TR2021019975A2 - Irs i̇le etki̇nleşti̇ri̇len kullanici konumlandirma - Google Patents

Abstract

Mevcut buluş, IRS kullanarak konumlandırmaya yönelik yeni bir yöntem ile ilgilidir. Söz konusu yöntem kablosuz iletişim sistemleri üzerinde uygulanabilmektedir.

Description

TARIFNAME Teknik Alan Mevcut bulus, akilli yansitici yüzey (IRS) kullanarak kablosuz aglarin kullanicilarinin konumlandirilmasina yönelik yeni bir yöntem ile ilgilidir. Söz konusu yöntem kablosuz iletisim sistemleri üzerinde uygulanabilmektedir. Onceki Teknik lRS, kablosuz iletisim sistemlerinde gelismis spektral verimlilik, gelismis enerji verimliligi ve gelismis fiziksel katman güvenligine yönelik gereksiniin gibi genis çesitlilikte problemlere yeni çözümler sunmanin kapisini açabilecek olan ümit verici bir teknolojidir. Kablosuz kanal üzerinden bir derece kontrol sunan ortamda bir kontrollü saçilim kümesi olarak davranmaktadir. Kablosuz iletisim sistemlerinde önemli bir problem konumlandirmadir; bu tür bilgiler, baz istasyonunun huzmeyi kendi yönünde hizalamak veya ortamdaki yansiyan nesnelerin tahmin edilmesi yoluyla seyrek kanallara yönelik kanal tahmin yükünü azaltmak üzere kullaniciyi takip ettigi huzme takibi türünden sistemin farkli yönlerinin gelistirilmesine yardimci olabilmektedir. Ayni zamanda, bu amaçlara yönelik kurulan algoritmalar tarafindan kullanilan bilgilere bir tamamlayici olarak kimlik dogrulama ve fiziksel katman güvenligine yönelik olarak kullanislidir. Ayni zamanda pozisyon bilgileri kaynak tahsisinde faydali olabilmektedir, örnegin baz istasyonlari bu tür bilgileri hücreler arasi geçise yönelik koordinasyonda faydali bulmaktadir. Ayni zamanda pozisyon bilgileri nesneleri takip etmeye yönelik saglik veya endüstri gibi konum tabanli hizmetlere yönelik olarak üst katmanlar tarafindan kullanilabilmektedir. Ve IRS, kablosuz kanalin bir kontrollü kismi, kullanici konumu ile ilgili bilgi çekmek üzere yararlanilabilecek bir kontrollü yansima sunmaktadir. LoS baglantilari üzerindeki konumlandinna çalismalarinin birçogu baz istasyonu ve mobil istasyon arasindadir. Ne var ki, modern konumlandirma yaklasimlari ortamdaki nesneler nedeniyle speküler yansimalardan kaynaklanan LoS disi MPC"den yararlanmaktadir. Bu yaklasimlar speküler birinci derECeden yansimalara dayanmaktadir. Bu tür yansimalarda, istasyonlar arasindaki yol tek bir büyük yansiyan nesneye sahiptir. Bu tür yansimalar LOS baglantisindan elde edilenlere ekstra bilgi sunmaktadir, bu da bunlari girisim olarak degerlendirmek yerine konumlandirma kesinliginin arttirilmasina yardimci olabilmektedir. Ne var ki, bu tür nesneler kontrol disindadir ve ortamda rastgele olarak var olmaktadir. LOS disi baglantilardan yararlanan konumlandirma algoritmalari öncelikle ortamdaki speküler yansimalari bulmali, ardindan bunlardan yararlanmalidir. Bu, karmasikligi arttiracaktir ve bu tür yansimalardan sorumlu olan saçicilarin sayilari ve lokasyonlarinin tüm egitim oturumlarinda düzeltilecegi garanti edilmemektedir. Ote yandan IRS ortamda baz istasyonunun görevlendirildigi gibi görevlendirilebilmektedir, dolayisiyla, tasarim itibariyle, baz istasyonuna göre lokasyonu bilinmektedir. Ayni zamanda azaltilmis karmasiklik ve yüksek kesinlik ile konumlandirmaya yönelik olarak yararlanilabilecek tam olarak kontrollü ve güvenilir bir speküler yansima sunmaktadir. Yine ortamda uygulanabilecek siradan yansiticilarin aksine IRS, tasarimda çok daha fazla esneklik sunan yansimalari üzerinden gerçek zamanli kontrol saglamaktadir. basilan Cui, Y. ve digerlerine ait bir çalismada, IRS çapa dügümleri olarak hareket eden yansitan birimlere (unsur gruplarina) bölünmektedir, ancak bu gruplarin ne kadar büyük olabilecegini sinirlandiran operasyon alani dikkate alinmamaktadir. Kullanici ve bu dügümler arasindaki mesafeler, konumu tahmin etmek üzere kullanilmaktadir. IRS,nin unsurlarini açip kapatabilecegini varsaymaktadirlar, böylece her dügüm mesafesi bagimsiz olarak tahmin edilmektediri ancak bu, daha fazla uygulama maliyeti getirmektedir. Her birime yönelik olarak, tüm bölgeyi taramak ve SNRlyi maksimuma çikaran Darbari açisal lokasyonunu bulmak üzere bir DFT tabanli kod kitabi kullanilmaktadir, ancak çözünürlük birim boyutu ile sinirlandirilmaktadir. 