【摘要】：物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)(Internet of Things Information Service System,IOT ISS)是物聯(lián)網(wǎng)應用層的關鍵技術。系統(tǒng)以互聯(lián)網(wǎng)為信息服務網(wǎng)絡基礎,通過物聯(lián)網(wǎng)終端匯聚節(jié)點將底層的各類傳感器收集信息傳輸給物聯(lián)網(wǎng)應用服務器,進而通過開放性的互聯(lián)網(wǎng)基礎協(xié)議以及相關設施實現(xiàn)了信息交互與共享,通過物聯(lián)網(wǎng)應用服務器實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)終端匯聚節(jié)點與互聯(lián)網(wǎng)的連接,完成對任意傳感器節(jié)點的服務請求并響應給特定執(zhí)行機構。在傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)RFID信息服務系統(tǒng)(RFID Information Service System,RFID ISS)中,由于系統(tǒng)本身架構設計獨立于W3C標準之外,RFID ISS無法實現(xiàn)信息服務融入于互聯(lián)網(wǎng)應用生態(tài)圈。從而使得傳統(tǒng)IOT ISS的互聯(lián)網(wǎng)基礎設施利用率低,系統(tǒng)開發(fā)難度高。如何有效提升未來IOT ISS的低互聯(lián)網(wǎng)資源利用率,實現(xiàn)融入互聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)生態(tài)圈,是IOT ISS的研究重點。本文以提高物聯(lián)網(wǎng)信息服務的效率為目標,圍繞著新型IOT ISS架構的研究與設計,分別做出以下幾方面的貢獻:(1)根據(jù)Cordova移動開發(fā)框架與Node.js應用服務器開發(fā)框架開源跨平臺部署、兼容互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈等特點,研究并設計了一種Cordova-NodeJS混合式物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)(Cordova-NodeJS Hybrid Internet of Things Information Service System,C-N HIOT ISS),以D2D-MIMO網(wǎng)絡架構和C-N HIOT ISS系統(tǒng)架構為基礎,提出一種D2D-MIMO混合式物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)(D2D-MIMO Hybrid Internet of Things Information Service System,D2D-MIMO HIOT ISS),解決傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)存在的一系列問題。(2)為實現(xiàn)信息服務系統(tǒng)的終端設備直連網(wǎng)絡(Device to Device,D2D)的構建,提出一種基于MIMO系統(tǒng)的RSS信號臨近終端終端確認方法,深入分析大規(guī)模多天線技術特性和接收信號強度(Received Signal Strength,RSS)的各項指標,利用KPCA-IWKNN算法與PLN-AP算法分析AP節(jié)點的空間位置指紋并合理地推測出終端設備附近的臨近終端,從而為D2D終端設備直連網(wǎng)絡的構建提供基礎。(3)為解決D2D-MIMO HIOT ISS中混合式開發(fā)下的移動終端與物聯(lián)網(wǎng)終端無法實現(xiàn)兼容信息服務的問題,設計一種終端兼容方法和一種混合式數(shù)據(jù)分發(fā)策略,從而實現(xiàn)D2D-MIMO HIOT ISS具有為多種類型終端平臺提供信息服務的能力。本文提出的D2D-MIMO混合式物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)(D2D-MIMO HIOT ISS)架構,提高了未來物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)信息服務的效率,實現(xiàn)了終端直連干擾小、功耗低,同時系統(tǒng)通信鏈路頻譜利用率高并可融入互聯(lián)網(wǎng)應用生態(tài)圈,為后續(xù)的物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)的研究與應用提供了有意義的研究成果和有價值的參考。
【圖文】：

網(wǎng)絡的功能不再以能源的大量消耗為代價，實現(xiàn)無線移動通信的可持續(xù)發(fā)展。圖 2-1 D2D 終端設備直連鏈路的構建圖 2-1 是 D2D 終端設備直連鏈路的構建，未來無論是移動終端節(jié)點還是物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點都將在臨近物理位置狀態(tài)下識別發(fā)現(xiàn)其他終端，通過設備自身的 WIFI、Bluetooth短距通信模塊實現(xiàn)設備直連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在終端間的直接交互，為未來物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)基站提供良好的冗余空間。2.2.2 D2D 資源分配D2D 為通信提供了更方便、靈活的傳輸模式，而如何合理并充分利用傳統(tǒng)蜂窩資源與 D2D 資源，以及有效分配頻譜、功率等資源，對于 D2D 通信至關重要。首先，D2D 通信為用戶帶來了更多的自由度，既可以利用專用的資源，也可以復用基站中繼鏈路

并存的局面也將帶來 D2D 用戶與傳統(tǒng)的蜂窩用戶間的干擾，其中包括蜂窩內(nèi)干擾與蜂窩間干擾。因此，如何充分合理地在 D2D 與傳統(tǒng)方式間進行靈活切換，提升通信的QOS，合理分配系統(tǒng)資源，避免用戶間干擾，是 D2D 通信資源分配技術所需要解決的重點問題，Cordova 終端開發(fā)框架為提供了各種終端原生通信模塊的 Cordova 接口，通過這些通信鏈路模塊，可以實時的切換 D2D 通信鏈路，達到系統(tǒng)效能最佳。2.2.3 D2D 緩存網(wǎng)絡隨著 Hybrid 終端應用無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)急劇增加，為了滿足未來信息通信高速率、低時延的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸需求，尤其是高強度數(shù)據(jù)流將會會增加了無線網(wǎng)絡的需求與考驗，緩存技術則是解決該問題的重要途徑之一，本文存儲方式為基于終端設備瀏覽器框架下的緩存，用分散在網(wǎng)絡中的專用輔助節(jié)點進行存儲。假設一個中等密度的區(qū)域內(nèi)，每個用戶的信息需求可以通過終端設備的本地網(wǎng)絡緩沖得到滿足，而不需要占用高吞吐量回傳給核心網(wǎng)，這種回傳是網(wǎng)絡的一大瓶頸，將帶來比較高昂的成本，或者是不靈活等缺點。因此在 D2D 無線網(wǎng)絡中，，緩存技術的研究是高速率、高吞吐量業(yè)務需求所依賴的關鍵技術。
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5;TP391.44

【參考文獻】

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本文編號：2601350