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专题
2022/12/1 15:28

NLOS环境下5G毫米波定位方法

邮电设计技术  张千坤,陈任翔,钟志刚,周国栋

本文版权为《邮电设计技术》所有,如需转载请联系《邮电设计技术》编辑部

摘要:5G 毫米波在可视(LOS)环境下理论上可以实现亚米级以内的定位精度,但是在非可视(NLOS)环境下无法定位,首先研究了基于 5G 毫米波大规模 MIMO混合波束赋形的信道估计方法,并采用正交匹配追踪(OMP)算法对到达角(AOA)、到达时间(TOA)以及出射角(AOD)进行估计,其次提出一种在 NLOS环境下的5G毫米波定位方法,利用估计的AOA、TOA、AOD信息确定终端用户的位置并对散射体的位置进行估计。

关键词:信道估计;正交匹配追踪;非可视环境;毫米波定位;混合波束赋形

doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2022.10.016

概述

随着智能设备与无线网络的普及,人们对于场景感知、环境智能等应用需要在不断增加,同时对用户位置信息精度的要求也在不断提高。目前在室内定位方面,无线网、蓝牙、超宽带UWB)等的定位技术开始普及,但是对于运营商来说,这些技术需要专门建立一个定位网络,成本比较高。针对室内定位的特点,目前室内定位的方法主要围绕提高定位精度、降低定位成本、提高系统定位鲁棒性(适应复杂多变的室内环境)等方面展开,如何利用运营商自有的5G 网络进行高精度定位一直是需要攻克的难题。目前在 5G 定位方面使用比较多的是 UTDOA(Uplink Time Difference Of Arrival)定位技术,这种定位技术需要基站之间同步,实现起来比较困难,而且需要终端同时接收到3个射频拉远单元(PRRU)才能实现定位,在 NLOS 环境下无法进行定位,这种定位条件在室内环境下很难达到。5G 毫米波波束窄、方向性好,有极高的空间分辨力,信号传输周期小,时间精度高,基于此,本文研究了在 NLOS环境下的 5G毫米波室内定位方法,首选进行混合波束赋形下的信道估计,其次采用 OMP算法对 AOA、TOA以及 AOD进行估计,最后在室内环境下建立 NLOS 环境模型,并对终端进行定位。

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