基于gsm频谱的城市车辆相互定位

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1、上海交通大学硕士学位论文基于GSM频谱的城市车辆相互定位硕士研究生：张威学号：1120339082导师：李明禄教授副导师：朱弘恣教授申请学位：工学硕士学科：计算机科学与技术所在单位：电气信息与电子工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学课题来源：国家自然基金项目（No.61202375）DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterFixingRelativeDistancesamongUrbanVehicleswithGSMPowerSpectrogramsCandida

2、te：ZhangWeiStudentID:1120339082Supervisor：Prof.MingluLiAssistantSupervisor:Prof.HongziZhuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringMajor：ComputerScienceandTechnologySchoolofElectronics,InformationandAffiliation：ElectricalEngineeringDateofDefense：Jan,2015Degree-Conferring-Institution：Shanghai

3、JiaoTongUniversityProjectSourcesNSFC(No.61202375)上海交通大学硕士学位论文摘要摘要及时准确地获取前后车辆之间的位置关系对于驾驶员来说非常重要，这可以用来提高行驶安全。但是由于城市环境高度动态变化，在城市环境中获取这样的信息变得十分困难。本文提出了一种新的称为RUPS的定位方案来解决车辆之间的相互定位问题。文章首先调查研究了GSM能量谱，并发现了其具有非常理想的时空特性，能够用来作为指纹信息。基于这项观察，RUPS采集车辆行驶路程中的地理轨迹与GSM的能量谱信息。通过交换比较这些信息，车辆可以寻找不同车辆之间行驶过程中所经过的共同点。其

4、次，基于这些共同点，车辆就可以通过比较对应车辆的轨迹信息来最终确定其相互之间的位置关系。RUPS是一个轻量级的设计，其仅仅需要一些非常简单的硬件基础设施，并且不需要在车辆之间进行同步，也不需要事先建好的电子地图信息。本文设计了一个原型系统来验证RUPS的正确性与可行性。与此同时，我们进行来大规模的基于真实数据的模拟实验。实验结果表面RUPS可以在各种复杂的城市环境下稳定工作，比之于GPS，其性能有平均2.7倍的提升。关键词：GSM能量谱；相对距离；指纹；短距离无线通信；行车安全I上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTAccesstoaccuraterelative

5、front-reardistanceinformationbetweennearbyvehiclescanbeofgreatinteresttodriversassuchinformationcanbeutilizedtoimprovebothdrivingsafetyandexperience.Acquiringsuchinformationinurbansettingsisverychallengingmainlyduetothehighdynamicsofenvironments.Inthispaper,weproposeanovelscheme,calledUPS,tota

6、ckletherelativedistancefixingproblem.WefirstinvestigateonGSMpowerspectrogramandfindtheGSMpowerspectrumhasidealtemporal-spatialcharacteristicsforfingerprinting.Withthisobservation,UPScollectsbothgeographicaltrajectoryandGSMpowerspectrogramofavehicleasitsjourneycontext.Byexchangingandcomparingjo

7、urneycontexts,thevehiclecanidentifyacommonpointwherethevehicleandaneighboringvehiclebothhavepassed.Basedonthiscommonpoint,thevehiclecanfixtherelativedistancebetweenitselfandthecorrespondingneighborbyfurthercomparingtheirgeographicaltraj