2021°de basilan Dardari, D. ve digerlerine ait bir çalismada, IRS ayni zamanda yansitan birimlere bölünmektedir, ancak yine boyutlari ile ilgili sinirlandirmalar dikkate alinmamaktadir. Yansitilan sinyallerinin baz istasyonunda taninabilmesi amaciyla bir DFT tabanli kod kitabinin IRS birimlerine yönelik olarak kullanilmasi önerilmistir. Ne var ki, bu çalisma unsur seviyesinde uzamsal filtrelemeyi dikkate almamaktadir; her birimin içindeki unsurlarin faz tasarimi degerlendirilmemektedir. Mesafe tahminine yönelik olarak, varis zamanindan yararlanilmaktadir. Parmak izi kontrolü tabanli konumlandirma semalarina benzer sekilde, 20217de basilan Zhang, D. ve digerlerine ait bir çalismada, kullanicinin alt bölgelere hareket ettigi ve yalnizca bu alt bölgeler bakimindan kullanici lokasyonlarinin tespit edilmesine yönelik IRS araciligiyla yola odaklandiklari bölgeyi bölmüslerdir. Öncelikle bir MAP tahmincisi önerilmektedir, ardindan IRS faz profilinin bu tahmincinin Darbari hata olasiligini minimuma indirdigi bulunmaktadir. 2021"de basilan Abu-Shaban, A. ve digerlerine ait bir çalismada, lokasyon tahmincisine yönelik bir alt sinir, yakin alandaki IRS konumlandirmasina yönelik olarak türetilmektedir. Ancak performansi gelistirmek üzere iRS"ye yönelik hiçbir faz profili tasarimi önerilmemistir; bunun yerine, fazlarin kör olarak seçilmesi için bulgusal yaklasimlar önerilmektedir. Ayni zamanda, benimsenen sistem modeli, baz istasyonunun IRS°ye çok yakin oldugu varsayildigindan, bu da [RS,nin kendisinin baz istasyonu gibi olmasi anlamina geldiginden sinirlidir. 2021 'de basilan Albanese P. ve digerlerine ait bir çalismada, kapsama alani alt bölgelere bölünmüstür, ve tekrarlanarak, açisal kullanici lokasyonunun tahmini, kullanicinin çikmasi beklenen bölgenin bölümünün inceltilmesi ile bulunmaktadir. Ilk tekrarda, IRS, daha genis bir açisal araligi, daha küçük üst üste binen araliklara bölerek taramaktadir. Maksimum SNR,ye sahip olanlar kullanici lokasyonunun kaba bir tahmini olarak kullanilmaktadir ve daha ince tahminler almak üzere daha küçük araliklara ilaveten bölünmektedir. Tahmin iyilestirmesi verilen bir esigin altina düsene kadar algoritma tekrarlamaya devam etmektedir. Öte yandan mesafe, varis zamanina dayali olarak tahmin edilmektedir, bu da daha genis bant genisliklerinin kullanimini gerektiirnektedir. Ayni zamanda, IRS fazlarinin tasarimi saglanmamistir; bunun yerine, rastgele bir seçim önerilmektedir. 20217de basilan Liu, Y. ve digerlerine ait bir çalismada, tahminci performansi üzerindeki bir alt sinir, yalnizca lRS tarafindan yansitmayi degerlendiren bir modele yönelik türetilmektedir. Bu durumda tahminciyi gelistiren IRS`nin faz profilini bulmak üzere bir algoritma önerilmektedir. Onceki teknikte önerilen çözümler genel olarak geleneksel anten-alan kanali modelini benimseme ve verilen bir tahminci üzerindeki bir alt siniri minimuma indirmek üzere fazlari optimize etme egilimindedir, veya SNR"yi maksimuma çikarmak ve kullanici lokasyonunun bir tahminini almak üzere IRS,yi karolara veya yansitma birimlerine böler ve fazlarini verilen bir kod kitabina dayali olarak veya rastgele olarak ayarlarlar. Ne var ki, mevcut çözümlere iliskin problem, ya benimsenen ve gelistirilen optimizasyon yaklasimlari nedeniyle olusan karmasiklik, ya da sinirli çözünürlüge sahip olan belirleyici faz tasarimlari olarak düsük kesinliktir. Inceltme tekrarlarina sahip olan çalismalarda dahi, odaklama çözünürlügü yükseldigindeki operasyon alanina dair net cevaplar bulunmamaktadir. Ayni