN 中，一种新的方式定义联网是去除"谁"或"什么能
连到什么"的结构限制。与现存网间联网相比，目标是使用
连接网络的联网服务代替连接节点。AN概念定义一组满足这
样端环境的运营者商用所需的支持功能，这里的运营者可能
是商业实体和端用户 O
(2)AN 是基于合成及自管理
目标是利用网络合成及自管理作为本地建立联网结构的
构建块的基础。这包括穿越不同商业域的合成和各种各样支
持基于联网的策略。这些特色将拓展运营者的商用情况，并
在所有连接网络中，能快速引入新的业务。
(3)AN 功能可以加到现存网络
作为AN起始点，连接性和控制级在逻辑上是分开的。控
制级称为环境感知控制平面( Ambient Control Space )能
增强用不同控制功能的现存技术，而且穿越一个AN的所有部
分都是可兼容的。
(4)AN 安全及简化的网络控制
Telecommunication Networ
AN作为一个基本的特色是在所有的网络控制功能中建立
安全。所有的功能都在分析它们的安全隐患和在已大量减少
的外接口或参考点上，通过概念上的测量进行保护。
(5)AN 在 PAN 与 WAN 间扩展使用相同的协议
传统的电信网络在网络内部和用户接口间有区别，限制
了结构的递归性和扩展性。 AN没有这种差别，视用户域像一
个小的运营者。最小的网络如 PAN通常是无连接，但仍用一
致的策略士作。
环境感知控制平面 (ACS)
环境感知控制平面与连接网络一起称为环境感知网络。
这种网络的主要特性:
·提供定义好的到其它 AN 和到业务平台或应用的控制
接口;
·提供环境感知控制平面的功能;
·能动态组合若干个 AN 形成一个新的 AN 。
如图 5 所示，环境感知控制平面功能包含支持移动性，
自管理，网络合成， QoS 控制，多接入和更抽象的功能如
提供上下文信息，支持媒体传递的覆盖( media delivery
overlays)。 所有的功能按照公共的安全原理工作。
Mul幅-Operator Interfaces
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and Business
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部部3
Amblem
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图 5 环境感知控制平面
AN 参考点
·环境感知网络接口( Ambient Network Interface ANI )
允许协同通过不同的AN ， ANI 可能是较好的参考点。它
提供标准化的手段连接到 个环境感知控制平面的功能和另
一个域的功能。它也能通知出现在相邻域中的控制平面功能，
允许动态设置各自的控制功能。
·环境感知业务接口( Ambient Service Interface ASI )
访问一个 AN 的业务经 ASI 发生。甚至在组合的 AN 中，
外部实体可见的仅是单个同质的控制平面。一个应用或业务
现代传输、~.... 61
厅elecommunication Network
使用控制平面中的功能，不管是哪个现在连接到的 ASI 将发
现是同一环境。邻域中控制平面的实现机制将得到 ANI 的支
持。
·环境感知资源接口 (Ambient Resource Interface
ARI)
控制平面工作在抽象化的物理基础设施上，在这种方式
中，仅由 ACS实际控制的这些资源是可见的。资源提供要经
一公共参考点访问 ACS。这个参考点称ARI 。
图 6 描述了三种 AN 接口的作用。
图 6 三种 AN 接口的作用
一个特别注意的问题是保证这些接口的可扩展性，可应
用于小到个人网，大到广域网。相关的问题是该方式的普遍
性，能覆盖所有类型的网络。因此， ANI , ARI 和 ASI 应具如
下特性:
·提供独立于 AN 下层类别的标准功能;
.AN 间支持简单的即插即用连接;
·使网络有再配置能力，并对外提供单个参考点。
AN提出定义个通用的控制平面来用于现存和未来基于
IP的网络，尤其是一个特色的无线接入链路。新的特色如:合
成，增强了用户域的自愈，内含的安全，增加了网络接入的
可用性，上下文信息和媒体的传递。对用户增加了可提供的
能力，对运营商增加了网络的商用价值。
环境感知泛在网络( Ambient Ubiquity Network,
AUN)
在电信网络 IP化、业务融合化、商业模式多样化的趋势
下，以互联网为代表的具有泛在性、弱管理性、弱盈利性为
特征的"无序网络与以传统电信网络为代表的具有有界
性、强管理性、强盈利性为特征的"有序网络在应用层会
快速实现融合。同时无序网络"的创新性优势与"有序网
主主~"现代传输
络"的管理性优势的结合，是缔造未来信息通讯服务的基础。
两者通过桥接在其间的业务网络，最终实现无缝接入、环境
智能感知的网络泛在性目标。由此产生了 21 世纪的信息通讯
典范一一环境感知泛在网络 AUN。如图 7 所示， AUN 网络
的整体构架。
CAN
VA创刊AN
图 7 AUN 网络的整体构架
在AUN生态环境中，网络不再被动地满足用户需求，而
是主动感知用户场景的变化并进行信息交互，通过分析人的
