【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及移动通信，具体地说是一种远近场定位码本设计方法及系统。
技术介绍
1、6g网络拥有完整的通信系统，包括多个接入点(ap)，每个接入点都配备了能够传输和接收信号的大规模阵列。通过利用现有的通信硬件，可以实现定位等传感功能，而无需额外的专用传感器。这种硬件复用方法不仅降低了系统成本，还简化了硬件设计和维护的复杂性。
2、随着ap阵列规模的扩大，用户和ap之间存在大量信道链路，这大大增加了传统的基于导频的信道估计方法的复杂性。为了避免这种情况，当信道状态信息未知时，采用波束训练进行波束成形已经成为一种实际的方案，通过选择匹配用户信道的最优码字，能避免准确信道信息的获取。然而，基于波束训练的联合定位需要设计协调空间和时间的码本和定位算法，这是非常困难的。
技术实现思路
1、本专利技术的技术任务是针对以上不足之处，提供一种远近场定位码本设计方法及系统，能够达到低开销，适用于近场和远场的效果。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种远近场定位码本设计方法，设计近场和远场用户通用的分层结构的码本，分层码本中码字的覆盖范围在各层中逐步缩小，以获取用户相对于每个ap的角度，码本内波束的覆盖范围在各层之间逐渐变窄，从而锁定用户位置。
4、本方法同时考虑近场和远场中的电磁波传播特性，设计了一种通用的分层定位码本，方法所设计的码本能够服务于近场和远场用户。
5、进一步的，所述分层码本中，第一层包括两个码字，每个码
6、每一层的波束训练只需要两个码字，用户反馈码字的索引(1或2)；在后续层的波束训练期间，使用从前一层中选定码字导出的两个码字，从而逐渐缩小用户的角度范围。
7、进一步的，与传统的近场或远场码字不同，所述分层码本中的每个码字都可以覆盖特定角度的近场和远场的所有距离。
8、进一步的，针对所述分层码本进行多分辨率码字设计，在ψ-μ域中分层码本和码字的设计方法如下：
9、设码本在角度域的覆盖范围为[-1，1]，根据码本内码字之间的覆盖范围的递增关系，计算出角度域第s层第p个码字ms,p的覆盖范围[ψs,p,start,ψs,p,end]：
10、
11、设码本在μ域的覆盖范围为[μmin,μmax]，为了服务近场和远场的所有用户，每个码字都需要覆盖整个距离域；
12、为了设计具有所需覆盖范围的码字，首先在ψ-μ域中进行信道采样；假设在ψ域中取i个均匀间隔的样本，在μ域中取j个均匀间隔样本；则当坐标(ψi,μj)属于码字ms,p的覆盖区域时，码字在该点处的波束成形增益预计为d；相反，如果坐标(ψi,μj)位于码字ms,p的覆盖区域之外，则码字在该点处的波束形成增益预计为零；
13、则ms,p的码字设计问题可以表示为：
14、
15、其中码字可以配置为ap的波束形成器。
16、进一步的于，由于ap波束形成器的可用相位值是有限的，针对这一实际约束，进行迭代码字优化，算法如下：
17、在每次迭代过程中，当优化第n个单元的相位值时，固定其他单元的相位，选择使函数最小化的元素n的相位值。
18、进一步的，设码本服务的距离范围为[rmin,rmax]，服务的角度范围为[ψmin,ψmax]，给定则μ域中码本的覆盖范围为
19、基于码本的覆盖范围，结合码字在角度域的递进关系，计算每层码字的覆盖面积；随着码本层s的数量增加，码字对应的波束变窄。底层的波束宽度不应超过阵列可以生成的上限，表示为其中nd是天线孔径；给定码本层数和码本的覆盖范围，即可生成远近场定位码本。
20、进一步的，通过容器化技术实现异构端侧算力的标准化封装。
21、本专利技术还要求保护一种远近场定位码本系统，该系统包括分层结构的码本，所述分层结构的码本为近场和远场用户通用的分层码本，分层码本中码字的覆盖范围在各层中逐步缩小，以获取用户相对于每个ap的角度，码本内波束的覆盖范围在各层之间逐渐变窄，从而锁定用户位置；
22、该系统能够服务于近场和远场用户，具体通过上述的远近场定位码本设计方法实现。
23、本专利技术还要求保护一种远近场定位码本设计实现装置，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
24、所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
