[發明專利]基于動物行為學的多信號跨區智能切換方法及裝置

有效

• 申請號: 201310171964.8
• 申請日: 2013-05-12
• 公開（公告）號: CN103298042A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 鄭峰;魏大利;楊飛
• 申請（專利權）人: 南京載玄信息科技有限公司
• 主分類號: H04W36/00
• 分類號: H04W36/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種無線區域定位、GPS精確定位和基站定位在信號覆蓋區域和預先設定的安全/非安全區域之間的智能切換方法，具體涉及一種基于動物行為學的多信號跨區智能切換方法，屬于無線電技術領域。

背景技術

隨著衛星精確定位技術、無線區域定位技術和基站定位技術的成熟和商用，定位系統在我們日常生活中已經不可缺少。但是，由于信號弱、服務區域受限等各種因素的影響，單一的定位技術存在著一定的缺陷。傳統的基于衛星定位系統的定位裝置會受到衛星信號強度因素的影響，只能提供在室外空曠處的定位服務，對于在室內或者已經屏蔽衛星信號的區域，衛星精確定位就無法正常工作。

對于依賴電池供電的低功耗定位終端而言，由于傳統的衛星精確定位功耗大，如果一直采用GPS衛星定位，終端的續航時間有限。并且，GPS衛星定位嚴重受天氣、周圍環境的影響，很多時候不能有效定位。

此外，無線區域定位也存在不足之處：無線區域定位覆蓋的范圍相對于GPS衛星定位的范圍較小，當接收裝置離開無線區域定位的服務范圍后，則無法提供有效的定位數據。

基站定位，基站的精度不是很高。美國FCC推出的定位精度在50米以內的概率為67%，定位精度在150米以內的概率為95%。定位精度一方面與采用的定位技術有關，另外還要取決于提供業務的外部環境，包括無線電傳播環境、基站的密度和地理位置、以及定位所用設備等。一般情況，基站定位的精度比GPS和無線定位都低。

將三種定位技術進行整合的定位終端，可以解決室內定位和室外定位切換的問題，保證室內和室外均可定位；但是，如果攜帶終端者在無線信號邊界進行較高頻率的往返運動時，只通過當前信號的強度信息來判斷選擇定位的模式，會導致電源的過多消耗，以及電子器件的壽命損耗。

如何使定位終端在面臨復雜多變的環境時，仍然能很好地適應環境、完成任務且滿足客戶的特定要求，是信號切換機制設計的難點問題。

動物行為學的研究表明，動物一般具有在多個行為間進行選擇的能力，它們會依據自身狀況和外界環境選用不同的行為，因此定位系統也可以考慮具有能夠在多個信號間進行選擇的信號切換機制。根據解剖學，在脊椎動物的神經系統中，相似功能的神經元聚集成界限明顯的群落，稱為核團或神經節。基底神經節是大腦皮層下一群神經核團的總稱，主要包括：紋狀體,蒼白核（又分為蒼白球內核和蒼白球外核），黑質（又分為黑質網狀部和黑質致密部），底丘腦核。脊椎動物大腦中的基底神經節的各個核團被認為起到協調行為的作用，并且還被認為與腦的感知、認知、記憶、學習等機制有著密切的聯系。紋狀體和底丘腦核是基底神經節的主要輸入核團，它們廣泛接受來自幾乎整個大腦皮層，大部分腦干（經過丘腦）以及邊緣系統的谷氨酸能興奮性輸入。蒼白球內核和黑質網狀部是基底神經節的輸出核團，它們主要連接到丘腦，由丘腦進行行為表達。本發明以EP輸出代表基底神經節的輸出。

許多生物學和心理學研究者認為基底神經節在脊椎動物的行為選擇過程中，扮演著“中央機構”的角色，因為它符合以下條件：首先，它幾乎與整個大腦皮層都有著廣泛的聯系，從而能夠獲取諸如視覺和聽覺的信息，為行為選擇提供依據。其次，它是一個古老的結構，在4億年前的魚化石中就發現了基底神經節的存在，并且它廣泛存在于幾乎所有的脊椎動物腦中。最后，基底神經節的輸出傳向丘腦（與接受小腦輸入的區域相重疊），因而能夠進行行為表達。由于基底神經節在脊椎動物的行為選擇過程中起著至關重要的作用，所以本發明通過分析現有的基底神經節模型，篩選出適合于定位終端的信號切換機制的模型，從而建立一種既具有生物學基礎，又具有工程應用價值的新的信號智能自切換機制。英國謝菲爾德大學心理學系的K.Gurney等人提出了基底神經節的選擇-控制通道模型。該模型應用了一些最近的生理學，解剖學上的實驗結果，融入了一些新的神經信息傳遞通道，如大腦皮層到丘腦下核，丘腦下核到蒼白球外核的通道；并考慮了多巴胺神經元在行為選擇過程中的作用和影響。研究結果表明：選擇-控制通道模型更符合生理學、解剖學試驗數據。

由于基底神經節的通道模型能夠闡釋諸多運動性疾病，如帕金森病的發病機理，所以獲得了廣泛的應用。如果要對基底神經節的選擇特性進行定量地分析，可以對其建立數學模型。目前，已有生理學家和心理學家從生理構造的角度對基底神經節進行了建模，解釋了基底神經節在脊椎動物大腦中的運行機制。為了將基底神經節應用到本發明中，需要對現有的基底神經節通道模型進行篩選。

發明內容