【摘 要】
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近年来,手机已经成为人们生活中不可缺少的一部分。据统计,2017年全球手机用户数量已突破40亿,其中4G用户的数量就超过了10亿。随着4G LTE网络被广泛部署,手机之间的每一次通
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近年来,手机已经成为人们生活中不可缺少的一部分。据统计,2017年全球手机用户数量已突破40亿,其中4G用户的数量就超过了10亿。随着4G LTE网络被广泛部署,手机之间的每一次通话,与基站的每一次交互都将产生海量的信令数据。这些信令富含用户的位置信息,因此,基于信令数据可以对用户进行实时定位。海量用户的实时位置信息可应用于揭示用户出行习惯,处理城市规划,交通导航和路况预测等领域。并且基于信令数据的定位方法克服了传统定位系统GPS在特定场景精度低,能量消耗高,不适用于大规模应用等缺点。本文提出一种基于信令数据的新型移动定位系统,LTETrack。LTETrack试图解决如何准确有效地利用信令数据计算用户的历史行驶轨迹,从而获得用户实时位置的问题。首先,LTETrack仅使用LTE标准中包含的数据,而不需要改变任何硬件设备或使用特殊软件获取特殊数据。通过分析大量信令数据,我们发现基站中的TA数据具有变化稳定,噪声低的特点,适用于移动定位方法。TA值被定义为LTE标准中信号从手机到达基站所需的时间长度,基于TA值能够得到手机用户与基站之间的距离。同时获取TA数据不需要额外的数据获取成本。另外,由于手机用户数量巨大,易于获取海量TA数据,因此LTETrack适用于大规模应用。LTETrack采用新型滤波算法筛选出最精确的TA数据,之后采用基于隐式马尔科夫模型的改进地图匹配算法定位用户。我们还进一步使用RSRP(信号接收功率)数据作为评判用户是否移动的标准。我们在大连市区收集了约800km的行驶数据。实验结果表明LTETrack在城市区域的轨迹匹配精度接近GPS定位结果,在GPS定位精度差的特定场景(偏远区域,隧道等)也有着较高的定位精度。
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