Future fifth-generation (5G) New Radio (NR) services consider positioning an integral part of a system that provides high precision using millimeter-wave (mmWave) cellular networks. While the 5G standard for positioning is not fully defined yet, the positioning reference signal (PRS) used in long-term evolution (LTE) system is being considered. Since the conventional LTE PRS is designed for LTE systems below 6 GHz, it is more sensitive and inefficient for high-speed vehicle (HSV) experiencing a high Doppler effect in mmWave cellular systems. In this paper, a new sequence, called an oscillatory pulse sequence (OPS), is proposed for the positioning of HSVs in mmWave cellular systems. The ambiguity function (AF) and cross-ambiguity function of OPS are analyzed to examine its autocorrelation and cross-correlation properties in the existence of Doppler shift. The performance of the proposed OPS is compared with the performance of LTE PRS, Zadoff-Chu, and linear-frequency modulated waveforms with respect to correlation, time ambiguity, and Doppler tolerance. The analytic and simulation results show that the OPS provides an accurate timing (distance) estimation in the existence of a high Doppler shift, which is the ideal characteristic of the AF for positioning. The OPS is especially suitable for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems because it can be easily multiplexed with other signals in the frequency domain.

未来的第五代（5G）新无线电（NR）服务考虑将系统的组成部分定位为使用毫米波（mmWave）蜂窝网络提供高精度的系统。尽管尚未完全定义用于定位的5G标准，但正在考虑在长期演进（LTE）系统中使用的定位参考信号（PRS）。由于传统的LTE PRS是为低于6 GHz的LTE系统设计的，因此对于毫米波蜂窝系统中经历高多普勒效应的高速车辆（HSV）而言，它更加灵敏且效率低下。在本文中，提出了一种新的序列，称为振荡脉冲序列（OPS），用于在毫米波蜂窝系统中定位HSV。分析了OPS的歧义函数（AF）和互歧函数，以检查其在多普勒频移存在下的自相关和互相关特性。就相关性，时间歧义和多普勒容忍度而言，将拟议的OPS的性能与LTE PRS，Zadoff-Chu和线性调频波形的性能进行了比较。分析和仿真结果表明，在存在高多普勒频移的情况下，OPS提供了准确的时序（距离）估计，这是自动对焦进行定位的理想特性。OPS特别适用于正交频分复用（OFDM）系统，因为它可以很容易地与频域中的其他信号复用。相关性，时间模糊度和多普勒容差方面的线性调频波形。分析和仿真结果表明，在存在高多普勒频移的情况下，OPS提供了准确的时序（距离）估计，这是自动对焦进行定位的理想特性。OPS特别适用于正交频分复用（OFDM）系统，因为它可以很容易地与频域中的其他信号复用。相关性，时间模糊度和多普勒容差方面的线性调频波形。分析和仿真结果表明，在存在高多普勒频移的情况下，OPS提供了准确的时序（距离）估计，这是自动对焦进行定位的理想特性。OPS特别适用于正交频分复用（OFDM）系统，因为它可以很容易地与频域中的其他信号复用。