基于指纹匹配的无蜂窝大规模MIMO三维定位方法

来源：信号处理杂志 2022年第7期北京时间：

作者：贾若, 许魁, 夏晓晨, 谢威, 臧国珍, 郭明喜

摘要：本文研究了无蜂窝大规模多输入多输出（Multiple input multiple output， MIMO）系统中基于指纹匹配的无线定位方法。假设服务区域内布设大量接入点（Access point， AP），每个AP配置水平均匀线性阵列天线（Uniform linear array， ULA）或垂直ULA。利用相互正交的线性阵列天线（Orthogonal uniform linear array， O-ULA）对不同地理位置用户的方位角和俯仰角进行辨识，提取无线信道的角度功率谱矩阵构建方位角和俯仰角指纹库。借助谱聚类算法对指纹数据库进行预处理，然后通过两阶段指纹匹配策略计算指纹相似度并排序，在指纹库中搜索与用户指纹相似度最高的参考点，并利用加权K近邻算法（Weighted K-nearest neighbor， WKNN）估计用户位置。仿真结果表明，所提方案和单天线方案、ULA方案、均匀矩形阵列（Uniform rectangular array， URA）方案相比能够获得更高的三维定位精度。

关键词：无蜂窝大规模多输入多输出系统, 三维定位, 正交线性阵列, 指纹匹配, 谱聚类, 加权K近邻算法