隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,基于位置的服務(wù)將日益進(jìn)入大眾應(yīng)用和公共服務(wù)領(lǐng)域。伴隨全球定位系統(tǒng)、北斗、格洛納斯等全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)多年的運(yùn)營(yíng)與發(fā)展,室外定位已基本得到系統(tǒng)性的解決,高精度廣域連續(xù)覆蓋的室內(nèi)定位技術(shù)則越來越受到業(yè)界重視。隨著第五代移動(dòng)通信(5th-Generation Mobile Communication,5G)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn),以及通信導(dǎo)航一體化的產(chǎn)業(yè)需求,如何在5G系統(tǒng)中解決室內(nèi)高精度定位的問題受到學(xué)術(shù)及工業(yè)界的廣泛關(guān)注。本文以5G的關(guān)鍵技術(shù)為背景,研究5G系統(tǒng)的室內(nèi)部署環(huán)境下室內(nèi)定位的關(guān)鍵問題,包括信道狀態(tài)信息的提取及定位系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)與定位算法。現(xiàn)有的研究表明使用信道狀態(tài)信息進(jìn)行距離估計(jì)的基于測(cè)距的定位方法是在5G中實(shí)現(xiàn)高精度室內(nèi)定位的較為可行的方法。5G將采用大規(guī)模多輸入多輸出(Massive Multiple Input Multiple Output,Massive MIMO)技術(shù),隨著Massive MIMO中天線數(shù)量的激增,導(dǎo)致傳統(tǒng)的信道估計(jì)算法受限于參考信號(hào)數(shù)量不足,無法正常地對(duì)信道信息進(jìn)行估計(jì)。另一方面,盡管基于壓縮感知理論應(yīng)的信道估計(jì)算法可以在少量參考信號(hào)存在的情況下以較高精度重構(gòu)信道信息,但此類信道估計(jì)方法的性能受到信道稀疏度的影響,同時(shí),天線數(shù)量的增加會(huì)引起算法的運(yùn)算時(shí)間也大幅增加,需要研究如何降低信道估計(jì)算法的運(yùn)算時(shí)間。針對(duì)上述問題,本文提出了優(yōu)化的基于正交匹配追蹤的信道估計(jì)算法,減少算法的迭代次數(shù)并應(yīng)用更嚴(yán)格的迭代終止條件。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的優(yōu)化算法可以有效地降低算法的運(yùn)算時(shí)間并消除信道稀疏度對(duì)于算法性能的影響。5G系統(tǒng)的超密集小區(qū)部署保證了室內(nèi)存在一定數(shù)量的位置已知的基站,為室內(nèi)定位提供了便利條件,然而毫米波穿墻能力弱的特點(diǎn),會(huì)導(dǎo)致用戶在室內(nèi)同一時(shí)間能連接到的基站數(shù)量有限,無法保證滿足傳統(tǒng)定位過程中對(duì)于錨節(jié)點(diǎn)數(shù)量的要求,另一方面,傳統(tǒng)的室內(nèi)定位技術(shù)易受非視距傳播的影響導(dǎo)致定位精度降低。針對(duì)上述問題,本文給出了基于信道分類和虛擬錨節(jié)點(diǎn)的定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架,包括利用機(jī)器學(xué)習(xí)將信道分為更加精確的四種類型的信道分類算法,和根據(jù)信道分類結(jié)果結(jié)合虛擬錨節(jié)點(diǎn)和反射路徑的定位算法。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的信道分類算法可以有效地提高信道分類的準(zhǔn)確性;本文提出的定位算法不僅可以提高定位精度,同時(shí)在錨節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少時(shí)同樣可以進(jìn)行高精度定位。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.5

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本文編號(hào)：2770764