便携信息设备、Internet、无线通信技术发展日新月异,为分布计算带来了****的新机遇,移动计算技术成为飞速发展的前沿领域。近些年来,在数据管理、定位与位置服务、互联网、电子商务、无线传感信息处理、信息**等多个层面,移动计算技术研究与市场应用各方面均展现出欣欣向荣的发展态势,可以说这是学术界、产业界持久努力的结果,同时,移动计算技术的产品表现也引起社会大众的强烈兴趣。正是技术驱动与应用需求两方面的因素推动了移动计算技术的形成和发展。
10多年前,在周兴铭院士的倡导和带领下,我们在国内较早开展了移动计算理论、模型与关键技术研究,先后承担多项**自然科学基金,教育部博士点基金,多项武器装备预研及预研基金**课题,在移动数据管理、移动定位与位置管理、无线传感器网络等领域取得多项重要突破。在《计算机学报》、《软件学报》、《电子学报》、EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking、IEEE Transactions on Wireless Communications等国内外知名期刊与PerCom’06、MDM’06高水平国际会议上发表过50余篇学术论文。从2003年起,我们在国防科技大学开设“无线网络与移动计算”、“移动通信原理”等课程。与此同时,香港理工大学曹建农教授开设同名课程,从移动Agent与中间件入手针对移动计算技术展开了系统的研究,开发完成PDAgent、MDAgent等多个原型系统,在IEEE Transactions on Computers、Journal of Parallel and Distributed Computing、IEEE Computer Communications、IPDPS’08、ICPP’07等国际学术期刊与会议上发表一系列高水平论文,先后担任MSN’07、MDC’07、PerCom’08等多个国际会议大会主席或程序委员会主席,多年来的研究工作引起国际间高度关注。2005年,国防科技大学与香港理工大学成立“移动计算与无线传感器网络”联合实验室,双方互派人员,共同申请与承担科研课题,联合发表学术著作与论文,主办APPT’05、ICCNMC’05、MSN’06等多个国际学术会议。
在各自的教学过程中,我们均苦于没有一本合适的教材。从我们掌握的情况来看,现在已有的教材大多是关于无线网络或者移动通信方面,并非全面、系统性介绍移动计算模型、关键技术及其相关应用。课程教学素材与资源大多是论文集和技术报告。即使汇集成书,内容却不完整,章节之间缺乏有机联系。
有鉴于此,我们萌发了写一本系统性教材的愿望,立足于系统介绍移动计算相关理论与技术,反映移动计算技术国际前沿研究进展,也包含自身多年来的研究成果,更努力使《移动计算技术》的结构完整、章节安排循序渐进。承蒙清华大学出版社的大力支持,经过2年多的酝酿与写作,终于完成《移动计算技术》稿。
《移动计算技术》内容包括移动计算概念与框架、无线通信与网络、移动数据管理、移动定位、移动代理、移动应用开发平台以及移动WWW、**技术以及发展趋势等内容。旨在使读者了解移动计算与普适计算的概念及其发展趋势; 掌握无线网络与移动互联网、移动数据管理、移动定位与位置管理、移动**等原理和方法; 了解移动计算与无线网络技术发展的前沿动态,掌握利用典型平台开发移动计算应用的基本原理和方法。
《移动计算技术》由4个部分组成。第1部分为第1章~第3章。第1章概要介绍移动计算的发展渊源,概念与定义。在此基础上,介绍移动计算的应用需求与发展现状、移动计算模型、技术挑战、移动计算系统组成与结构等内容。第2章简要介绍无线通信技术基本原理。按照无线网络的覆盖范围逐一介绍了当前主要的无线通信与网络技术,*后对通信技术的发展趋势展开了简要的分析。第3章介绍各种移动终端,WinCE、Palm OS、Symbian等移动操作系统以及.NET、J2ME、BREW等移动应用开发平台,*后介绍移动环境中的能效(Energyefficient)技术。
第2部分为第4章~第7章,涉及移动数据管理、中间件层面的内容。第4章讨论如何以无线方式接入Internet,内容包括移动终端接入Internet的基本原理和方法,如动态文件、动态URL,*后介绍无线WWW应用体系三个实例,即WebExpress、Mowgli、WAP。第5章介绍移动Agent技术,内容包括移动Agent的起源、应用、标准、协同模型与互操作技术,剖析Mole、Concordia等典型移动Agent系统。 第6章介绍移动中间件,**是互操作性与标准化,描述移动中间件的设计准则与规范,**介绍情景感知与适配的原理、模型与实现方法,以PDAgent为例分析移动应用开发平台设计理念。第7章介绍移动数据管理以及移动数据库,涉及移动查询、数据复制与广播、移动事务处理与移动数据管理等技术,*后比较分析Oracle 9i、Sybase、IBM DB2等移动数据库产品。
第3部分为第8章~第10章,其中第8章介绍Ad hoc网络,包括MAC接入、网络路由、网络资源发现与调度等,*后亦用一定篇幅专题讨论无线传感器网络。第9章介绍移动定位的原理、技术与应用,其中**讨论AOA、TOA(TDOA)、EOTD以及GPS等定位技术。第10章系统论述位置管理,包括GSM、移动IPv4/IPv6、Ad hoc网络中的位置管理算法,探讨各种位置管理策略与优化方案。
第4部分为第11章~第13章,其中第11章概述移动环境下**的基本特征与问题,包括蜂窝通信网络、WAP、无线局域网**性以及J2ME的**设计。第12章介绍移动电子商务的框架与典型实例。第13章是全书的收尾章,探讨了移动计算领域的交叉性、前瞻性问题,选择移动多媒体及其QoS、移动计算系统的可生存能力与容错性、多网的融合作为代表性问题,并以此归结出移动计算技术的发展方向。
在共同讨论形成《移动计算技术》大纲基础上,徐明撰写第1、2、3、7、9、11、12、13章,曹建农撰写第5、6章,彭伟撰写第4、10章,陈颖文、胡罡撰写第8章。虞万荣、赵金晶、李勇刚、吕品、程辉等博士生参加了部分章节的撰写工作。全书*后由徐明负责统稿并在每章之后安排了一组思考题与习题。作者还整理出一张比较完整的缩略语英汉对照一览表以方便读者阅读相关文献。
由于时间、精力等多种因素制约,移动环境下的异构网络集成、车载网络、移动流媒体以及移动P2P计算等内容尚未纳入《移动计算技术》,只好留待再版时修订。
《移动计算技术》在编撰过程中得到了周兴铭院士的关心和指导。《移动计算技术》完稿之后,周院士审阅了初稿,提出了若干建议,并为《移动计算技术》作序,在此谨向周院士表达*诚挚的谢意。
国防科技大学计算机学院副院长王志英教授、香港理工大学电子计算学系前任主任Keith Chan教授、现任主任David Zhang教授一直关心《移动计算技术》的撰写与出版,在此一并致谢。
作者衷心感谢清华大学出版社的大力支持,尤其感谢《移动计算技术》责任编辑为《移动计算技术》出版付出的辛勤劳动和汗水。
移动计算技术涉及领域宽,内容多,发展快,加之作者水平有限,疏漏、不当与错误之处在所难免,欢迎读者批评指正。
《移动计算技术》得到**自然科学基金项目(编号: 60773017)、**科技部973项目(编号: 2002CB312002)、**教育部博士点科研基金(编号: 20059998022)、国防科技大学国际合作项目等课题资助。