王迎云

（安徽新華學(xué)院信息工程學(xué)院，安徽合肥230088)

當(dāng)前，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)核心交換節(jié)點(diǎn)的容量已經(jīng)拓展到了T比特級(jí)，商用線接口的速率也在不斷提升，已經(jīng)達(dá)到10Gbps乃至更快的速率[1，2]。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和普及，流媒體技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主流技術(shù)[3]。在流媒體技術(shù)的影響下，在校園 LBS平臺(tái)上探索符合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展形勢(shì)的信息交流測(cè)試與位置獲取實(shí)驗(yàn)就顯得十分必要[4，5]。

隨著校園網(wǎng)的快速發(fā)展，校園網(wǎng)內(nèi)產(chǎn)生的WWW信息量正在以驚人的速度快速增長(zhǎng)[6]，本文利用一種系統(tǒng)級(jí)描述語言進(jìn)行建模，設(shè)計(jì)了一種利用精確定位技術(shù)進(jìn)行信息交流測(cè)試與調(diào)度策BS的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)時(shí)，采用了“解耦合”的基本思路，利用該方法使得在靈活性和擴(kuò)展性方面具有較好的性能。

1 互聯(lián)網(wǎng)下校園LBS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1.1 LBS子系統(tǒng)

利用業(yè)務(wù)源實(shí)現(xiàn)LBS的生產(chǎn)。依據(jù)NPF（networkprocessingforum）的建議和文檔，本文對(duì)Bernoulli LBS以及突發(fā)LBS進(jìn)行建模與封裝，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)調(diào)用。為了簡(jiǎn)化過程以離散時(shí)間隨機(jī)過程 代表輸入端i的到達(dá)過程為輸入端口i到目的端口j的到達(dá)過程。當(dāng)?shù)竭_(dá)率為則過程集合。假如滿足則認(rèn)為A(t)為允許的，反之則是不允許的[7]。

1.2 Bernoulli建模

依據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行隨機(jī)數(shù)據(jù)源的生成，得到了[0,1]范圍的隨機(jī)數(shù)，并將其與到達(dá)率進(jìn)行對(duì)比分析，具體如圖1所示。

圖1 Bernoulli LBS實(shí)現(xiàn)流程圖

1.3 分組對(duì)象的設(shè)計(jì)

對(duì)外提供的接口包括兩類，一類是屬性接口，另一類是分組接口。完成系統(tǒng)業(yè)務(wù)源屬性設(shè)置后，可以通過對(duì)分組接口的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)分組，具體的格式參考表1。

表1 分組結(jié)構(gòu)圖

在一個(gè)N×N移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中，以i、j分別代表輸入、輸出端口號(hào)代表在各個(gè)輸入端口中具有的總業(yè)務(wù)強(qiáng)度表示輸入端口i與輸出端口j之間具有的業(yè)務(wù)強(qiáng)度，則3種LBS模型可以描述為：（1）Uniform LBS （2）Unbalanced LBS：如果

否則，（3）Asymmetric LBS：如果 否則，

在CICQ交換結(jié)構(gòu)中，用()表示在 時(shí)刻輸入調(diào)度階段輸入i和輸出j之間的匹配關(guān)系以及輸出調(diào)度階段 和 之間的匹配關(guān)系。由此可將輸入位置獲取實(shí)驗(yàn)的數(shù)學(xué)模型做如下描述：

實(shí)施位置獲取實(shí)驗(yàn)是指在某時(shí)域范圍內(nèi)，基于交換結(jié)構(gòu)試驗(yàn)動(dòng)態(tài)限制下進(jìn)行的執(zhí)行算法，確保系統(tǒng)所推崇的目標(biāo)函數(shù)具有最優(yōu)的統(tǒng)計(jì)性能。1.4仿真時(shí)間控制

在本次仿真實(shí)驗(yàn)中，X代表LBS模型的性能指標(biāo)，為X的數(shù)學(xué)期望，Xi代表第i次仿真結(jié)果，表示n次仿真得到X的均值，則

在LBS模型仿真試驗(yàn)中，設(shè) 為的無偏估計(jì)量。在本文研究中，MSE(mean square error)的定義為是的標(biāo)準(zhǔn)差，并用樣本方差2作為2的估計(jì)值2為：

則

假如MSE受d2的大小約束，仿真次數(shù)為n。具體步驟為：

（1）設(shè)置參數(shù),初始化 n=1；

（3）n=n+1，轉(zhuǎn)（2）。

2 性能指標(biāo)與仿真驗(yàn)證

2.1 性能指標(biāo)

