China has mobile phone penetration rate of over 96.2%.Mobile phone has become the largest Internet terminal for Chinese Internet users.Population geographic distribution in earthquake zones can be got based on mobile ...China has mobile phone penetration rate of over 96.2%.Mobile phone has become the largest Internet terminal for Chinese Internet users.Population geographic distribution in earthquake zones can be got based on mobile phone positioning and map matching.For reducing earthquake black-box stage,we propose a real-time collection,correction and schedule algorithm of population position data by four stream processing environments(Redis,Hbase,Kafka,and Spark Streaming)in this paper.For labeling precisely population geographic distribution on the network map,matching of population geographic coordinates and map coordinates are optimized by sample comparison based on location data of mobile communication base stations and prefecture level cities.The test result shows the proposed system is high efficient and can rapidly respond to any emerging parallel tasks during the earthquake.A high-precision heat map of affected population can be produced and published on-line within 2 min after the devastating earthquake happened.展开更多
数据收集是无线传感器网络的一个基本功能.然而,现有的数据收集模式大都是基于静止基站的网络结构,导致基站周围的节点由于担负着网络内的所有负载而快速死亡,成为网络性能的瓶颈.研究如何利用移动基站收集数据来达到负载平衡.提出了一...数据收集是无线传感器网络的一个基本功能.然而,现有的数据收集模式大都是基于静止基站的网络结构,导致基站周围的节点由于担负着网络内的所有负载而快速死亡,成为网络性能的瓶颈.研究如何利用移动基站收集数据来达到负载平衡.提出了一个利用移动基站协助数据收集的模式(movement-assisted data gathering,简称MADG),它将基站移动区域设置为缓冲区,首先将数据沿最短路径传输到缓冲区内,然后在基站移动的过程中进行数据收集.证明了缓冲区位置设置在距离中心2^(1/2)R/2时数据传输总能耗最少,并证明了存在一个缓冲区位置使得最大节点负载最小化,进而确定了同时考虑到能源消耗和负载平衡的基站移动区域.理论分析和实验结果表明,提出的数据收集模式在很大程度上降低了网络节点的最大负载,并且减少了数据传输能源中的消耗,分别比固定基站和同类工作的最大网络负载降低95%和80%以上.展开更多
针对传统的多基站定位容易引起通话质量干扰问题,提出了在TD-SCDMA蜂窝系统中,仅采用单个基站定位的混合定位算法(HPSR,hybrid positioning scheme with RSS)。在该算法中,设计了一种新的冗余RSS数据融合模型(RDFM,RSS data fusion mod...针对传统的多基站定位容易引起通话质量干扰问题,提出了在TD-SCDMA蜂窝系统中,仅采用单个基站定位的混合定位算法(HPSR,hybrid positioning scheme with RSS)。在该算法中,设计了一种新的冗余RSS数据融合模型(RDFM,RSS data fusion model)以消除非视距(NLOS,non-line-of-sight)误差,提高定位精度,并从理论推导证明了此模型的有效性。给出了运用在实际中的定位流程图,并进行了仿真验证,仿真结果表明,HPSR同时提高了TOA/AOA算法的稳定度和精确度。展开更多
数据收集是无线传感器网络的一个基本功能。由于部署在基站周围的传感器节点承担着网络内大部分的负载,因此导致能量迅速耗尽,现有的基站移动策略可以通过基站的移动实现网络内传感器节点的负载平衡以延长网络寿命。但是现有负载平衡的...数据收集是无线传感器网络的一个基本功能。由于部署在基站周围的传感器节点承担着网络内大部分的负载,因此导致能量迅速耗尽,现有的基站移动策略可以通过基站的移动实现网络内传感器节点的负载平衡以延长网络寿命。但是现有负载平衡的基站移动策略只能在传感器节点被均匀布撒的情况下才能有效地延长网络寿命,其他情况下不能达到延长网络寿命的效果。因此本文定义了点能量概念用以表示传感器网络对感知区域每个点的感知能量,并给出了有效的点能量密度计算方法。通过点能量密度消耗分析,提出了一种点能量密度平衡的基站移动策略(energy-density-balance base stationmovement,简称EDB-BSM)。通过理论分析和仿真试验验证,相对于固定基站模式和基站随机移动模式,该移动策略能够在各种传感器节点分布情况下有效的延长网络寿命,并具有良好可扩展性。展开更多
为了降低非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)误差对定位精度的不利影响,提出了一种基于散射体定位的到达时间(Time of Arrival,TOA)/到达角(Angle of Arrival,AOA)混合定位算法。假设各基站(Base Station,BS)接收的多径信号都经历了散射体...为了降低非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)误差对定位精度的不利影响,提出了一种基于散射体定位的到达时间(Time of Arrival,TOA)/到达角(Angle of Arrival,AOA)混合定位算法。假设各基站(Base Station,BS)接收的多径信号都经历了散射体单次散射,首先利用各BS测量的多径信号AOA信息来定位各散射体,再利用测量的多径信号TOA信息估计出散射体与移动台(Mobile Station,MS)之间的距离,然后将散射体作为虚拟基站来约束MS可能位置范围,并使用网格搜索来获得多个MS可能的估计位置,最后采用基于BS参考位置点的约束平均方法解算出MS估计位置。在不同NLOS场景下的仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法取得了更好的定位性能。展开更多
基金supported by the Special Fund of Information Operational Projects from China Earthquake Administration(K1809-4)
文摘China has mobile phone penetration rate of over 96.2%.Mobile phone has become the largest Internet terminal for Chinese Internet users.Population geographic distribution in earthquake zones can be got based on mobile phone positioning and map matching.For reducing earthquake black-box stage,we propose a real-time collection,correction and schedule algorithm of population position data by four stream processing environments(Redis,Hbase,Kafka,and Spark Streaming)in this paper.For labeling precisely population geographic distribution on the network map,matching of population geographic coordinates and map coordinates are optimized by sample comparison based on location data of mobile communication base stations and prefecture level cities.The test result shows the proposed system is high efficient and can rapidly respond to any emerging parallel tasks during the earthquake.A high-precision heat map of affected population can be produced and published on-line within 2 min after the devastating earthquake happened.