个性化需求主动提供服务。相应地，终端设备具备智能型接
口及环境感知能力，使人们使用起来更加简单和方便。环境
感知泛在网络具有如下特征:
环境感知性:人们未来的生活四周将出现各式各样的智
慧型接口，网络能够感知用户及周边环境场景信息，自动选
择合适的传送方式，将正确的服务传递给正确的用户 O
自组织、自愈性:节点动态、智能地接入网络，并具有
分布式管理的功能特点，网络具有高抗干扰、抗故障能力，网
络节点具有自恢复能力，传感网络将被广泛应用。
泛在性、异构性:多种接入方式、多种承载方式融合在
一起，实现无缝接入;任何对象(人或设备等)无论何时、何
地都能通过合适的方式获得永久在线的宽带服务，可以随时
随地存取所需信息。
开放性、透明性:网络技术对业务及用户体验是透明的;
用户无须关心网络状态、采用何种技术来接入和承载。
移动性、宽带性:泛在网络环境的基础是高带宽接入;基
于铜缆、光纤的上下行对称宽带接入，基于 OFDM 、
的固定高速无线接入，基于3G/4G 的移动高速数据接入也将
被广泛应用 O
多媒体、协同性:数字化、多媒体化的信息服务将融入
人们曰常工作、生活中，并起到方便生活、提升效率之功效;
信息整合和服务协同是泛在服务的核心。
对称性、融合性:用户不是被动地接受服务，而可以主
动地创造服务;网络作为基础构架，向其他行业提供信息通
讯服务，实现对信息的综合利用，提升个人、企业、家庭的
生活品质及工作效率。
从以上特征可以看出， AUN不是颠覆性的网络革命，而
是对传统网络潜力的挖掘和网络效能的提升。如图 8 所示，
AUN在传统网络业务应用层与网络接入及承载层之间加入三
层:网络资源抽象平面( Abstraction of Leqacy control and
User Plane L AUN 控制平面( Ambient Ubiquity Control
Space)、业务支撑及代理平面( Service Support and Bro-
ker Space )。统一的控制平面的引入，将传统的"烟囱"
状网络演进为高效、可扩展、可管理的扁平化层次状网络，简
化了网络结构，使网络构架归一化成为可能，并具备面向未
来的开放、规模、灵活、可管理、移动的网络构架，及具有
"Pluq & Play" 能力 O 统一的控制平面及网络 IP 化，使业务
融合成为可能，可选择的运营模式变得更多、更灵活。
图 8 传统网络向 AUN 的平滑演进
DCN-OS是 AUN 的灵魂
计算机普及应用的基础是计算机操作系统的出现。类似
地，基于环境感知智能的泛在网络的实现基础，是支撑统
控制平面及网络动态重构控制的"分布式信息通讯网络操作
系统"( DCN-OS)。统一的控制平面、网络动态重构控制系
统及网络设备资源化是环境感知泛在网络有别于传统网络的
显著特征。环境感知泛在网络的 SSLN ( Service Specific
Loqic Network )控制器实现对 SSLN 的控制管理，根据不同
的媒体业务或业务种类的需要，将物理网络组织成满足此
(类)业务需求的虚拟逻辑网络 (SSLN)。通过对已经存在的
Telecommunication Networ
SSLN 的重组/适配，满足由于底层网络变化、用户上下文变
化或业务策略/业务上下文变化引发的 SSLN 重构需求，实
现针对不同媒体业务或业务类将物理网络动态重构为虚拟逻
辑业务网络。物理网络中所有节点设备被资源化，受业务网
络控制。应用/用户可以通过业务网络实现对网络资源的调
用，最大限度地发挥资源使用效率及网络环境智能性。
6 、结束语
网络的泛在性将成为未来信息社会的必然趋势，这在全
球范围已成共识。泛在网络将为用户提供无处不在的信息服
务，即任何人在任何时间、任何地点都可以接入网络，并获
得丰富的个性化的信息服务。在普适计算的基础上，日本、韩
国相继提出了泛在网络( Ubiquitous Networl仆的研究计划。
欧盟和北美也分别提出了"环境感知智能" (Ambient
Intelliqence)、"普适计算" ( Pervasive Computinq )
的说法。尽管欧盟和北美提出的概念描述不尽相同，但是其
核心内涵与泛在网络却相当地一致。中国的专家们在这一领
域也提出了"移动泛在业务环境 (MUSE )"、"环境感知泛在
网络 (AUN )"等概念。目前，学术界正在从网络接入、终端、
业务、网络融合等方面对泛在网络进行深入研究。圃
……………E翠岳世~Hl._…………-
[11 李锦涛普适计算研究 2005 信息技术快报第 3卷第 10 期(总第 29 期)
[21 黄怡，崔春风移动泛在网络的发展趋势 2007 <中兴通讯技术》第4 期
[31 张平纪阳李亦农移动泛在网络环境 2007 <申兴通讯技术》第 期
r4] 张娃张晓林泛在智能 Aml 综述 2∞6
[51 Norbert Niebert The Ambient Networks Architecture 2006 -
ÇJ
[61 聂延波环境感知泛在网络 2006 <:华为技术》第 10 期
作者筒介:
吴先涛工程师深
圳大唐电信科技股
份有限公司成都项
目部工作
吴承治教授级高工
"现代传输"编委会
副主任
现代传输、~... 63
