Joint 3D Positioning and Network Synchronization in 5G Ultra-Dense Networks Using UKF and EKF
Notice bibliographique
Résumé
It is commonly expected that future fifth generation (5G) networks will be deployed with a high spatial density of access nodes (ANs) in order to meet the envisioned capacity requirements of the upcoming wireless networks. Densification is beneficial not only for communications but it also creates a convenient infrastructure for highly accurate user node (UN) positioning. Despite the fact that positioning will play an im- portant role in future networks, thus enabling a huge amount of location-based applications and services, this great opportunity has not been widely explored in the existing literature. There- fore, this paper proposes an unscented Kalman filter (UKF)- based method for estimating directions of arrival (DoAs) and times of arrival (ToA) at ANs as well as performing joint 3D positioning and network synchronization in a network-centric manner. In addition to the proposed UKF-based solution, a similar extended Kalman filter (EKF)-based method is proposed by extending the existing 2D EKF-based approach to cover also realistic 3D scenarios. Building on the premises of 5G ultra- dense networks (UDNs), the performance of both methods is evaluated and analysed in terms of DoA and ToA estimation as well as positioning and clock offset estimation accuracy, using the METIS map-based ray-tracing channel model and 3D trajectories for vehicles and unmanned aerial vehicles (UAVs) through the Madrid grid. Based on the comprehensive numerical evaluations, both proposed methods can provide the envisioned one meter 3D positioning accuracy even in the case of unsynchronized 5G network while simultaneously tracking the clock offsets of network elements with a nanosecond-scale accuracy.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».