手机切换位置标定算法对采样精度影响

1、手机切换位置标定算法对采样精度影响摘要：手机切换位置标定算法是基于手机切换定位技术采集车辆行程车速的重要基础环节对采样精度有重要影响。论文运用仿真建模的研究方法，通过建立无线通信与交通流集成仿真平台开展仿真试验，对直角坐标标定法和里程坐标标定法两种不同的手机切换位置标定方法的技术应用效果进行综合对比分析，通过将两种手机切换位置标定方法的路网标定结果分别与同一组样本车辆进行匹配计算，对有效样本车辆的行程车速误差进行分析，得出采用里程坐标标定法进行手机切换位置标定能够明显提高采样精度水平。关键词：手机切换；无线通信仿真；交通仿真；位置标定中图分类号：TB24文献标识码：A文章编号：Abstract

2、:CalibrationmethodofhandoverpositionisanimportantandbasicpartintravelspeedAcquisitionusingcellularhandoverpositioningtechnologies,andhassignificanteffectonthequalityofthesample.Inthispaperthesimulationmodelingmethodisused,asimulationtestplatformwasdevelopedthroughthecombinationofwirelesscommunicatio

3、nandtrafficsimulation.ThenthispapertakescomparativeanalysisoftechnologyapplicationeffectbytwodifferenttypesofHandoverpositioncalibrationmethods,therectangularcalibrationmethodandthemileagecalibrationmethod,andmatchesthesetworoadnetworkcalibrationresultsrespectivelywiththesamesamplevehiclesfortravels

4、peedcalculation.Finallytravelspeederroranalysiswastakenforeffectivesamplevehicles,andtheconclusionisthatusingthemileagecalibrationmethodtomakehandoverpositioncalibrationcanobviouslyincreaseaccuracyofthesamplevehicles.KEYWORDS：cellularhandoff;wirelesscommunicationsimulation;trafficsimulation;position

5、calibration引言利用手机切换定位技术获取实时、动态的交通流参数是当前智能交通基础数据采集技术领域的研究热点之一，由于该技术具有设备投资总成本低、监测区域覆盖范围广、数据量充足、实时动态性好等突出优势，国内外越来越多的研究机构和企业都投入到该项技术的商业应用和理论研究中1。2004年，美国马里兰州交通部与Delcan公司合作，在巴尔迪莫都市区开展基于手机切换的交通流数据采集实地测试项目1，2006年至今，美慧信息科技（上海）有限公司分别在上海、天津、重庆、深圳等城市开展了利用手机切换定位技术采集交通基础参数的城市交通信息化建设。手机切换位置标定是基于手机切换定位技术采集车辆行程车速的重

6、要基础环节，直接影响该技术的采样精度,由于实测商业应用中无法对手机切换位置标定算法对采样精度的影响进行全面综合的评估分析，因此，本文通过建立符合真实移动通信网络中手机切换规律和道路交通运行特征的无线通信网络和道路交通集成仿真模型，获取与真实环境具备较好一致性的仿真数据对手机切换位置标定算法对采样精度影响进行全面的定量对比评估分析。基于手机切换的车辆行程车速提取技术原理手机切换是指当前正在通话的手机由于当前基站接收的信号强度逐渐下降而将手机移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个信号强度较高的目标基站的过程2。利用手机切换定位技术采集交通流参数的原理是利用车载手机用户在道路行驶过程中手机

7、在移动通信网络中的切换序列变化映射出对应车辆在道路网络中的位置变化来采集车辆的行程车速信息，主要包括移动通信网络切换数据提取和切换路网标定两个主要技术环节5。移动通信网络切换数据是通过对移动通信网络中7号信令接口的数据进行提取加工得到的加密的手机编号、当前服务基站编号和对应的时间数据信息，但并无手机用户的位置信息。手机用户的位置信息是通过切换路网标定来获取，利用专业的切换测试设备按照一定的测试时间间隔（通常是480毫秒）对目标测试道路进行切换测试判断，采集目标测试道路发生的切换序列和相应的切换位置坐标数据信息，如图1所示，通过切换路网标定工作得到切换点A为发生基站1切换至基站2的位置点，切换点

8、B为发生基站2切换至基站3的位置点，由此得到切换点A、B之间的切换路段距离，通过切换路网标定将目标道路通过多个不同的切换位置点划分为多个切换路段，建立目标道路的切换路段基础数据库。然后，将实时提取的移动通信网络切换数据与目标道路的切换路段基础数据库进行匹配，如图1所示，通过移动通信网络中获取到加密的手机用户连续发生了基站1、基站2、基站3的连续切换和各次切换的时间数据信息，通过与切换路段基础数据库匹配得到基站1到基站2的切换点坐标位置为A，基站2到基站3的切换点坐标位置为B，从而得到连续两次切换的距离，同时利用移动通信网络中获取的两次切换的发生时间得到两次切换的时间间隔，从而计算出车载手机用户

9、的行程车速6。图1手机切换定位技术采集车辆行程车速基本原理手机切换位置标定算法3.1切换位置扰动机理手机切换位置会受诸多因素的影响而波动，由于手机切换的位置的不确定性，因此，需要对手机切换位置进行有效标定。手机判断切换的主要依据是以手机移动台接收到的基站信号强度为准，当新基站的信号强度优于当前基站则会触发切换，而由于受到外界环境影响和通信网络参数的不同，产生的多径效应、路径损耗、阴影效应等因素的影响会引起手机信号强度不断波动，使得手机切换位置存在波动的特征，已有的研究表明：手机切换位置呈现出在一定范围内波动的规律特征，如图2所示。图2多径效应、阴影效应和路径损耗对切换位置扰动的影响3.2算法原理由于受到切换扰动的影响，相同