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普適計算中的定位感知系統
摘要：普適計算的目的是為了使計算機更好地為人類(lèi)服務(wù)，提高人們的生活質(zhì)量。普適計算中的定位感知系統是普適計算研究中的核心部分之一。如何確定室內用戶(hù)的動(dòng)態(tài)位置信息，如何主動(dòng)向用戶(hù)提供各種所需的信息，都是本文的研究話(huà)題。文章最后給出一種自行設計的普適計算室內定位感知系統的最小功能模型。引 言
??隨著(zhù)計算機計算能力不斷呈指數型的增長(cháng)以及硬件的微型化，各種計算型的小器件應運而生。由于其重量和體積都足夠小，用戶(hù)能夠隨身攜帶，因而被應用在各個(gè)領(lǐng)域。
??Mark Weiser 在《21世紀的計算機》一文中這樣描述：計算機硬件技術(shù)的飛速發(fā)展以及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的不斷成熟，造就了新一代普適計算（Ubiquitous Computing）的典范。普適計算設想這樣一種計算環(huán)境：人們生活在一個(gè)充滿(mǎn)各種各樣的計算型小器件當中，這些器件通過(guò)足夠帶寬和速度的有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )完全互連。網(wǎng)絡(luò )家電便屬于這種計算機系統中的一個(gè)功能單元，它們能夠積極有效地為用戶(hù)提供各種所需的信息。
??普適計算的特點(diǎn)是服務(wù)設備無(wú)處不在，并已完全融入人們的日常生活中，即這種計算機系統對用戶(hù)是完全透明的，計算機技術(shù)已在人們生活中得到了充分的應用。普適計算的目的是充分發(fā)揮計算機系統的功能，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
??定位感知系統是普適計算環(huán)境中的重要組成部分之一。
在不考慮用戶(hù)個(gè)人隱私問(wèn)題的前提下，如何動(dòng)態(tài)獲取用戶(hù)的位置信息，而且得到的位置信息必須能夠達到一定的精確度，一般誤差控制在幾cm以?xún)�；如何為用�?hù)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必須能夠實(shí)現的功能�，F在世界上已有的成熟系統大都只能實(shí)現簡(jiǎn)單的定位功能，這些系統一般都遵循傳統的請求-應答模式。
??在請求-應答模式中，用戶(hù)要得到所需信息必須先向服務(wù)系統提出請求，系統響應后給出回復，按照要求的格式提供信息。我們稱(chēng)這種模式為被動(dòng)模式。采用被動(dòng)模式的系統無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)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)的對象一般只能有一個(gè)。
??定位感知系統必須采用主動(dòng)模式系統，它能夠同時(shí)為多個(gè)用戶(hù)提供服務(wù)。系統能夠根據自己取得的信息主動(dòng)向用戶(hù)進(jìn)行廣播，說(shuō)明自己能夠提供的服務(wù)；用戶(hù)按照自己的所需，獲取自己的信息。主動(dòng)模式系統其最小規模必須擁有兩個(gè)功能系統：定位系統（Locating System）和位置系統（Location System），我們稱(chēng)之為L(cháng)2系統。
1.1 L2系統
??首先必須正確區分定位系統與位置系統。它們之間的核心區別在于，定位系統的重點(diǎn)在于獲取對象所在的位置信息，而位置系統則側重于獲取特定位置上的對象集。為了更好地說(shuō)明問(wèn)題，我們應用數學(xué)上映射的概念加以描述。
假設有位置集L={l1，l2，l3}，有對象集O={o1，o2，o3，o4，o5，o6}，對象o1、o2、o3在位置l1，對象o4、o5在位置l2，對象o6在位置l3。我們用映射λ：O→L來(lái)表示定位系統實(shí)現的功能，用映射：L→P（O）表示位置系統實(shí)現的功能，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}
??目前應用比較成熟的相關(guān)系統主要有：3GPP（the 3rd Generation Partnership Project）工作組實(shí)施的GMLC（Gateway Mobile Location Center）系統，由AT
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