[发明专利]一种针对突发高负载情况的定位数据实时无线传输方法

说明书

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，尤其涉及一种针对突发高负载情况的定位数据实时无线传输方法。

背景技术

 随着无线网络技术的飞速发展和人们对定位服务需求的日益增多，无线定位技术得到越来越多的关注。GPS(Global Position System，全球定位系统)是20世纪70年代由美国研制的以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务为目的的空间卫星导航定位系统。对于信号到达较为容易的开阔的室外环境，GPS可以提供高精度的定位信息。而对于室内环境，由于建筑物本身的遮挡以及建筑物内部结构包括墙壁、门窗、各种摆设和实时变化的人员走动，使得在室内环境中接收到的GPS信号极其微弱，无法从中获得定位所需的有效信息，因此需要考虑建立一种室内的定位系统，为日益增长的室内定位需求提供可靠的定位信息。

建立室内定位系统，大多是基于现有的通信网络设施，对其进行升级改进，使得其在实现无线网络通信的基础之上构建无线定位技术，为用户提供室内定位。目前室内的无线通信网络设施主要是基于WLAN。基于WLAN的室内定位系统构成如图1所示。AP(Access Point，无线接入点)是W LAN的核心设备，如wi-fi或zigbee热点，它负责无线网络的管理，通告自己的存在以及当前无线网络信息，让终端用户经过扫描匹配后能够与之关联，并控制通信过程。终端用户一般是计算机终端或智能手机等便携设备。地图与信号指纹数据服务器用于存储AP信号指纹数据，并把这些数据下载给终端用户。

WLAN的广泛应用源于它的众多优点：WLAN的网络布局简单，并具有较高的通信速度，符合现代社会对于移动通信、移动办公以及移动娱乐等要求。并且无线局域网的容量大、用户多、覆盖广等特点使得其应用更加广泛。WLAN主要的应用环境是室内环境和人们活动的热点地区。由于WLAN系统在室内环境的广泛应用和部署，基于WLAN通信系统的室内定位技术研究在此背景下发展起来了。在WLAN室内定位系统中，由于定位算法和定位精度的要求，对网络内定位数据的实时无线传输要求更加严格，尤其针对高突发流量的情况下定位数据的实时无线传输方法的研究具有重大意义。

高突发流量的情况通常发生在医院和监狱等人群数量大且密集度的场所。医院和监狱的位置监控应用系统，使用定制的腕带或者卡片式定位器进行室内定位，并把位置传输给服务器。如图2所示。这些应用系统对数据传输的实时性要求很高，网络延迟通常要求在2秒以内。该类应用系统中无线网络传输存在以下特点：

（1）需要监控的人群数量大，网络传输具有很强的突发性。通常住院病人监护或服刑人员监控的人群数量达到几百数千人，并且由于聚餐、会议等活动经常在狭小的空间内出现大量的人员，对通信AP和信道造成很大的负载，造成信道拥塞和传输延迟加大。 

（2）人员的区域流动性较大。由于室内空间结构复杂，通信AP的覆盖范围有限，人员在不同AP的通信区域之间频繁切换，导致接入网络产生的延迟。

市场上现有产品组网后，当局部区域的监控节点数量达到500以上时，延迟高达23秒。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种针对突发高负载情况的定位数据实时无线传输方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包含如下步骤：

步骤(1) 对通信AP设定两个连接数量的阈值c₁、c₂，其中， ，c₁、c ₂为自然数，且满足c₁<c₂， 0<k<1，k为的实数，通常取0.7；c₂为无线协议支持的最大信道数，例如使用Wi-Fi时为，c₂=14。

步骤(2) 定位设备根据其当前所在的位置，和以该位置为圆心、半径为r范围内所有AP的负载，选择负载最低的通信AP进行连接，然后将定位数据上传给AP，传输过程包含如下的步骤：

2-1. 当AP的连接数n<c₁时，定位设备根据心跳机制每隔周期T上传一次定位数据；