zamanda, IRS"nin yansitma birimlerine bölünmesi süreci göz ardi edilmektedir. Bu itibarla, önceki teknikte mevcut olan teknik problemler dikkate alindiginda, daha iyi çözünürlük sunan ve daha az karmasik olan bir yönteme yönelik bir ihtiyaç oldugu görülmektedir. Bulusun Amaci Mevcut bulus, örnegin kullanici ile bir LOS baglantisi bulunmadigi durumlarda konumlandirmaya yönelik, iletisim sistemlerinde daha iyi çözünürlük sunan bir yöntem saglamayi amaçlamaktadir. Mevcut bulus ayni zamanda uygulamasi daha kolay be önceki teknik çözümleri ile karsilastirildiginda daha az karmasik olan bir yöntem saglamayi amaçlamaktadir. Bulusun bir diger amaci, kesin konumlandirrnaya yönelik basit ve saglam bir çözüm getirmek üzere bir kontrollü açilim kümesi olarak IRS"den yararlanmaktir. Bulusun Kisa Açiklamasi Mevcut bulus bir mobil kullanici veya mobil istasyonun konumunun bulunmasina yönelik bir yöntem ile ilgilidir, burada söz konusu yöntem asagidakileri içermektedir; - Egitim süresi üzerinden IRS yoluyla yansitilan çok yollu bilesenlerin kodlanmasi, - Iki dizide IRS faz profilinin tasarlanmasi - Taranan bölgeye ve baz istasyonuna göre lokasyonuna dayali olarak lRS"nin segmentlere bölünmesi, - Huzmeleri kontrol etmek ve kullanilan açisal lokasyona yönelik arama yaparken bunlari yönlendirmek üzere unsur seviyesinde Ve baz istasyonundaki çokyollu bilesenleri çözmek Üzere segment seviyesinde uzamsal Iiltreleme gerçeklestirme Mevcut bulusa göre yöntem, IRS segmentlerinin huzmelerinin ince hizalanmasi ile daha iyi çözünürlük ve karmasik optimizasyon algoritmalarindan ziyade düz adimlara sahip yöntemi önererek daha az karmasikhk sunmaktadir. Bulusun bazi benzersiz unsurlari asagidaki gibi siralanabilmektedir; 1. Bulusun yöntemi genis bant operasyonu gerektirmemektedir; bant genisligi konusunda herhangi bir kisitlamasi yoktur. Varis zamanina dayanmamaktadir. 2. Bulusun yöntemi, unsurlarin açilmasi ve kapanmasi gibi, IRS°de herhangi ek özellikler getirmemektedir. 3. Bulusun yöntemi öncelikle IRS çokyollu bilesenlerini çözmektedir. Ardindan, yöntemin kod kitabi çözünürlügü ile sinirli olmamasi nedeniyle inceltme ile açisal lokasyon tahminine yönelik büyüklükleri kullanmaktadir. Ayni zamanda kullanici mesafesini bulmak üzere bölgedeki herhangi bir noktaya yönelik bir imza olarak fazlari kullanmaktadir. Sekillerin Açiklamasi Sekil 1: Bulusun genel modeli Bulusun genel modelinde, baz istasyonu IRS tarafindan yansitilan sinyale dayali olarak mobil istasyon lokasyonunu tahmin etmek istemektedir. Mobil istasyon tanimlanmis bir bölge içerisinde bulunmaktadir. lRS, tanimlanan bölgedeki en yakin mesafeye dayali olarak segmentlere ayrilmaktadir; bu mesafeye referans mesafe denilmektedir. 101: Tanimlanan bölge 102: Referans mesafe 103: Referans mesafeye dayali segmentlere ayirma 104: Bir çokyollu bilesen 105: Engelleme 1A: Baz Istasyonu lB: Mobil Istasyon 1C: IRS Sekil 2: Egitim asamalarin bir örnegi Bu asama 2"de, huzmeler daha çok odaklanmistir, ancak segmentlerin sayisinin mesafe olarak degistirilmesi de mümkündür, kullanici ve IRS arasindaki mesafe kabaca bilinmektedir; bu nedenle referans mesafeye dayali olarak segmentlere ayirma yerine, kullanici ile kaba tahmin edilen mesafeye dayali olarak segmentlere ayirma kullanilmaktadir. 201: Asama 1 (ön bilgi bulunmamaktadir) 202: Asama 2 (daha ince tespit) 203: Asama 2 (yeniden segmentlere ayirma) 2A: Tanimlanmis bölgeyi kapsamak üzere üst üste binen ve genis huzmeler 2B: Kullaniciya dogru üst üste binen ve odaklanan huzmeler 2C: kullaniciya dogru daha ince ve odaklanmis huzmeler 2D: IRS 2E: Mobil istasyon Sekil 3: Tahmin adimlarinin bir Örnegi 3012 Lokasyon Ile ilgili ön bilgiler ile veya bunlar olmadan baslama 302: Seçilen bölgeyi kapsamak üzere ayar dizisi-1 uzamsal filtreleme 303: I"inei DFT kolonuna dayali ayar dizisi-1 uzamsal filtreleme 304: N_SL DFT kolonlarini uygulayip