宽带无线移动网络移动环境下的QoS

　　目前关于移动计算环境下QoS管理和控制问题主要有环境识别、适应性管理以及资源管理和资源预留等三大类。

　　1．环境识别

　　与环境识别技术相关的研究已经有很长时间，例如移动定位、识别设备类型，甚至当前的天气情况等等，但是随着移动应用的不断发展，环境的概念被赋予更多新的内容。这里的环境是指能够对移动应用产生影响的所有因素，包括网络连接特性、不同连接方式的代价、带宽、当前位置、硬件和软件特性以及用户习惯等等。

　　在固定环境下，通常要求环境能够适应系统，而在移动计算中，对环境提出要求是不现实的。相反，系统应该适应环境，因此首先必须要有一定的环境识别技术。移动设各的千差万别要求移动应用能够识别目前的硬件特性和操作系统；需要位置信息的应用还要求能够知道目前移动设各的位置等等。

　　环境识别可以说是QoS中的一项关键技术，它往往是系统提供服务质量保证的前提。如移动计算中最常见的跨区问题：移动单元需要知道自己当前受到哪些固定节点的服务，要能够判断是否在某一个固定节点的服务区域之内。对于用户来说通信费用往往是需要首先考虑的问题，因此系统应该能根据当前的通信环境和计费方法来选择不同的通信方式等等。

　　位置识别几乎是所有具有QoS管理和控制能力的移动应用都要考虑的问题。需要位置识别的应用包括：战场指挥、无人地区的搜救、导购和导游等等。室外环境下可以采用GPS进行定位；室内环境下除了采用Ping的办法来获得到某一固定节点的距离外，发射源还可以同时发射无线电波和超声波，移动主机通过比较接收到的超声波和无线电波，就可以计算出到发射源之间的距离对于当前时间、温度、湿度、光线强度、通信带宽、天气状况等基本的物理环境信息，可以通过计时器、探测器、传感器、光电转换器等设各以及通过连接固定网络中含有该信息的服务器加以获取。

　　对于用户行为这样较高层次的环境需要复杂的摄像跟踪、参考用户的行动计划表、采用人工智能技术等方法来获取。而像有些环境如用户当前的情绪则几乎无法获得。环境识别技术与硬件的发展结合的相当紧密，以上的各种获取环境的方法都存在一定的误差，尤其是对于与用户相关的很多环境目前还无法识别。

　　2．适应性管理

　　移动环境和固定环境的一个重要区别是移动环境由于受到自然因素和移动性的影响，其通信能力会时常变化，而且移动设备没有统一的标准，各种移动设各软件和硬件环境差别很大。在环境发生变化时，系统应该能够采用一定的方法来消除这些影响，例如采用缓存技术来消除延迟抖动。适应性管理对于有些应用来说非常重要，如在更换连接时系统可能要变换计费方式。

　　在通信能力经常波动的移动环境下，具有适应能力的系统通常的做法是在满足一个最低服务质量的前提下，采用尽力而为方式进行数据传输，为用户提供服务。适应性服务应该具有的三个特征：一是QoS边界的概念、二是增加与移动相关的QoS参数、三是增加更多的服务分类等级。

　　3．资源管理和资源预留

　　移动网络环境千差万别，不同的移动网络通信能力大不相同，稳定和可靠的传输在移动环境下往往得不到保证。尤其在网络带宽、处理器时间、缓存等资源稀缺的情况下，对资源的管理和访问控制就十分必要。跨区切换的无缝性也是许多移动应用的要求。如果将固定网络中的应用照搬到移动网络中，必然不能满足用户对服务质量的需求。而且IP网络的传输方式不能直接支持各种实时应用。因此需要为移动应用提供资源管理和资源预留。

　　资源预留的思想在固定网络上就已经提出，IETF的RFC标准协议RSVP（Resource Reservation Protocol）就是为在综合服务网络中进行资源预留而设计的协议。它根据不同应用对服务质量的不同要求进行资源预留。该协议定义了Path，Resv等一些消息，提出了预留路径等概念，并使用软状态对预留路径进行维护，以及采用隧道技术等方法来保证在网络中进行可靠的数据传输。