群組運(yùn)動(dòng)模式下基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)能耗問題研究.pdf

1、基于無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network，WLAN)室內(nèi)定位系統(tǒng)是一種極具應(yīng)用前景的室內(nèi)定位技術(shù)，但其存在一個(gè)非常顯著的缺點(diǎn)：能耗高。為了解決高能耗的問題，本文提出了一種群組運(yùn)動(dòng)模式下基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的新型室內(nèi)定位系統(tǒng)，其在傳統(tǒng)的基于WLAN技術(shù)基礎(chǔ)上引入了低功耗無線個(gè)域網(wǎng)(Wireless Personal Area Network，WPAN)。這種新型室內(nèi)定位系統(tǒng)通過聚類機(jī)制表征便攜式智能設(shè)備的群組特性，并

2、將便攜式智能設(shè)備劃分為：簇頭節(jié)點(diǎn)與非簇頭節(jié)點(diǎn)。扮演簇頭節(jié)點(diǎn)的便攜式智能設(shè)備通過指紋匹配算法獲得物理位置信息，扮演非簇頭節(jié)點(diǎn)的便攜式智能設(shè)備通過多邊測(cè)距解算算法及最佳指紋位置匹配獲得物理位置信息?；诒疚乃龅男滦褪覂?nèi)定位系統(tǒng)，本文重點(diǎn)研究了便攜式智能設(shè)備能量消耗與定位精度的均衡策略，主要包括：1)便攜式智能設(shè)備局部動(dòng)態(tài)重聚類與多簇頭動(dòng)態(tài)切換機(jī)制；2)便攜式智能設(shè)備最佳定位采樣機(jī)制。
　　基于局部動(dòng)態(tài)重聚類與多簇頭動(dòng)態(tài)切換機(jī)制主要研

3、究了定位場(chǎng)景中便攜式智能設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)最佳的重聚類與多簇頭節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)輪換以保證能耗與精度均衡的問題。扮演簇頭節(jié)點(diǎn)的便攜式智能設(shè)備消耗的能量高于扮演非簇頭節(jié)點(diǎn)的便攜式智能設(shè)備所消耗的能量，為了保持便攜式智能設(shè)備的公平性以及能量的均衡性，扮演簇頭節(jié)點(diǎn)的便攜式智能設(shè)備需要保持動(dòng)態(tài)切換。本文結(jié)合便攜式智能設(shè)備的剩余能量及位置分布關(guān)系，提出了一個(gè)“激勵(lì)值”(Incentive Value)指標(biāo)，便攜式智能設(shè)備根據(jù)自身的“激勵(lì)值”確定其輪換為簇頭節(jié)點(diǎn)的

4、次序。除此之外，便攜式智能設(shè)備的移動(dòng)性使得初始聚類無法實(shí)時(shí)精確地反映群組信息，在定位過程中，需對(duì)便攜式智能設(shè)備于最佳時(shí)隙處進(jìn)行重聚類操作。仿真表明，本文所述基于局部動(dòng)態(tài)重聚類與多簇頭切換機(jī)制的能耗與定位精度均衡策略具有顯著的效果。
　　基于最佳定位采樣機(jī)制主要研究了扮演非簇頭節(jié)點(diǎn)的便攜式智能設(shè)備何時(shí)與扮演簇頭節(jié)點(diǎn)的便攜式智能設(shè)備進(jìn)行通信以保證能耗與精度均衡的問題。本文通過對(duì)此問題的分析與假設(shè)，確定了模型中能耗與定位誤差的計(jì)量表達(dá)形