uygulamadigmizi kontrol etme 305: Hayir ise 306: Evet ise 307: MPC°lere dayali olarak mesafeyi ve açiyi bulma 308: Tahminin çözünürlük gereksinimlerini karsilayip karsilamadigini kontrol etme 309: Inceltilmis tarama bölgesini tanimlama 310: Durdurma Sekil 4: Farkli asamalarda huzmelerin büyüklüklerinin bir simülasyon örnegi Birinci asamada (Asama 1), tüm segmentler tüm bölgeyi tarayabilir, ancak yalnizca bir veya ikisi sifir olmayan büyüklüge sahiptir, bu nedenle kullanicinin açisal lokasyonlarinda olmasi beklenmektedir. Dolayisiyla, siradaki tüm segment huzmeleri önceki güçlü huzmelerin açilari etrafinda daha dar bir açisal araligi taramak üzere ayarlanmaktadir. Bu sekilde kullanicinin bulunmasi beklenen bölgenin tüm açisal araligi taranacaktir. Ardindan, mobil istasyondan N_LS sembolleri (N_LS IRS°deki segmentlerin sayisidir) gönderilecektir. Her sembol süresinde segmentlerin fazlari (dizi 2 uzamsal filtreleme) degistirilmektedir, böylece sembol süresinin sonundai baz istasyonu sembolleri, çokyollu bilesenlerini çözmek üzere IRS segmentleri tarafindan uygulanan kodlama operasyonunu tersine çevirerek kullanabilmektedir. Bilesenler kullanicinin açisini ve mesafesini tahmin etmek üzere kullanilmaktadir, buna dayali olarak segmentlerin sayisi ve huzmeleri, daha sonra daha ince bir tahmine yönelik olarak ayarlanmaktadir. 401: Asama 1: 402: Asama 2: 403: Asama 3: Bulusun Detayli Açiklamasi Yukarida bahsedildigi üzere, mevcut bulus mobil kullanici veya mobil istasyonun konumlandirilmasina yönelik bir yöntem ile ilgili Olup, söz konusu yöntemin asagidaki adimlari içermesi ile karakterize edilmektedir; - Tanimlanmis bölgeye ve herhangi önceki bilgiye dayali olarak segmentlere ayirma - Her segmentin verilen bir açisal araliga odaklandigi ve birlikte ayni anda tüm alani kapsadiklari verilen bir alt bölgeyi taramak üzere ayar dizisi-1 uzamsal filtreleme - N_SL sembollerini IRS"de ayriksi fourier dönüsümü (DFT) tabanli dizi-2 uzamsal filtreleme ile gönderme - Çözülen çokyollu bilesenlerin büyüklügüne dayali olarak açinin tahmin edilmesi ve inceltilmesi - Çözülen çokyollu bilesenlerin büyüklügüne dayali olarak mesafenin tahmin edilmesi Isburada, "herhangi önceki bilgi" iadesi, baz istasyonunun kullanici lokasyonu hakkinda (kabaca) bilgiye sahip oldugu durumlara atifta bulunmaktadir, bu durumda bu, tahminde kullanilabilmektedir. Örnegin, tüm bölgenin taranmasina ihtiyaç olmayacaktir; ancak yalnizca önceki bilgiye dayali olarak kullanicinin olmasi beklenen bölgenin taranmasi yeterli olacaktir. Burada IRS'nIn anten unsurlarinin segmentlerine bölündügü not edilmelidir. Dizi 1 uzamsal filtreleme bir segmentin unsurlarina uygulanmaktadir; her unsur verilen bir sekilde farkli faza sahiptir, böylece huzmeler arzu edilen yönlere yönlendirilmektedir. DiZi 2 uzamsal filtrelemede, tüm segmente IRS"deki bir unsur olarak davranilmaktadir; her segment, tüm unsurlarina uygulanan bir faz degerini almaktadir. Dizi 2 uzamsal filtrelemenin amaci, segment yoluyla yansitilan çokyollu bilesenlerin fazini kontrol etmektir. lsburada "verilen bir alt bölge" terimi, taranacak bölgenin alt bölgelere bölünmesinin degerlendirilmesi anlamina gelmektedir. Her segment veya çoklu segmentleri bir alt bölgeye yönelik olarak soiumludur. "Sorumlu" ile, huzmelerini bu bölgeye odakladiklari ifade edilmektedir. Önceki asamaya dayali olarak kullanici lokasyonunun bir kaba tahmini bulundugunda, kullanicinin kesin olarak verilen bir bölge içerisinde oldugu ve disinda olmadigi, bu nedenle siradaki egitim oturumlarinin bu bölgeye odaklandigi ve bölgeye, Önceki asamalar tarafindan kullanilan Önceki bölgenin parçasi olmasi nedeniyle alt bölge denildigi bilinmektedir. lsburada "N_SL" terimi lRS"deki segment sayisini tanimlamaktadir; L, LX°e yöneliktir, bu da Isburada çokyollu bilesenlerin büyüklügüne dayali olarak açinin tahmin edilmesi ve inceltilmesi