基金Supported by the Key Program of the National Natural Science Foundation of China under Grant No.60533110(国家自然科学基金重点项目)the Harbin Institute of Technology Foundation of China under Grant No.HIT 2002.74(哈尔滨工业大学校基金)
文摘数据收集是无线传感器网络的一个基本功能.然而,现有的数据收集模式大都是基于静止基站的网络结构,导致基站周围的节点由于担负着网络内的所有负载而快速死亡,成为网络性能的瓶颈.研究如何利用移动基站收集数据来达到负载平衡.提出了一个利用移动基站协助数据收集的模式(movement-assisted data gathering,简称MADG),它将基站移动区域设置为缓冲区,首先将数据沿最短路径传输到缓冲区内,然后在基站移动的过程中进行数据收集.证明了缓冲区位置设置在距离中心2^(1/2)R/2时数据传输总能耗最少,并证明了存在一个缓冲区位置使得最大节点负载最小化,进而确定了同时考虑到能源消耗和负载平衡的基站移动区域.理论分析和实验结果表明,提出的数据收集模式在很大程度上降低了网络节点的最大负载,并且减少了数据传输能源中的消耗,分别比固定基站和同类工作的最大网络负载降低95%和80%以上.
文摘针对传统的多基站定位容易引起通话质量干扰问题,提出了在TD-SCDMA蜂窝系统中,仅采用单个基站定位的混合定位算法(HPSR,hybrid positioning scheme with RSS)。在该算法中,设计了一种新的冗余RSS数据融合模型(RDFM,RSS data fusion model)以消除非视距(NLOS,non-line-of-sight)误差,提高定位精度,并从理论推导证明了此模型的有效性。给出了运用在实际中的定位流程图,并进行了仿真验证,仿真结果表明,HPSR同时提高了TOA/AOA算法的稳定度和精确度。
文摘数据收集是无线传感器网络的一个基本功能。由于部署在基站周围的传感器节点承担着网络内大部分的负载,因此导致能量迅速耗尽,现有的基站移动策略可以通过基站的移动实现网络内传感器节点的负载平衡以延长网络寿命。但是现有负载平衡的基站移动策略只能在传感器节点被均匀布撒的情况下才能有效地延长网络寿命,其他情况下不能达到延长网络寿命的效果。因此本文定义了点能量概念用以表示传感器网络对感知区域每个点的感知能量,并给出了有效的点能量密度计算方法。通过点能量密度消耗分析,提出了一种点能量密度平衡的基站移动策略(energy-density-balance base stationmovement,简称EDB-BSM)。通过理论分析和仿真试验验证,相对于固定基站模式和基站随机移动模式,该移动策略能够在各种传感器节点分布情况下有效的延长网络寿命,并具有良好可扩展性。
文摘为了降低非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)误差对定位精度的不利影响,提出了一种基于散射体定位的到达时间(Time of Arrival,TOA)/到达角(Angle of Arrival,AOA)混合定位算法。假设各基站(Base Station,BS)接收的多径信号都经历了散射体单次散射,首先利用各BS测量的多径信号AOA信息来定位各散射体,再利用测量的多径信号TOA信息估计出散射体与移动台(Mobile Station,MS)之间的距离,然后将散射体作为虚拟基站来约束MS可能位置范围,并使用网格搜索来获得多个MS可能的估计位置,最后采用基于BS参考位置点的约束平均方法解算出MS估计位置。在不同NLOS场景下的仿真结果表明,与现有算法相比,所提算法取得了更好的定位性能。
