基于角度的 5G 毫米波系统 SLAM：设计、实现与测量
信息论
2023-05-23 v1 信号处理
math.IT
摘要
同步定位与建图（SLAM）是一项关键技术，提供用户设备（UE）跟踪与环境建图服务，实现感知与通信的深度融合。毫米波（mmWave）通信凭借更大的带宽与天线阵列，本质上比 sub-6 GHz 通信能实现更精确的时延与角度测量，从而为 SLAM 提供契机。然而，由于规范与硬件约束，现有工作均未在 5G 新空口（NR）标准下实现 SLAM 功能。在本研究中，我们探讨 5G mmWave 通信系统如何在不改变收发机架构与 5G NR 标准的情况下实现态势感知。我们实现了部署基于 OFDM 的 5G NR 波形、具有 160 MHz 信道带宽的 28 GHz mmWave 收发机，并遵循 5G NR 实现波束管理。此外，我们开发了高效的基于连续消除的角度提取方法，以从参考信号接收功率测量中获取到达角与离开角。基于角度测量，我们提出了一种仅角度 SLAM 算法来跟踪 UE 并建图无线环境中的特征。详尽的实验与基于射线追踪的计算机仿真验证了所提基于角度的 SLAM 可在单基站且无需严格时间同步的条件下达到亚米级定位与建图精度。我们的实验还揭示了对于 5G mmWave 通信系统中 SLAM 成功至关重要的许多传播特性。
引用
@article{arxiv.2305.12669,
title = {Angle-based SLAM on 5G mmWave Systems: Design, Implementation, and Measurement},
author = {Jie Yang and Chao-Kai Wen and Jing Xu and Hang Que and Haikun Wei and Shi Jin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.12669},
year = {2023}
}
备注
Accepted by the IEEE Internet of Things Journal