konsepti, segmentler tarafindan yansitilan huzmelerin yönlendirme açisini degistirmek mümkün oldugu için huzmelerin kullaniciya odaklanmasi halinde bunun, alinan sinyallerinin güçlü büyüklüge sahip olacagi (dokümandaki planlarda gösterildigi üzere), ve sinyalin maksimuma çikarildigi, kullanicinin açisal lokasyonunun tahmin edildigi açilara dayali olacagi anlamina geldigini açiklamaktadir. ilaveten, açinin inceltilmesi sekillerdeki planlarda gösterildigi üzere yapilmaktadir, bir birinci tarama gerçeklestirildiginde, güçlü büyüklüge sahip olan yalnizca bir veya birkaç segment vardir ve digerleri düsüktür, bu, kullanicinin huzmelerin yönlendirildigi yönde oldugu anlamina gelmektedir. Sonraki tekrarda segmentlerin tüm huzmeleri bu yöne dogru odaklanmaktadir. Mesafenin tahmin edilmesi, çokyollu bilesenlere yönelik elde edilenlere benzer fazlar sunan mesafenin aranmasi ile gerçeklestirilmektedir. Bulusun yönteminde bahsedildigi üzere her segmente uygulanan bir yönlendirme açisina yönelik olarak, N_SL sembolleri gönderilmektedir, böylece bilesenlerinin çözülmesi ve seçilen yönlendirme açilarina yönelik olarak büyüklügün ne oldugunun görülmesi mümkündür. Dolayisiyla, egitim süresinin her biri N_SL sembollerinin boyutuna sahip alt sürelere bölündügünü, ve alt sürelerin sayisinin arzu edilen asamalarin sayisina esit oldugunu (tercih edilen bir yapilandirmada 2 ila 3 asama olabilmektedir) söylemek mümkündür. Siradaki asamalarda segmentlerin sayisinin kesinligi iyilestirmek üzere degistirilmesi halinde, N_SL"nin de degisecegi, dolayisiyla egitim alt sürelerinin uzunluklarinin özdes olmasinin gerekmedigi not edilmelidir. Daima mobil istasyon ve baz istasy0nu arasinda görüs çizgisi (LoS) olmasi mümkün olmadigindan, bulusun IRS yöntemi bir engelleme oldugunda bunlar arasinda bir sözde LoS baglantisi saglamak üzere kullanilmaktadir. Bu baglanti, mobil istasyon lokasyonunu tahmin etmek üzere baz istasyonu tarafindan kullanilmaktadir. "Sözde LOS" terimi, LOS baglantisinin bilindigi ancak ortamlardaki nesneler yoluyla yansimalarin bilinmedigi ve kontrol edilmedigi duruma atifta bulunmaktadir, ancak lRS"nin bir yansitici olarak kullanilmasi kontrollü bir yansima sunmaktadir, bu nedenle bir sözde LoS denilmektedir. Bulusun yöntemi, iç mekân ve dis mekân ortamlarinda kullanici konumundan faydalanan tüm durumlara uygulanabilmektedir. Bulusun bir yapilandirmasmda, üç sistem birimi olan bir sistem, yani bir baz istasyonu, bir mobil istasyon ve IRS degerlendirilmektedir. Söz konusu sistemde baz istasyonu, Sekil ljde gösterildigi üzere IRS tarafindan yansimalara dayali olarak mobil istasyonu tahmin etmektedir. Basitlik için, bu patentte yalnizca IRS tarafindan yansitilan sinyale odaklanilmakta, ancak önerilen çözümün pratikliginden ödün verilmemektedir. Baz istasyonu ile IRS ve IRS ile mobil istasyon arasindaki LoS baglantilarinin var oldugu varsayilmaktadir, ve ikisi de baz istasyonu ve mobil istasyon arasinda bir sözde LOS olustunnaktadir. Mobil kullanicinin tanimlanan bölgede bulundugu varsayilmaktadir, yani kullanici "tanimlanmis bölge" denilen bir bölge içerisinde bulunurken, IRS konumlandirmada baz istasyonuna yardimci Olmak üzere görevlendirilmektedir. Çoklu IRSllerin görevlendirilebilecegi ve her birinin veya birden çogunun tanimlanmis bir bölgeye yönelik sorumlu olabilecegi not edilmelidir. Tek unsurlu bir antene sahiptir ve pilot veya egitim sinyali tasarimi olmadan bir birim sinyali göndermektedir. Sinyal IRS`ye ulasmaktadir ve siradaki olarak açiklanarak havada kodlanmaktadir, ardindan baz istasyonu lokasyon tahminine yönelik olarak ölçüm sinyallerini islemektedir. B urada örnegin OFDM sinyalinin 256 alt tasiyiciya sahip olabilecegi anlamina gelen bir dar bant Sistemi varsayilmaktadir; önerilen yöntem, her birine bir dar bant veya tek tasiyici sinyali gibi uygulanmaktadir. Bu, tek tasiyici sinyallere, veya OF DM sistemlerine