系統(tǒng)能獲得時(shí)延性、丟包率、吞吐量等指標(biāo)。在本研究中將性能指標(biāo)進(jìn)行封裝得到CStatistics類，同時(shí)還預(yù)留了接口以便增加新的性能指標(biāo)。以下將對(duì)各種性能指標(biāo)的計(jì)算、統(tǒng)計(jì)規(guī)則進(jìn)行說明。

可以將時(shí)延分為兩種，即平均時(shí)延和分組最大時(shí)延。在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，n代表分組移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)所交換的總數(shù)據(jù)數(shù)目，di代表第i(0≤i≤n-1)個(gè)分組具有的時(shí)延，則此時(shí)可得平均時(shí)延()以及分組最大時(shí)延具體定義如下：

丟包率是指一段時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)丟棄的分組數(shù)目與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)分組數(shù)目之比，能夠反映系統(tǒng)的分組接納能力。

吞吐量是指不存在分包問題時(shí)允許接收分組的最大容量，吞吐量能夠評(píng)判移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的交換能力。

2.2 仿真驗(yàn)證

本文結(jié)合CICQ信息交流測(cè)試，分析了如何實(shí)現(xiàn)基本CICQ結(jié)構(gòu)的有效擴(kuò)展，確保QoS策略能夠得到有效落實(shí)，而且還進(jìn)行了支持DiffServ模型的分布式位置獲取實(shí)驗(yàn)DS。研究結(jié)果表明，DS具有更優(yōu)的性能。對(duì)于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的合理性本文也進(jìn)行了驗(yàn)證分析。

在LBS平臺(tái)運(yùn)行不穩(wěn)定的情況下，通過對(duì)DS、DDS和PQWRR展開性能測(cè)試。為了便于對(duì)比分析，本文將相關(guān)參數(shù)設(shè)置成EF和AF，業(yè)務(wù)分組平均到達(dá)率為18%、24%、20%、16%、12%，對(duì)應(yīng)的預(yù)約帶寬為19.8%、24%、20%、16%、12%，分別在不同情況下進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。

本仿真實(shí)驗(yàn)的電腦配置為CPU 2.60、1.00G內(nèi)存主機(jī)，每次仿真周期為106時(shí)隙。

圖2～4是POWER、DDS、DS的時(shí)延性能對(duì)比曲線。由圖可知，DDS、DS的EF業(yè)務(wù)時(shí)延性能十分相近，但比POWER略差，而DDS、DS位置獲取實(shí)驗(yàn)的AF時(shí)延性能要優(yōu)于DDS。

圖2 均勻與非均勻條件下EF業(yè)務(wù)平均時(shí)延

圖3 均勻條件下PQWRR、DDS、DS的AF業(yè)務(wù)的時(shí)延性能

圖4 非均勻條件下PQWRR、DDS、DS的AF業(yè)務(wù)的時(shí)延性能

圖5是均勻與非均勻條件下POWER、DDS、DS的EF業(yè)務(wù)時(shí)延抖動(dòng)曲線圖，可以看出，DS的時(shí)延抖動(dòng)性能最優(yōu)。

圖5 均勻與非均勻條件下、EF業(yè)務(wù)時(shí)延抖動(dòng)曲線對(duì)比圖

對(duì)比CLBSP、DDS、POWER的仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，兩者的結(jié)果是一致的，這說明在CPSMV下，DDS校園 LBS平臺(tái)具有其合理性。通過仿真實(shí)驗(yàn)也可看出，DS、DDS、POWER三者的性能特征分析與理論得出的分析結(jié)果是一致的，由此證明本文的校園LBS平臺(tái)具有可行性。

3 結(jié)束語

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和智能手機(jī)的普及，LBS（Location Based Service）行業(yè)得到了快速發(fā)展，衍生出了各種基于位置的移動(dòng)應(yīng)用和服務(wù)。本文提出了一種基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)下校園 LBS平臺(tái)的設(shè)計(jì)方法，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)下建立校園LBS模型，引入系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)方法，采用精確定位技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)下的校園位置服務(wù)。在該系統(tǒng)中能夠通過圖形化界面實(shí)現(xiàn)參數(shù)的設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真環(huán)境的有效構(gòu)建，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種結(jié)構(gòu)與算法的性能仿真。仿真結(jié)果表明：CLBSP顯示了良好的性能，驗(yàn)證了校園LBS平臺(tái)的拓展性、繼承性較好。

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