群組運動模式下基于異構(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)，但其存在一個非常顯著的缺點：能耗高。為了解決高能耗的問題，本文提出了一種群組運動模式下基于異構(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)點與非簇頭節(jié)點。扮演簇頭節(jié)點的便攜式智能設(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)點的便攜式智能設(shè)備通過多邊測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)備局部動態(tài)重聚類與多簇頭動態(tài)切換機制；2)便攜式智能設(shè)備最佳定位采樣機制。
　　基于局部動態(tài)重聚類與多簇頭動態(tài)切換機制主要研

3、究了定位場景中便攜式智能設(shè)備如何實現(xiàn)最佳的重聚類與多簇頭節(jié)點動態(tài)輪換以保證能耗與精度均衡的問題。扮演簇頭節(jié)點的便攜式智能設(shè)備消耗的能量高于扮演非簇頭節(jié)點的便攜式智能設(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)點的便攜式智能設(shè)備需要保持動態(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“激勵值”(Incentive Value)指標(biāo)，便攜式智能設(shè)備根據(jù)自身的“激勵值”確定其輪換為簇頭節(jié)點的

4、次序。除此之外，便攜式智能設(shè)備的移動性使得初始聚類無法實時精確地反映群組信息，在定位過程中，需對便攜式智能設(shè)備于最佳時隙處進行重聚類操作。仿真表明，本文所述基于局部動態(tài)重聚類與多簇頭切換機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制主要研究了扮演非簇頭節(jié)點的便攜式智能設(shè)備何時與扮演簇頭節(jié)點的便攜式智能設(shè)備進行通信以保證能耗與精度均衡的問題。本文通過對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量表達形