sahip olunmasi durumunda tekli alt tasiyici sinyallerine yönelik durum olabilmektedir. Daha yüksek çalisan frekanslarda, bant genisligi daha genistir ve örnegin 2GHz"e ulasabilmektedir. Bu tür durumlarda çok tasiyicili sinyaller egitime yönelik olarak kullanilabilmektedir, burada verilen egitim sembollerine yönelik olarak çoklu kopyalar gürültüye karsi sistem saglamligini arttirmak üzere ayni anda gönderilmektedir. Daha genis bant genisliginden, ulasan çokyollu bilesenler arasindaki gecikme farkini almak üzere yararlanilabilmektedir, ne var ki, burada, dar bant operasyonunun IRS ile yansimanin tam olarak kontrol edilmesi ve bir LOS baglantisi gibi hareket etmesi nedeniyle kesin tahmin alinak üzere ne kadar yeterli oldugu gösterilmektedir. Daha sonra, sadelik adina tek tasiyicili sinyallere odaklanilmaktadir. Sistem birimlerine dönüldügünde, mobil istasyonun tersine, baz istasyonu çoklu unsurlara ; N_B unsurlarina sahip tekdüze dogrusal dizilime sahiptir, bu da baz istasyonundaki anten unsurlarinin sayisidir. Ayni zamanda Huzme alani uzamsal filtrelemeyi benimsemektedir. Daha yüksek operasyon frekanslarinda, anten unsurlarinin sayisi büyümektedir, Örnegin 64, 128, 256, vb. Geleneksel MIMO sistemlerinde oldugu gibi sinyalinin baz bantta tam olarak kontrol edilmesi amaciyla, her unsura yönelik atanmis radyo frekansi (RF) islemeye sahip olunmasi her zaman uygulanabilir degildir. Bunun yerine, RF zincirlerinin sayisi genellikle sinirlidir ve anten unsurlarinin sayisina esit degildir. Bu nedenle, uzamsal filtreleme iki parçaya bölünmektedir; biri baz bantta, ve bir digeri RF bandinda. Baz bantta sinyalin genlik veya azda nasil manipüle edilebilecegi ile ilgili hiçbir sinirlandirma yoktur, ancak RF asamasinda, çogunlukla yalnizca faz kaydirma mevcuttur. Ayni zamanda daha yüksek operasyon frekanslarinda da, kanal, daha az sifir olmayan yansimaya sahiptir; dolayisiyla daha yüksek yol kayiplarini azaltmak üzere iletilen sinyale yönelik odaklanilmasi önemlidir. Bu amaçla, tekdüze dogrusal ve planya dizilimlerine yönelik uzamSal filtreleme semalarina takin ve basit olanlardan biri, Huzme alani uzamsal filtrelemedir. Bu Huzme alani uzamsal filtreleme semasinda, her RF zinciri girdi olarak açisal alanda bir huzrneden sorumludur. Arzu edilen yönlendirme açisina dayali olarak bu RF zincirine bagli olan faz kaydiricilarin ayarlanmasi ile, bir girdi olarak hareket eden bir huzme iletilmektedir. Bu huzmenin genisligi kaç tane anten unsurunun erisilebilir olduguna baglidir; ne kadar fazla unsur mevcutsa, huzme 0 kadar dar olacaktir. Bu huzme bir uzaysal filtre olarak hareket etmektedir; yönlendirme yönündeki iletilen sinyal güçlü olacaktir, ancak digerlerinde uzamsal filtreleme nedeniyle yok olacaktir. Huzme alani uzamsal filtreleme kanal modelleme ve uzamsal filtrelemeye yönelik olarak iyi bilinen bir terimdir. MIMO kanalinda girdiler ve çiktilar olarak anten unsurlari bulunmaktadir, ancak Huzme alani kanalinda, huzmeleri MIMO sisteminde girdi ve çikti olarak almak üzere özel bir tür uzamsal filtreleme yapilmaktadir; anten-unsurlar alanindan açisal alana hareket edilmektedir. Burada, yalnizca IRS tarafindan isgal edilen açisal araligi tarayan bir huzme olusturabilmesi amaciyla baz istasyonunun yeterli unsura sahip oldugu varsayilmaktadir. Daha genis huzmelere sahip Olmak da mümkündür. Bu durumda, çevreleyen nesneler ile yansimalar, örnegin IRS°nin monte edildigi Duvar gibi, düzeltilecektir ve baz istasyonunda çikarilabilmektedir. Bu, kullanici tarafindan iletilen sinyalin düzeltilmis ve biliniyor olmasi nedeniyle dogrudur ve dogrudan yansitilanlar disinda baz istasyonunda [RS tarafindan güçlü yansimalara sahip olunmasi mümkün degildir. Daha yüksek dereceden yansimalar buradaki durumumuzda oldugu gibi çok daha zayiftir; IRS tarafindan baz istasyonuna yansitilan sinyalin, yalnizca IRS°nin yönüne dogru odaklanan huzmelere