面向5G共频带技术的PN规划算法研究

论文摘要

共频带定位系统实现了室内外高精度定位,弥补了卫星无法实现室内定位的不足。5G的各种新技术(比如Massive—MIMO、超密集组网)为进一步提升共频带系统定位精度提供了支撑。但是该系统中的PN码规划不能满足超密集组网需求。对此,本文开展了面向5G的PN码规划算法中筛选和分配研究。PN码决定了系统最终的定位精度和性能,筛选出具有良好特性的码是该定位技术的关键。筛选即从一个很大的码集合中按一定的标准选出能用于定位的码子集,该问题被证明是一个NP完全问题,即无法在多项式时间内求出最优解。另外,在面对密集布站场景下,现有的“一站一码”方式已经不再适用。本文针对上述两个问题分别提出了一种可行的解决方法,具体如下:(1)提出一种基于局部优化的遗传算法用于PN码的筛选。码筛中最需要优化的是互相关的筛选,本文采用将互相关筛选转化为寻找最大团的策略。针对传统的遗传算法中最大团问题求解过程中全局解精度差的问题,本文通过在传统遗传算法中引入了局部优化和记录表,一方面提升了传统算法的局部寻优能力,从而提升了筛选的码组性能;另一方面,解决由于加入局部优化带来的算法收敛速度的变慢问题。通过试验仿真验证,和贪心算法相比,在寻找节点数目增加后该算法所得结果更优。(2)提出了一种码复用策略以应对码数量不足问题。通过将一定区域的基站按复用距离划为不同的簇,簇内采用BFS(Bread First Search,广度优先搜索)的策略分配PN码,每个簇码分配顺序相同,从而保证簇间所分配码的相对顺序相同,同时实现了基站码复用与互相不干扰。最后通过搭建实验平台验证了该策略,实验结果表明该策略可以实现码复用。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 论文研究背景与意义
•     1.1.1 论文研究背景
•     1.1.2 论文研究意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 论文主要研究内及章节安排
• 第二章 共频带定位技术中的PN码及其评价标准
•   2.1 Gold码
•     2.1.1 m序列
•     2.1.2 Gold码
•   2.2 Weil序列
•   2.3 测距码的评价指标
•     2.3.1 码平衡量
•     2.3.2 相关性
•   2.4 本章小结
• 第三章 PN码筛选算法研究
•   3.1 筛选算法复杂度分析
•   3.2 码筛选建模
•     3.2.1 最大团问题及筛选问题建模
•     3.2.2 最大团问题的常用解法
•   3.3 遗传算法介绍及参数选择
•     3.3.1 基本理论
•     3.3.2 用于互相关筛选的参数确定
•   3.4 基于局部优化策略的遗传算法
•   3.5 算法应用结果和分析
•   3.6 本章小结
• 第四章 PN分配策略研究
•   4.1 超密集网络部署结构
•   4.2 信号传播模型
•   4.3 广度优先搜索
•   4.4 基于复用比的PN分配策略
•     4.4.1 复用距离和复用比
•     4.4.2 基于复用比的PN分配
•   4.5 实验仿真和分析
•   4.6 本章小结
• 第五章 测试平台的搭建和实验结果分析
•   5.1 基站测试平台硬件设计
•   5.2 基站测试平台的软件设计
•     5.2.1 通信基站的配置
•     5.2.2 定位信号产生器配置
•   5.3 测试结果与分析
•   5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
•   6.1 总结
•   6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 攻读学位区间申请的专利目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 唐宗山

导师: 陈杰

关键词: 共频带定位系统,遗传算法,规划,超密集组网

来源: 北京邮电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 数学,电信技术

单位: 北京邮电大学

分类号: TN929.5;O221

总页数: 77

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