基于移动互联网下校园LBS平台的设计与实现

王迎云

（安徽新华学院信息工程学院，安徽合肥230088)

当前，移动互联网通信网络核心交换节点的容量已经拓展到了T比特级，商用线接口的速率也在不断提升，已经达到10Gbps乃至更快的速率[1，2]。随着网络的发展和普及，流媒体技术已经成为当前互联网应用的主流技术[3]。在流媒体技术的影响下，在校园 LBS平台上探索符合当前网络发展形势的信息交流测试与位置获取实验就显得十分必要[4，5]。

随着校园网的快速发展，校园网内产生的WWW信息量正在以惊人的速度快速增长[6]，本文利用一种系统级描述语言进行建模，设计了一种利用精确定位技术进行信息交流测试与调度策BS的创新实验平台。在进行模块设计时，采用了“解耦合”的基本思路，利用该方法使得在灵活性和扩展性方面具有较好的性能。

1 互联网下校园LBS系统的实现

1.1 LBS子系统

利用业务源实现LBS的生产。依据NPF（networkprocessingforum）的建议和文档，本文对Bernoulli LBS以及突发LBS进行建模与封装，实现了系统调用。为了简化过程以离散时间随机过程 代表输入端i的到达过程为输入端口i到目的端口j的到达过程。当到达率为则过程集合。假如满足则认为A(t)为允许的，反之则是不允许的[7]。

1.2 Bernoulli建模

依据IEEE标准进行随机数据源的生成，得到了[0,1]范围的随机数，并将其与到达率进行对比分析，具体如图1所示。

图1 Bernoulli LBS实现流程图

1.3 分组对象的设计

对外提供的接口包括两类，一类是属性接口，另一类是分组接口。完成系统业务源属性设置后，可以通过对分组接口的调用，实现分组，具体的格式参考表1。

表1 分组结构图

在一个N×N移动互联网中，以i、j分别代表输入、输出端口号代表在各个输入端口中具有的总业务强度表示输入端口i与输出端口j之间具有的业务强度，则3种LBS模型可以描述为：（1）Uniform LBS （2）Unbalanced LBS：如果

否则，（3）Asymmetric LBS：如果 否则，

在CICQ交换结构中，用()表示在 时刻输入调度阶段输入i和输出j之间的匹配关系以及输出调度阶段 和 之间的匹配关系。由此可将输入位置获取实验的数学模型做如下描述：

实施位置获取实验是指在某时域范围内，基于交换结构试验动态限制下进行的执行算法，确保系统所推崇的目标函数具有最优的统计性能。1.4仿真时间控制

在本次仿真实验中，X代表LBS模型的性能指标，为X的数学期望，Xi代表第i次仿真结果，表示n次仿真得到X的均值，则

在LBS模型仿真试验中，设 为的无偏估计量。在本文研究中，MSE(mean square error)的定义为是的标准差，并用样本方差2作为2的估计值2为：

则

假如MSE受d2的大小约束，仿真次数为n。具体步骤为：

（1）设置参数,初始化 n=1；

（3）n=n+1，转（2）。

2 性能指标与仿真验证

2.1 性能指标

系统能获得时延性、丢包率、吞吐量等指标。在本研究中将性能指标进行封装得到CStatistics类，同时还预留了接口以便增加新的性能指标。以下将对各种性能指标的计算、统计规则进行说明。

可以将时延分为两种，即平均时延和分组最大时延。在进行仿真实验时，n代表分组移动互联网所交换的总数据数目，di代表第i(0≤i≤n-1)个分组具有的时延，则此时可得平均时延()以及分组最大时延具体定义如下：

丢包率是指一段时间内系统丢弃的分组数目与移动互联网分组数目之比，能够反映系统的分组接纳能力。

吞吐量是指不存在分包问题时允许接收分组的最大容量，吞吐量能够评判移动互联网的交换能力。

2.2 仿真验证

本文结合CICQ信息交流测试，分析了如何实现基本CICQ结构的有效扩展，确保QoS策略能够得到有效落实，而且还进行了支持DiffServ模型的分布式位置获取实验DS。研究结果表明，DS具有更优的性能。对于实验平台的合理性本文也进行了验证分析。

在LBS平台运行不稳定的情况下，通过对DS、DDS和PQWRR展开性能测试。为了便于对比分析，本文将相关参数设置成EF和AF，业务分组平均到达率为18%、24%、20%、16%、12%，对应的预约带宽为19.8%、24%、20%、16%、12%，分别在不同情况下进行对比试验。

本仿真实验的电脑配置为CPU 2.60、1.00G内存主机，每次仿真周期为106时隙。

图2～4是POWER、DDS、DS的时延性能对比曲线。由图可知，DDS、DS的EF业务时延性能十分相近，但比POWER略差，而DDS、DS位置获取实验的AF时延性能要优于DDS。

图2 均匀与非均匀条件下EF业务平均时延

图3 均匀条件下PQWRR、DDS、DS的AF业务的时延性能

图4 非均匀条件下PQWRR、DDS、DS的AF业务的时延性能

图5是均匀与非均匀条件下POWER、DDS、DS的EF业务时延抖动曲线图，可以看出，DS的时延抖动性能最优。

图5 均匀与非均匀条件下、EF业务时延抖动曲线对比图

对比CLBSP、DDS、POWER的仿真结果可以发现，两者的结果是一致的，这说明在CPSMV下，DDS校园 LBS平台具有其合理性。通过仿真实验也可看出，DS、DDS、POWER三者的性能特征分析与理论得出的分析结果是一致的，由此证明本文的校园LBS平台具有可行性。

3 结束语

随着移动互联网的发展和智能手机的普及，LBS（Location Based Service）行业得到了快速发展，衍生出了各种基于位置的移动应用和服务。本文提出了一种基于移动互联网下校园 LBS平台的设计方法，在移动互联网下建立校园LBS模型，引入系统级设计方法，采用精确定位技术，设计并实现了用于移动互联网下的校园位置服务。在该系统中能够通过图形化界面实现参数的设置，从而实现对仿真环境的有效构建，进而实现对各种结构与算法的性能仿真。仿真结果表明：CLBSP显示了良好的性能，验证了校园LBS平台的拓展性、继承性较好。

参考文献:

[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.校园网内网helix流媒体视频服务器的架设[J].遵义师范学院学报,2009,(6):113-115.

[4]Suárez D,García-Mariñoso 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]张琳.Web日志挖掘技术在校园网信息处理中的应用研究[J].遵义师范学院学报,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.