基于5G毫米波天线阵列通信系统的即时定位与建图方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于5G毫米波天线阵列通信系统的即时定位与建图方法，包括以下步骤：S1：对周围环境进行扫描，在每个扫描方向上，发射QAM调制的OFDM信号；S2：接收目标散射体散射回来的信号；S3：将步骤S2的接受信号与步骤S1的发送信号做互相关进行匹配滤波，得到关于时延的互相关函数；S4：根据所述互相关函数，估计得到目标散射体的传播时延，得到目标散射体的位置信息；S5：根据目标散射体的位置信息进行即时定位与建图。本发明专利技术对散射体位置的估计，在用户设备端实现对周围环境的即时定位与建图。图。图。

【技术实现步骤摘要】
基于5G毫米波天线阵列通信系统的即时定位与建图方法


[0001]本专利技术涉及信息通信、通信感知一体化
，更具体地，涉及一种基于5G毫米波天线阵列通信系统的即时定位与建图方法。

技术介绍

[0002]5G网络在连续广域覆盖，热点高容量，低功耗大连接，低时延高可靠等场景和关键技术的发展迅速，使得同时实现海量设备连接，高速数据传输和高精度定位成为可能。毫米波因其充裕的带宽，以及能在发射端和接收端使用具有动态波束形成的大型天线阵列，从而实现精确测距以及发射角和到达角估计，为5G联合通信与感知技术的实现提供了技术支持。目前，雷达与通信的融合模式已成为研究热门领域。
[0003]在实际的室内定位场景中，定位性能受限于复杂的多径传播以及严重的路径损害。面对这些挑战，即时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping，SLAM)的概念被提出。目前的SLAM主要包含激光雷达SLAM和视觉SLAM。无线电雷达相对激光雷达SLAM和视觉SLAM的分辨率较低，但是无线电覆盖面积广，且利用天线阵列和大带宽可精确地估本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G毫米波天线阵列通信系统的即时定位与建图方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对周围环境进行扫描，在每个扫描方向上，发射QAM调制的OFDM信号；S2：接收目标散射体散射回来的信号；S3：将步骤S2的接受信号与步骤S1的发送信号做互相关进行匹配滤波，得到关于时延的互相关函数；S4：根据所述互相关函数，估计得到目标散射体的传播时延，得到目标散射体的位置信息；S5：根据目标散射体的位置信息进行即时定位与建图。2.根据权利要求1所述的基于5G毫米波天线阵列通信系统的即时定位与建图方法，其特征在于，步骤S1中所述QAM调制的OFDM信号，具体为：信号包含N个子载波和M个OFDM符号，子载波的频率从f0到f
N
‑1；用x
n，m
表示对应的OFDM帧：其中c
k，l
为复数符号，由OFDM调制方式的星座图决定。3.根据权利要求2所述的基于5G毫米波天线阵列通信系统的即时定位与建图方法，其特征在于，步骤S2具体为：令当前扫描方向上存在K个目标散射体，则接收到的信号表示为：其中，y
n，m
为接收到的信号，v
n，m
为复高斯噪声，w
TX
和w
RX
分别为发射天线和接收天线的波束权值系数，A
TX，n
和A
RX，n
分别为发射天线和接收天线的导向矩阵，Γ
n
为当前扫描方向上的K各目标散射体的发射系数组成的对角矩阵。4.根据权利要求3所述的基于5G毫米波天线阵列通信系统的即时定位与建图方法，其特征在于，所述发射天线的导向矩阵A
TX，n
具体为：式中，为发射角，N
TX
为发射天线的阵元数量，v为天线阵元间隔，λ
n
为第n个子载波的波长；接收天线的导向矩阵A
RX，n
的形式与A
TX，n
相同，将发射角换成到达角N
TX
换为接收天线的阵元数量N
RX
；令用户设备的位置为P
UE
＝(x
UE
，y
UE
)，假设第k个目标散射体的位置为P
SC，k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢晨曦，周炳朋，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：