基于延迟容忍网络的协同定位技术研究

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1、CollaborativeLocalizationbasedonDelayTolerantNetworksbyY-uefeiHuDirectedbyProf．SangluLu&Prof．DaoxuChenDepartmentofComputerScienceandTechnologyNanjingUniversityMay2011SubmittedinpartialfulfilmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinComputerApplication毕业论文题目：基于

2、延迟容忍网络的协同定位技术研究计算机应用技术专业2008级硕士生姓名：胡跃飞指导教师(姓名、职称)：陆桑璐教授陈道蓄教授摘要随着大量可无线联网的智能移动终端的出现，给用户的工作生活带来了诸多便利，使得基于位置的服务得到了快速的发展，但也向计算用户位置的无线定位技术提出了更新更高的要求：易用、便捷、快速、精确、能耗低、硬件支持要求低等。传统的无线定位技术(如GPS)单纯地依赖于无线设备与基础设施(包括卫星、信号塔或无线AP等)间通信的物理信号来定位，不能在这些标准上达成良好的平衡。虽然近年来提出的逻辑定位技术，解决了传

3、统无线定位技术的这些缺点，但仍依赖于持续的网络连接来交互数据、需要事先获得周围的环境信息，且目前仍处于模拟实验阶段，尚没有具体系统的实现。面向上述挑战，本文提出基于延迟容忍网络的协同定位技术，旨在解决在没有持续网络连接、缺少GPS等专用定位设备的情况下，如何依靠移动终端的机会通信和对用户状态的感知来实现协同定位的问题。同时，基于协同定位的思想，开发出一个运行在Android平台上的校园定位原型系统，并通过系统在校园环境中的实际运行评估了协同定位的性能。该系统由实时定位和跟踪定位两个子系统组成，既可以帮助用户在手机端实

4、时地查看自身的当前位置和最近移动轨迹，又可以通过浏览器检索并查看指定用户的最后出现位置和最近移动轨迹。本文的主要工作及贡献包括以下几个方面：·对延迟容忍网络和其它一些相关的网络场景进行了区分，并基于节点移动模型对延迟容忍网络中的路由技术进行了分类。同时对无线网络中基于物理信号的物理定位技术和近年来兴起的基于用户状态和环境信息逻辑定位技术进行了全面的介绍，并对它们各自的特点进行了分析和比较。·提出了基于延迟容忍网络的协同定位技术，包括实时定位和跟踪定位两部分，利用延迟容忍网络中移动终端的机会通信和对用户状态的感知解决在

5、没有持续网络连接、缺少GPS等专用定位设备的情况下的定位问题。实时定位技术通过事先确定的基础设施获取初始位置，之后利用终端的内置加速度和方向传感器采集用户的移动状态数据，根据计步法和方向离散法分别计算出用户的移动距离和前进方向，进而逐步计算出用户的实时位置，同时又借助延迟容忍网络中用户间相遇和用户与基础设施相遇产生的机会通信，以更精确的位置来修正估算位置、降低误差。跟踪定位技术根据收集到的用户访问基础设施的历史记录(用户访问习惯的反映)为用户建立基于马尔科夫链的位置估算模型，实现对用户当前位置的经验估算，同时又能够借

6、助实时定位中收集到的最后出现位置和最近移动轨迹来修正经验估算。·基于协同定位技术的思想，实现了基于Android平台的校园DTN定位系统，包括实时定位和跟踪定位两个子系统，既可以帮助用户在手机端实时地查看自身的当前位置和最近移动轨迹，又可以通过浏览器检索并查看指定用户的最后出现位置和最近移动轨迹。我们通过在校园环境中实际运行DTN定位系统，评估了协同定位的性能。实验证明，我们的定位方法的精度与GPS相比，误差在10米范围之内。关键词：延迟容忍网络；协同定位；计步法；方向离散法；传感器；安卓系统THESIS：Colla

7、borativeLocalizationbasedonDelayTolerantNetworksSPECIALIZATION：ComputerApplicationPOSTGRADUATE：YuefeiHuMENTOR：Prof．SangluLu＆Prof．DaoxuChenAbstractLocation-basedserviceshavebeendevelopingrapidlywiththeemergenceofalargenumberofsmartmobiledevicesthatmakeuser’swork

8、andlifemoreconvenient．Itraiseshigherrequirementsonlocatinguser’Spositionusingwirelesslocalizationtechnologies，whichneedtobeeasy-to-use，convenient，fast，accurate，energyefficie