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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服務，提高人們的生活質量。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。如何確定室內用戶的動態位置信息，如何主動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
??隨著計算機計算能力不斷呈指數型的增長以及硬件的微型化，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，用戶能夠隨身攜帶，因而被應用在各個領域。
??Mark Weiser 在《21世紀的計算機》一文中這樣描述：計算機硬件技術的飛速發展以及無線通信技術的不斷成熟，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境：人們生活在一個充滿各種各樣的計算型小器件當中，這些器件通過足夠帶寬和速度的有線或無線網絡完全互連。網絡家電便屬于這種計算機系統中的一個功能單元，它們能夠積極有效地為用戶提供各種所需的信息。
??普適計算的特點是服務設備無處不在，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是完全透明的，計算機技術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揮計算機系統的功能，利用它們更好地為人們服務，極大地提高人們的生活質量。
1 定位感知系統
??定位感知系統是普適計算環境中的重要組成部分之一。
在不考慮用戶個人隱私問題的前提下，如何動態獲取用戶的位置信息，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以內；如何為用戶積極主動地提供各種所需服務，這些都是定位感知系統必須能夠實現的功能。現在世界上已有的成熟系統大都只能實現簡單的定位功能，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，用戶要得到所需信息必須先向服務系統提出請求，系統響應后給出回復，按照要求的格式提供信息。我們稱這種模式為被動模式。采用被動模式的系統無法滿足用戶動態信息的需求，無法積極智能地主動提供服務，而且同一時間服務的對象一般只能有一個。
??定位感知系統必須采用主動模式系統，它能夠同時為多個用戶提供服務。系統能夠根據自己取得的信息主動向用戶進行廣播，說明自己能夠提供的服務；用戶按照自己的所需，獲取自己的信息。主動模式系統其最小規模必須擁有兩個功能系統：定位系統（Locating System）和位置系統（Location System），我們稱之為L2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。為了更好地說明問題，我們應用數學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來表示定位系統實現的功能，用映射：L→P（O）表示位置系統實現的功能，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系統主要有：3GPP（the 3rd Generation Partnership Project）工作組實施的GMLC（Gateway Mobile Location Center）系統，由AT
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