云计算在无线通信网络中的应用 |
| 2012-06-13 19:50 作者：何桢烁 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑：GuiGu 【搜索试试】
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摘要：通过叙述云计算的原理及分析无线通信网络优化工作的现状，对云计算将如何给移动通信网络带来变革进行构想。
关键词：云计算；无线通信网络；传输速率
中图分类号：F272文献标识码：A文章编号：1671—7597（2012）0420
【《硅谷》杂志2012年4月刊文】
0引言
电信行业重组后，运营商的竞争加剧，促进现代无线通信技术呈现飞速发展的趋势，也给网络规划优化工作带来更大的压力。随着3G普及，移动通信网络大规模建设，且已从建设阶段逐步进入管理阶段，这就带来了如何深度优化网络，有效利用现有资源等问题。虽然通信运营商愈来愈重视移动网络优化，但是由于设备来自不同厂商，运营商面对着如何整合来自不同设备商的海量数据等问题。此外，网络优化采集、数据分析亦存在着不确定性，也导致了网络优化方案的复杂化、繁琐化。而云计算的出现为移动通信网络优化工作，提供了崭新的、较为理想的思路和方法。
1云计算的基本原理
云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似，使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。
2实现云下无线通信的技术构想
随着无线通信技术及带宽增量的快速发展，更多的用户正在使用他们的无线手持设备进行上网冲浪。然而，无线手持设备存在诸多限制条件，如屏幕小，运算能力有限等，这些影响了用户通过无线网络上网的质量，无线用户难以顺畅地浏览那些为PC用户设计的高分辨率网页。当今，通过云计算基础设施巨大的运算能力和存储资源，研究人员提出了一种新的无线网络接入方式。
研究人员已经提出过一些有效的算法，那就是将网页分为多块组合，非常适合在小屏幕装置上显示网页。大多数的网页引擎是经由代理服务器时得到实现，基于代理模式下，实现了适用于无线装置的网页适配引擎。但是在实践应用中，当越来越多的无线终端访问时，代理模式就会因为网络拥塞而无法达到效果。为了解决这个问题，研究人员重新提出了一种点对点的合作模式，在这种模式下，无线设备互相连接，形成一个P2P协作系统，系统中的每个器件都能发挥各自的计算功能和存储容量。与前者相反，该系统会随着更多的无线终端加入而变得更有效率。然而，无线计算环境的特点，如流动性、高频率断线、网络条件的多样性和网络通信的不对称等，会导致系统在绝大部分时间里出现了几个低效率的终端。因此，研究人员有一个更加强烈的愿望，那就是基于云计算的设备数据分析，这是具有很高价值的方案。
2.1无线通信领域的云计算技术发展方向
作为一种新兴的、倍受关注的技术，云计算一经推出，就得到了多方推崇。云计算模型的出现也为移动通信网络的优化奠定了基础，结合网络优化工作的现状和云计算的特点，它将给移动通信网络带来深刻的变革。主要在以下几个方面：
1）模式的改变
在传统移动通信网络优化模式的环境下，运营商使用的设备来自不同的生产厂商，同时优化采集的大量数据存在着太多的不确定性，为了增强系统的可用性，运营商必须对每种应用和设备分别提出要求，并不时的向技术限制妥协。但是，若采用云计算模型，将可获得众多服务的协作支持。无论设备是哪家厂商提供，运营商都不用关心整合的细节和过程，只需要享受服务。
网络优化的前期工作是调用、分析、处理各类数据库等，而此项工作又最是冗长，如果采用云计算的话，网络优化工作则可以省略数据预处理过程，并且优化采集的数据而无需整合，大大提高了网络优化的工作效率。
2）降低成本，超值服务
每个运营商都建有一个专用的网络优化系统，设备维护升级和人工成本加重了维护的费用。如果运营商将资源分享出去或者分享了其他运营商的资源，那么就只需负担部分系统费用。采用云计算模型，则运营商拥有的资源来自世界各地，负担的成本则会下降很多。
3）庞大的数据“云”
网络优化工作需要大量经验的积累更需要存储大量的历史数据并形成优化日志，优化方案等。采用云计算模型，可分享优化方案库里的优化经验，寻求类似的案例，在很大程度上简化了优化程序，为网络优化工作人员提供了优化通信网络的实施依据。
2.2无线通信技术与云计算结合的关键
如果按照现在GPRS的无线传输速度，打开一些网页也会出现比较大的时延，更不用提进行云计算了，尽管云计算的处理部分在“云”端，但是单纯输入输出的数据量也不少，还要做到尽可能短的时延。何况现在大众所使用的GSM网络，云计算更是“无稽之谈”。但是现在，我们遇到了一个很好的契机：3G的普及，包括EVDO在内的三大3G标准，在慢速移动时都能提供至少2Mbps的传输速率，而wifi提供的高速带宽更是胜于3G网络，对于热点覆盖逐渐完善的城市，搭建云平台也成为可能。对于台式机的云计算来说，这个带宽可能不够，但考虑到手机本身的输入输出量有限，如果合理设计输入输出界面的话完全可以满足移动云计算的要求。另外，高带宽、低延时交换以及无线与有线以太网的结合也是保证云计算数据传输的根本。因此，对于移动云计算来说，3G和wifi所带来的高带宽是必须的。
过初步探索，笔者认为搭建无线通信网络云平台需具备以下几个技术要点：
1）虚拟化层的网络稳定性
云计算技术必须在某种虚拟化技术支持下运行来满足以下的各种需求，尤其是灵活性。随着计算行业从专用硬件向随需计算的逐步转变，用于网络应用软件的专用模式的一大关键特性就是稳定性，静态IP地址。当云恢复计算的云实例，研发人员应该能够依靠网络应用程序工作，而无需重新更改网络设置。
2）用于实例创建，删除和复制的应用程序接口
研发人员可以利用云计算技术做业务，而无需求助他人或者通过电话与销售人员联络。换句话说，无论是否需要用户都应该能从随需计算上获取帮助。
3）应用软件层的协同工作
云计算技术应该遵循服务的持续性原则在应用软件框架内对核心设置提供支持。
4）状态层的协同能力
状态层是升级网络应用软件时最难解决的问题。因此云计算技术厂商的创新有时就以牺牲协同能力为代价。这不是单纯决定我们应该全力支持MySQL或者Postgres的问题，因为我们将发现如果使用这些工具，我们期望的需求（比如自动升级）在实际应用中根本无法实现。
5）高速带宽的无线接入
保证通信质量，以最小时隙降低网络延时，提高通信效率。
6）多址技术、智能天线及多用户检测技术
在传统的蜂窝系统中，为减少同道干扰，通常采用若干个波束的天线。多用户检测技术：这是充分利用各用户信号的用户码、幅度、定时和延迟等信息，从而大幅度地降低多径多址干扰来检测每个单独用户。
3结束语
当前无线通信技术日新月异，新业务层出不穷，市场潜力巨大，我国无线通信正在向高频段、规模化、宽带化、数据化方向发展，并逐渐形成多个新的热点。因此，抓住云下无线通信这一难得机遇，这对于建设创新型、节能型的和谐社会将具有重大的推动作用。
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