25、所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，实现上述的方法。
26、本专利技术还要求保护一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，能够实现上述的方法。
27、本专利技术的一种远近场定位码本设计方法及系统与现有技术相比，具有以下
28、有益效果：
29、本专利技术所述远近场定位码本设计方法，能够达到低开销，适用于近场和远场的效果。一方面，实现低开销：与角度-距离二元域的传统码本不同，远近场码本产生的波束训练开销与天线单元的数量不应成比例；本专利技术在多ap联合定位方案中，每个ap的定位过程的时间开销尽量小，以实现快速定位。另一方面，适用于近场和远场：在大规模阵列辅助通信系统中，用户可能位于ap的近场或远场。与仅为近场或远场设计的传统码本不同，本专利技术所提出的远近场码本能够同时适用于这两种情况。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种远近场定位码本设计方法，其特征在于，设计近场和远场用户通用的分层结构的码本，分层码本中码字的覆盖范围在各层中逐步缩小，以获取用户相对于每个AP的角度，码本内波束的覆盖范围在各层之间逐渐变窄，从而锁定用户位置。
2.根据权利要求1所述的一种远近场定位码本设计方法，其特征在于，所述分层码本中，第一层包括两个码字，每个码字覆盖角域的一半；从第二层开始，码字的数量为上一层的两倍；每一层中的码字在下一层中被分成两个码字，每个码字覆盖了原覆盖范围的一半；
3.根据权利要求2所述的一种远近场定位码本设计方法，其特征在于，所述分层码本中的每个码字都可以覆盖特定角度的近场和远场的所有距离。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种远近场定位码本设计方法，其特征在于，针对所述分层码本进行多分辨率码字设计，在ψ-μ域中分层码本和码字的设计方法如下：
5.根据权利要求4所述的一种远近场定位码本设计方法，其特征在于，对AP波束形成器的可用相位值进行迭代码字优化，算法如下：
6.根据权利要求5所述的一种远近场定位码本设计方法，其特征在于，设码本
7.根据权利要求1所述的一种远近场定位码本设计方法，其特征在于，通过容器化技术实现异构端侧算力的标准化封装。
8.一种远近场定位码本系统，其特征在于，包括分层结构的码本，所述分层结构的码本为近场和远场用户通用的分层码本，分层码本中码字的覆盖范围在各层中逐步缩小，以获取用户相对于每个AP的角度，码本内波束的覆盖范围在各层之间逐渐变窄，从而锁定用户位置；
9.一种远近场定位码本设计实现装置，其特征在于，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
10.一种计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，能够实现权利要求1至7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种远近场定位码本设计方法，其特征在于，设计近场和远场用户通用的分层结构的码本，分层码本中码字的覆盖范围在各层中逐步缩小，以获取用户相对于每个ap的角度，码本内波束的覆盖范围在各层之间逐渐变窄，从而锁定用户位置。
2.根据权利要求1所述的一种远近场定位码本设计方法，其特征在于，所述分层码本中，第一层包括两个码字，每个码字覆盖角域的一半；从第二层开始，码字的数量为上一层的两倍；每一层中的码字在下一层中被分成两个码字，每个码字覆盖了原覆盖范围的一半；
3.根据权利要求2所述的一种远近场定位码本设计方法，其特征在于，所述分层码本中的每个码字都可以覆盖特定角度的近场和远场的所有距离。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种远近场定位码本设计方法，其特征在于，针对所述分层码本进行多分辨率码字设计，在ψ-μ域中分层码本和码字的设计方法如下：
5.根据权利要求4所述的一种远近场定位码本设计方法，其特征在于，对ap波束形成器的...
【专利技术属性】
技术研发人员：林巍，尹梦君，
申请(专利权)人：浪潮通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。