NLOS环境下5G毫米波定位方法

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。

一种基于RIS的宽带毫米波SISO定位方法

针对毫米波定位过程中空间宽带效应产生的影响,该文基于可重构智能超表面(RIS)和单输入单输出(SISO)毫米波系统提出一种新颖的3维(3D)定位估计方法。首先,通过设计RIS相位,利用快速傅里叶逆变换(IFFT)粗略地估计直射路径的视距(LoS)时延、RIS路径的虚拟视距(VLoS)时延以及RIS与用户之间的出发角(AoD)等信道参数。然后,利用拟牛顿法修正上述参数进而估计用户的位置坐标。通过仿真模拟对比了所提宽带估计方法和传统的窄带估计方法的定位性能,结果表明,通过考虑空间宽带效应,带宽为240 MHz时定位精度大约可提高10%,随着带宽增大超过800 MHz时定位性能可提高超过20%。

低成本毫米波雷达的室内自定位方法

毫米波雷达已广泛应用于汽车工业等领域,但其用途主要局限于障碍物或特定任务的环境感知方面。目前将低成本单芯片毫米波雷达用于导航定位领域的研究还较少。首先研究了毫米波雷达的原始数据处理原理,然后设计了一种基于低成本单芯片毫米波雷达的室内自定位方法。该方法利用DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)算法提取质心特征点,通过最近邻准则匹配质心特征点对,构造非线性优化函数以及使用列文伯格-马夸尔特方法求解定位结果。实验证明,利用低成本单芯片毫米波雷达可以实时进行室内导航定位解算。在静止条件下,其平均水平定位精度可达亚厘米级(均值为0.82 cm,标准差为0.47 cm);在动态条件下,其绝对轨迹误差可达0.66 m,平均航向角误差可达4.58°,可以说明低成本毫米波雷达自定位的可行性。最后还讨论了低成本毫米波雷达在导航定位中存在的问题及可行的研究思路。