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普適計(jì)算中的定位感知系統(tǒng)
摘要：普適計(jì)算的目的是為了使計(jì)算機(jī)更好地為人類(lèi)服務(wù)，提高人們的生活質(zhì)量。普適計(jì)算中的定位感知系統(tǒng)是普適計(jì)算研究中的核心部分之一。如何確定室內(nèi)用戶的動(dòng)態(tài)位置信息，如何主動(dòng)向用戶提供各種所需的信息，都是本文的研究話題。文章最后給出一種自行設(shè)計(jì)的普適計(jì)算室內(nèi)定位感知系統(tǒng)的最小功能模型。引 言
??隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力不斷呈指數(shù)型的增長(zhǎng)以及硬件的微型化，各種計(jì)算型的小器件應(yīng)運(yùn)而生。由于其重量和體積都足夠小，用戶能夠隨身攜帶，因而被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。
??Mark Weiser 在《21世紀(jì)的計(jì)算機(jī)》一文中這樣描述：計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的飛速發(fā)展以及無(wú)線通信技術(shù)的不斷成熟，造就了新一代普適計(jì)算（Ubiquitous Computing）的典范。普適計(jì)算設(shè)想這樣一種計(jì)算環(huán)境：人們生活在一個(gè)充滿各種各樣的計(jì)算型小器件當(dāng)中，這些器件通過(guò)足夠帶寬和速度的有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)完全互連。網(wǎng)絡(luò)家電便屬于這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)功能單元，它們能夠積極有效地為用戶提供各種所需的信息。
??普適計(jì)算的特點(diǎn)是服務(wù)設(shè)備無(wú)處不在，并已完全融入人們的日常生活中，即這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)用戶是完全透明的，計(jì)算機(jī)技術(shù)已在人們生活中得到了充分的應(yīng)用。普適計(jì)算的目的是充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能，利用它們更好地為人們服務(wù)，極大地提高人們的生活質(zhì)量。
1 定位感知系統(tǒng)
??定位感知系統(tǒng)是普適計(jì)算環(huán)境中的重要組成部分之一。
在不考慮用戶個(gè)人隱私問(wèn)題的前提下，如何動(dòng)態(tài)獲取用戶的位置信息，而且得到的位置信息必須能夠達(dá)到一定的精確度，一般誤差控制在幾cm以內(nèi)；如何為用戶積極主動(dòng)地提供各種所需服務(wù)，這些都是定位感知系統(tǒng)必須能夠?qū)崿F(xiàn)的功能�，F(xiàn)在世界上已有的成熟系統(tǒng)大都只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的定位功能，這些系統(tǒng)一般都遵循傳統(tǒng)的請(qǐng)求-應(yīng)答模式。
??在請(qǐng)求-應(yīng)答模式中，用戶要得到所需信息必須先向服務(wù)系統(tǒng)提出請(qǐng)求，系統(tǒng)響應(yīng)后給出回復(fù)，按照要求的格式提供信息。我們稱這種模式為被動(dòng)模式。采用被動(dòng)模式的系統(tǒng)無(wú)法滿足用戶動(dòng)態(tài)信息的需求，無(wú)法積極智能地主動(dòng)提供服務(wù)，而且同一時(shí)間服務(wù)的對(duì)象一般只能有一個(gè)。
??定位感知系統(tǒng)必須采用主動(dòng)模式系統(tǒng)，它能夠同時(shí)為多個(gè)用戶提供服務(wù)。系統(tǒng)能夠根據(jù)自己取得的信息主動(dòng)向用戶進(jìn)行廣播，說(shuō)明自己能夠提供的服務(wù)；用戶按照自己的所需，獲取自己的信息。主動(dòng)模式系統(tǒng)其最小規(guī)模必須擁有兩個(gè)功能系統(tǒng)：定位系統(tǒng)（Locating System）和位置系統(tǒng)（Location System），我們稱之為L(zhǎng)2系統(tǒng)。
1.1 L2系統(tǒng)
??首先必須正確區(qū)分定位系統(tǒng)與位置系統(tǒng)。它們之間的核心區(qū)別在于，定位系統(tǒng)的重點(diǎn)在于獲取對(duì)象所在的位置信息，而位置系統(tǒng)則側(cè)重于獲取特定位置上的對(duì)象集。為了更好地說(shuō)明問(wèn)題，我們應(yīng)用數(shù)學(xué)上映射的概念加以描述。
假設(shè)有位置集L={l1，l2，l3}，有對(duì)象集O={o1，o2，o3，o4，o5，o6}，對(duì)象o1、o2、o3在位置l1，對(duì)象o4、o5在位置l2，對(duì)象o6在位置l3。我們用映射λ：O→L來(lái)表示定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能，用映射：L→P（O）表示位置系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能，則有圖1所示的映射圖。
由映射圖可知有如下等式成立：
λ（o1）=λ（o2）λ（o3）= l1
λ（o4）=λ（o5）= l2
λ（o6）= l3
ω （l1） = P1 ={ o1，o2，o3}
ω（l2） = P2 ={ o4，o5}
ω（l3） = P3 ={ o6}
??目前應(yīng)用比較成熟的相關(guān)系統(tǒng)主要有：3GPP（the 3rd Generation Partnership Project）工作組實(shí)施的GMLC（Gateway Mobile Location Center）系統(tǒng)，由AT
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