基于移動互聯(lián)網(wǎng)下校園LBS平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

王迎云

（安徽新華學院信息工程學院，安徽合肥230088)

當前，移動互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)核心交換節(jié)點的容量已經(jīng)拓展到了T比特級，商用線接口的速率也在不斷提升，已經(jīng)達到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)成為當前互聯(lián)網(wǎng)應用的主流技術(shù)[3]。在流媒體技術(shù)的影響下，在校園 LBS平臺上探索符合當前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展形勢的信息交流測試與位置獲取實驗就顯得十分必要[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[6]，本文利用一種系統(tǒng)級描述語言進行建模，設(shè)計了一種利用精確定位技術(shù)進行信息交流測試與調(diào)度策BS的創(chuàng)新實驗平臺。在進行模塊設(shè)計時，采用了“解耦合”的基本思路，利用該方法使得在靈活性和擴展性方面具有較好的性能。

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

1.1 LBS子系統(tǒng)

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

1.2 Bernoulli建模

依據(jù)IEEE標準進行隨機數(shù)據(jù)源的生成，得到了[0,1]范圍的隨機數(shù)，并將其與到達率進行對比分析，具體如圖1所示。

圖1 Bernoulli LBS實現(xiàn)流程圖

1.3 分組對象的設(shè)計

對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，可以通過對分組接口的調(diào)用，實現(xiàn)分組，具體的格式參考表1。

表1 分組結(jié)構(gòu)圖

在一個N×N移動互聯(lián)網(wǎng)中，以i、j分別代表輸入、輸出端口號代表在各個輸入端口中具有的總業(yè)務(wù)強度表示輸入端口i與輸出端口j之間具有的業(yè)務(wù)強度，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驗的數(shù)學模型做如下描述：

實施位置獲取實驗是指在某時域范圍內(nèi)，基于交換結(jié)構(gòu)試驗動態(tài)限制下進行的執(zhí)行算法，確保系統(tǒng)所推崇的目標函數(shù)具有最優(yōu)的統(tǒng)計性能。1.4仿真時間控制

在本次仿真實驗中，X代表LBS模型的性能指標，為X的數(shù)學期望，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模型仿真試驗中，設(shè) 為的無偏估計量。在本文研究中，MSE(mean square error)的定義為是的標準差，并用樣本方差2作為2的估計值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 性能指標與仿真驗證

2.1 性能指標

系統(tǒng)能獲得時延性、丟包率、吞吐量等指標。在本研究中將性能指標進行封裝得到CStatistics類，同時還預留了接口以便增加新的性能指標。以下將對各種性能指標的計算、統(tǒng)計規(guī)則進行說明。

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

丟包率是指一段時間內(nèi)系統(tǒng)丟棄的分組數(shù)目與移動互聯(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允許接收分組的最大容量，吞吐量能夠評判移動互聯(lián)網(wǎng)的交換能力。

2.2 仿真驗證

本文結(jié)合CICQ信息交流測試，分析了如何實現(xiàn)基本CICQ結(jié)構(gòu)的有效擴展，確保QoS策略能夠得到有效落實，而且還進行了支持DiffServ模型的分布式位置獲取實驗DS。研究結(jié)果表明，DS具有更優(yōu)的性能。對于實驗平臺的合理性本文也進行了驗證分析。

在LBS平臺運行不穩(wěn)定的情況下，通過對DS、DDS和PQWRR展開性能測試。為了便于對比分析，本文將相關(guān)參數(shù)設(shè)置成EF和AF，業(yè)務(wù)分組平均到達率為18%、24%、20%、16%、12%，對應的預約帶寬為19.8%、24%、20%、16%、12%，分別在不同情況下進行對比試驗。

本仿真實驗的電腦配置為CPU 2.60、1.00G內(nèi)存主機，每次仿真周期為106時隙。

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

圖2 均勻與非均勻條件下EF業(yè)務(wù)平均時延

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

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

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

圖5 均勻與非均勻條件下、EF業(yè)務(wù)時延抖動曲線對比圖

對比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平臺具有其合理性。通過仿真實驗也可看出，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平臺具有可行性。

3 結(jié)束語

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和智能手機的普及，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應用和服務(wù)。本文提出了一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)下校園 LBS平臺的設(shè)計方法，在移動互聯(lián)網(wǎng)下建立校園LBS模型，引入系統(tǒng)級設(shè)計方法，采用精確定位技術(shù)，設(shè)計并實現(xiàn)了用于移動互聯(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現(xiàn)參數(shù)的設(shè)置，從而實現(xiàn)對仿真環(huán)境的有效構(gòu)建，進而實現(xiàn)對各種結(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，驗證了校園LBS平臺的拓展性、繼承性較好。

參考文獻:

[1]Piro G,Amadeo M,Boggia G,et al.Gazing into the crystal ball:when the future internet meets the mobile clouds[C].IEEE Transactions on Cloud Computing,2016.

[2]Iosifidis G,Gao L,Huang J,et al.Efficient and fair collaborative mobile internet access[J].IEEE/ACM Transactions on Networking,2017,25(3):1386-1400.

[3]左源岸.校園網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)helix流媒體視頻服務(wù)器的架設(shè)[J].遵義師范學院學報,2009,(6):113-115.

[4]Suárez D,García-Mari?oso B,Santos I.Satisfaction of business customers with mobile phone and internet services in spain[J].Telecommunications Policy,2016,40(1):52-61.

[5]Sun A,Ji T,Wang J,et al.Wearable mobile internet devices involved in big data solution for education[J].International Journal of Embedded Systems,2016,8(4):293.

[6]張琳.Web日志挖掘技術(shù)在校園網(wǎng)信息處理中的應用研究[J].遵義師范學院學報,2011,(5):112-115.

[7]Wu H Y,Li W P,Wang J.Network overhead crowd management mechanism of virtual mobile internet[J].Eurasia Journal on Embedded Systems,2016,(1):21.