sahip olmasi nedeniyle en azindan baz istasyonuna da ulasmak üzere iki diger nesneye ulasmasi gerekmektedir. mekân iletisiminde veya genel olarak daha yüksek operasyon frekanslarina yönelik olarak pek çok senaryoda diger sistem birimlerinin uzak alaninda çalisamamaktadir. Bu nedenle, bu segmentlerin herhangi birinin baz istasyonu ve mobil istasyonun uzak alaninda çalismasi için segmentlere bölünmesi gerekmektedir. Segmentlere ayirma ile ilgili daha fazla detay, M. Alayasra ve H. Arslan, "IRS-Enabled Beam-Space Channel," in IEEE Transactions on Wireless özellikle de dokümanin segmentlere ayirma ile ilgili kismi buraya referans yoluyla dahil edilmektedir. Kullanicinin yukarida bahsedildigi gibi tanimlanmis bir bölgede oldugu varsayildigindan, baz istasyonunun daha uzak bir lokasyonda oldugu varsayilarak IRS, Sekil 1"de gösterildigi üzere bölgedeki mümkün olan en yakin lokasyona dayali olarak segmentlere ayrilmistir. Segmentlerin sayisinin referans mesafesi ile daha az sinirli oldugu, dolayisiyla arzu edilirse daha fazla segmentin varsayilabilecegi not edilmelidir. Baz istasyonunun huzmesi IRS"ye odaklanmistir, ancak ayni zamanda Huzme alani tabanli uzamsal filtrelemeyi kullanan IRS çoklu huzmelere sahiptir; her segment kendi huzmesine sahiptir. Ayni zamanda, baz istasyonunda, huzme bir yöne sahiptir, bu da IRS'ye dogru olanidir. segment fazlarini ayarlamalidir. Baslangiçta kullanici konumu bilinmedigi için, segmentlerin boyutlari ve numaralari, en azindan IRS ile tanimlanmis bölgenin tüm açisal araligini kapsamak üzere seçilmektedir. Bu durumda, herhangi bir konumda mobil istasyondan gelen herhangi bir Sinyal, en az bir segment tarafindan yakalanacaktir. Her segmentin içindeki unsurlarin fazlari verilen bir yönde bir huzme olusturmak üzere ayarlanmaktadir, ancak bir bütün olarak segment, bir anten olarak IRS'ye yönelik bir unsur olarak hareket etmektedir. Bu nedenle, uzamsal filtrelemenin iki dizisi vardir: huzmeyi verilen bir yönde yönlendirmek üzere bir segmentte unsurlarin fazlarinin ayarlandigi unsur seviyesindeki dizi-1, ve verilen bir segmentte tüm unsurlara bir ortak fazin uygulandigi ve bu fazin segmente bir unsur olarak uygulanan bir tekli kayma olarak hareket ettigi dizi-2. Dizi -2 uzamsal filtrelemenin amaci, bir segmente karsilik gelen bilesenlerin fazini ayarlamaktir. Egitim oturumu asamalara sahiptir. Her asamada, öncelikle mevcut önceki bilgiye dayali olarak verilen bir bölgeyi taramak üzere dizi-l uzamsal filtreleme tasarlanmaktadir. Örnegin Sekil 2°de önceki bilgi bulunmamaktadir, bu nedenle tasarim baslangiçta asama l'deki tüm bölgeyi taramak üzere ayarlanmaktadir, Asama esnasinda, en azindan N_SL egitim sembolleri olmalidir, burada NISL, bu asamadaki seçilen segment sayisidir. Her sembol süresinde, segmentin asama süresinin sonuna kadar mobil istasyona iletilen egitim sinyali üzerinde DFT operasyonu gerçeklestirecek olmasi nedeniyle dizi-2 uzamsal filtreleme tasarlanmaktadir. Bu, DFT matrisinin kolonlarinin asama sembolleri üzerinden dizi-2 uzamsal filtreleme fazlari olarak uygulanmasi ile mümkündür. Bu asama tamamlandiktan sonra, baz istasyonu, unsurlari segmentler tarafindan yansitilan bilesenler olan bir vektör üzerinde bir DFT operasyonunu temsil eden N_SL sembollerine sahip olacaktir. Bu nedenle, baz istasyonu, Iiziksel çokyollu bilesenlerin çözülmesini saplamak üzere elde edilen semboller üzerinde IDFT uygulamaktadir. Bu bilesenlerin her birinin büyüklügü ve fazindan, sonraki asamalara yönelik ilave inceltmeye yönelik konum tahmininde yararlanilmaktadir. Sekil 3, egitim asamalarini göstermektedir. Tanimlanmis bölgeye segmentlerin huzme taranmasi bilindiginden, çokyollu bilesenlerin büyüklükleri Sekil 4`teki bir örnekte gösterildigi üzere kullanicinin lokasyonu ile dogrudan ilgilidir. Ilk asamada, `16 arasindan yalnizca bir segment güçlü yansimaya sahiptir, bu da kullanicinin