И.С. Бобылкин1, А.С. Самодуров2, А.В. Иванов3, А.А. Кузёмкин4, Д.А. Ямпольский5

1-5 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» (г. Воронеж, Россия)

Постановка проблемы. Принцип работы динамического выборочного позиционирования в сетях пятого поколения (5G) особенно актуален в технологии «транспортное средство, подключенное ко всему» (V2X), применяемой в автомобильной системе связи, которая включает в себя типы связи, возникающие между одним объектом «транспортом» и таким объектами, как «инфраструктура», «сеть», «пешеход» или «устройство». Для достижения высокой точности в услугах V2X необходимо обеспечить стабильное и непрерывное подключение, а также покрытие с минимальным числом доступных точек связи и широкую полосу пропускания. Отсутствие прямой видимости является одной из основных проблем для достижения точного позиционирования во многих локациях, например, в условиях городской среды, туннелях и на подземных парковках. На сегодняшний день разработка потенциальных решений для обеспечения новых пользователей услуги V2X высокой точностью позиционирования - актуальная задача для перспективных версий технологии мобильной связи пятого поколения, формируемой консорциумом партнерского проекта третьего поколения (3GPP).

Цель. Представить новый метод выборочного позиционирования на основе дисперсии соседних времен приходов сигналов для динамического переключения между RAT-зависимыми методами и GNSS-методами позиционирования.

Результаты. Исследованы перспективные решения для обеспечения пользователей NR V2X долгосрочным и высокоточным позиционированием. Показан метод выборочного позиционирования для динамического переключения между измерениями GNSS и DL-TDOA на основе местоположения пользователей V2X и повышения точности собранных измерений с применением критерия на основе MAP для оценки прироста производительности за счет объединения измерений, полученных с помощью различных технологий в сервисах NR V2X. Выполнена оценка предлагаемых гибридных методов с помощью моделирования на системном уровне, результаты которого продемонстрировали, что предложенные алгоритмы могут достигать ошибки позиционирования ≤ 3 м с доступностью приблизительно 76% по сравнению с доступностью 51 и 58%, полученной при использовании только измерений GNSS или DL-TDOA соответственно. Показано, что для улучшения хвоста распределения ошибок позиционирования пользователей более чем на 56% необходимо применять развертывание придорожных блоков связи.

Практическая значимость. Реализация метода выборочного позиционирования на основе дисперсии соседних времен приходов сигналов позволяет повысить точность определения местоположения подвижного объекта в сетях, построенных на основе технологии V2X. Разработанное решение способствует обеспечению стабильной передачи данных с минимальным влиянием помех за счет динамического переключения между разными методами обнаружения.

Бобылкин И.С., Самодуров А.С., Иванов А.В., Кузёмкин А.А., Ямпольский Д.А. Реализация динамического выборочного позиционирования в новых службах радиосвязи пятого поколения на основе технологии «транспортное средство, подключенное ко всему» // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 8. С. 67-77. DOI: https://doi.org/10.18127/ j00338486-202308-11

1. Фокин Г.А., Владыко А.Г. Позиционирование транспортных средств в сверхплотных сетях радиодоступа V2X/5G с использованием расширенного фильтра Калмана // Труды учебных заведений связи. 2020. Т. 6. № 4. С. 45-59.
2. Олейникова А.В., Нуртай М.Д., Шманов Н.М. Перспективы развития связи 5G // Современные материалы, техника и технологии. 2015. № 2(2). С. 233-235.
3. Кисельников А.Е., Усс М.О., Шидловский Д.Ю. Разработка систем связи стандарта 5G с применением инструментария 5G toolbox программного пакета MATLAB // Доклады 21-й Междунар. конф. «Цифровая обработка сигналов и ее применение – DSPA-2019» (Москва, 27–29 марта 2019 г.). Т. XXI. Кн. 2(2). М.: Московское НТО радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова. 2019. С. 455-462.
4. Неклюдов А.Л., Пирогов А.А., Ципина Н.В., Бобылкин И.С. Разработка и анализ модели, имитирующей помехи приема фазоманипулированных сигналов для обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных устройств // Вестник ВГТУ. 2018. Т. 14. № 4. С. 113-116.
5. Самодуров А.С., Ямпольский Д.А., Иванов А.В. и др. Зависимость среднего абсолютного отклонения ошибок пеленгации от частоты и направления прихода сигнала при размещении трехэлементной пеленгационной кольцевой антенной решетки на беспилотном летательном аппарате // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 6. С. 47-51. DOI: 10.18127/j00338486-202106-08.
6. Костюков А.С., Башкиров А.В., Макаров О.Ю., Демихова А.С. Способы цифровой обработки зашумленных изображений // Доклады 23-й Междунар. конф. «Цифровая обработка сигналов и её применение (ЦОС-2021)» (Москва, 24–26 марта 2021 г.). М.: Российское НТО радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова. 2021. С. 105-110.
7. Астахов Н.В., Бадаев А.С., Макаров О.Ю. и др. Применение MIMO-радаров для точного обнаружения целей и оценки их параметров // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 6. С. 23-26. DOI: 10.18127/j00338486-202106-04.