yönlendirme açisina yakin olan bir açisal konumda bulundugu anlamina gelmektedir. Açisal lokasyonu tahmin etmenin bir yolu, basit bir en küçük kare tahmincisi kullanaraktir. Örnegin, çokyollu bilesenlerin büyüklüklerinin V vektöründe depolandigi varsayilsin, bu durumda tahminci V ve a(t) vektörleri arasindaki karesi alinmis farki minimuma indiren t açisini bulacaktir, burada a, verilen bir açida huzmelerin büyüklüklerinin bir vektörüdür. Siradaki asamalarda, mevcut bilesen genliklerinden erisilebilir bilgilerden yararlanarak ilave inceltme yapilmasi mümkündür. Bilesenler ile erisilebilen bir diger bilgi bunlarin fazlaridir, bu da segmentler ve mobil istasyon arasindaki mesafelere baglidir. Kullanilan segmentlerin sayisi yeterli olmalidir, böylece tanimlanmis bölgedeki hiçbir iki nokta segmentler üzerinden ayni faz imzasina sahip olmayacaktir. Siradaki tekrarlarda, yalnizca iki seviyedeki uzamsal filtreleme ayarlanmamakta, ancak ayni zamanda örnegin Sekil 2"de gösterildigi üzere segmentlerin sayisinin ayarlanmasi da mümkün olmaktadir. Segment ne kadar büyükse, çözünürlük o kadar iyidir ve yük o kadar azdir, ancak önceki bilgi gereklidir. Bulusun Endüstriyel Uygulanabilirligi Bulusun yöntemi ofisler gibi iç mekân senaryolarinda kullanilabilmektedir. Ayni zamanda endüstriyel uygulamalarda; fabrikalardan örnegin yol makinelerine. Dis mekân uygulamalarinda, seyahat eden araçlari kesin sekilde takip etmek ve tespit etmek üzere yol kenarina yönelik olarak kullanilabilecektir. Bu temel konseptler arasinda, bulusun konusuna iliskin birkaç yapilandirma gelistirmek mümkündür; dolayisiyla bulus, burada açiklanan örnekler ile sinirlandirilamamaktadir ve bulus esas olarak istemlerde tanimlandigi gibidir. Bulusun ayri yapilandirmalari, uygun oldugunda birlestirilebilmektedir. Teknikte uzman bir kisinin benzer yapilandirmalari kullanarak bulusun yeniligini aktarabilecegi ve/veya bu tür yapilandirmalarin ilgili teknikte kullanilanlara benzer diger alanlara uygulanabilecegi açiktir. Dolayisiyla, ayrica bu tür yapilandirmalarin, yenilik kriterinden ve teknigin bilinen durumunu asma kriterinden yoksun oldugu anlasilmaktadir. TR TR

Claims (6)

1.ISTEMLER .

2.Mobil kullanici veya mobil istasyonun konumlandirilmasina yönelik bir yöntem ile ilgili olup, söz konusu yöntemin asagidaki adimlari içermesi ile karakterize edilmektedir; - Tanimlanmis bölgeye ve herhangi önceki bilgiye dayali olarak segmentlere ayirma - Her segmentin verilen bir açisal araliga odaklandigi ve birlikte ayni anda tüm alani kapsadiklari verilen bir alt bölgeyi taramak üzere ayar dizisi-1 hüzmeleme Sekillendirme - N_SL sembollerini tekli veya çoklu lRS”de DFT tabanli dizi-2 hüzmeleme ile gönderme - Çözülen çokyollu bilesenlerin büyüklügüne dayali olarak açinin tahmin edilmesi ve Inceltilmesi - Çözülen çokyollu bilesenlerin büyüklügüne dayali olarak mesafenin tahmin edilmesi .

3.Istem 1”e göre yöntem olup, dizi 1”in, bir segmentteki unsurlarin fazlarinin huzmeyi verilen bir yönde yönlendirmek üzere ayarlandigi unsur seviyesinde olmasi ile karakterize edilmektedir. . istem 2”ye göre yöntem Olup, dizi 2'de bir verilen segmentteki tüm unsurlarin, dizi 2°nin segmente bir unsur olarak uygulandigi tekli bir kayma oldugu bir ortak faz olarak bir araya gelmesi ile karakterize edilmektedir. .

4.Istemler 1-3'ten herhangi birine göre bir yöntem olup, bir veya daha fazla IRS'nin kullanilmasi ile karakterize edilmektedir. .

5.Önceki istemlerden herhangi birine göre bir yöntemin kullanimi olup, söz konusu yöntemin iç mekân veya dis mekân ortamlarindaki kullanici konumundan faydalanan tüm durumlara uygulanabilmesi ile karakterize edilmektedir.

6. Istem 5,6 göre bir yöntemin kullanimi olup, burada SÖZ konusu yöntem kullanici konumunun takip edilmesine veya makinelerin takip edilmesi veya seyahat eden araçlarin takip ve tespit edilmesine uygulanabilmektedir. TR TR