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5G向室內深度覆蓋 精準定位還要邁幾道坎?

作者:齊旭 來源:中國電子報 發布時間:2021-01-07 瀏覽:
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中國儲能網訊:當前,數據業務的80%~90%都發生在室內,隨著越來越多的B端行業應用場景對室內定位的精度提出了更高要求,傳統的室內定位技術受到覆蓋范圍、精度、能耗、成本等因素掣肘顯得“力不從心”,而衛星定位又無法穿透建筑,無論是人還是物常常在室內“找不著北”。

5G打開了室內定位的“機遇之門”,將從室外宏覆蓋,轉向室內深度覆蓋。由于其本身具備帶內定位能力,可以同時滿足通信、數據傳輸、定位等各方面需求,還可以與多項定位技術融合,實現定位精度以及覆蓋范圍的整體提升??梢哉f,從5G通信技術切入將破解室內定位的諸多難題。

為何會在室內迷路?

在戶外,我們獲得相對精準的位置信息基本依托于移動終端與衛星定位之間的通訊。而在室內,衛星定位則顯得不那么“靈光”了,衛星定位技術無法穿透建筑物的墻壁,無法建立穩定低延時的定位信息,也無法分辨出樓層,因此室內室外完全是兩套不同的定位系統。

為了在室內也能獲取到自身的位置信息,服務提供商部署了中繼基站或者室內定位設施,通過藍牙、WiFi等硬件以及SLAM、UWB等技術,收集到達時間差、到達角度等數據,聯合三個以上基站估算位置信息。

據了解,根據采用的信號不同,目前主流的室內定位技術主要有藍牙定位、WiFi和UWB(超寬帶定位),三者各有利弊。

藍牙定位最為常用,精度在米級,能耗較低,但定位范圍較小、需要單獨建設藍牙定位網絡、安裝專用程序上報數據;WiFi覆蓋范圍較廣,但WiFi信號極易受到干擾,需要單獨建設WiFi定位網絡;UWB的定位精度可以達到分米極,穿透力強、功耗低,但UWB設備價格高,需要單獨的網絡和終端進行定位,不易于推廣。

“這些現有的室內定位技術已經較為成熟,但由于室內場景復雜性高,應用個性化需求多,部署、維護成本高,并不是每一棟建筑都能部署這些定位設施。

此外,室內場景更新快,現有的定位技術似乎無法兼顧定位精度與商業成本的平衡?!敝袊苿友芯吭簾o線與終端技術研究所所長丁海煜指出。

可以說,室內定位技術在近年來始終未取得突破。

5G在定位系統中價值何在?

對于室內覆蓋業務和行業垂直應用拓展來說,室內精準定位是一個強需求。中國聯通網絡技術研究院無線研究部副主任李福昌在接受《中國電子報》記者采訪時表示,室內定位場景一方面是面向C端的服務,如停車場車位定位、商超導覽業務、文化參觀游覽等,提供人員導航和線路規劃等服務。但5G時代,室內定位更多的則是面向B端的應用場景,如智能倉儲物流、工廠資源互聯、公檢司法、電力能源等。

5G通信基礎設施逐步完善,正是解決室內定位“迷?!钡钠鯔C。那么,5G在定位系統中價值何在?室內通信與定位又將如何結合?

李福昌指出,3G、4G時代,運營商就曾嘗試過基于無線通信信號的定位,由于3G、4G網絡主要是無源系統,因此不具備室內定位的能力。少量有源室分帶寬小,子載波間隔小,定位精度十幾米,很難滿足室內應用需求。此外3G、4G網絡架構中也沒有定義定位服務器和對外的應用接口,難以推廣應用。

5G網絡的優勢一方面在于其具有的更大的帶寬和子載波間隔,使得5G室內定位精度提升(3.5GHz頻段下定位精度在5米左右,毫米波定位精度可以達到3米或更高)。5G R16版本對5G基站定位進行了增強,引入了新的功能實體和定位技術。R16中定義了端到端的定位系統框架,加入了定位處理平臺,提供應用接口,又引入了RTT(Round Trip Time)定位,不僅解決了4G時代由于網絡架構限制造成的與應用結合困難的問題,還能通過測量往返時間差,實現單站定位。

李福昌還指出,在正在推進的5G R17版本中,業內提出了進一步增強定位能力的目標——面向工業互聯網(IIOT)的場景,水平定位精度目標為0.5米,垂直定位精度在1米;一般的商用場景定位精度目標在水平1米,垂直3米。端到端定位時延100ms之內。

這些能力使得5G定位可以滿足大多數場景的定位應用需求。

相對于其他定位技術,已建成5G網絡的地方,就具備了高精度定位的能力,不需要再單獨建設定位網絡,也不需要特定的終端或標簽。而5G和云計算、大數據、AI、MEC結合的能力,也可以帶來更豐富的網絡應用。

5G將與不同技術融合定位

5G時代帶來的萬物互聯需求對室內定位的市場需求將起到極大的推動作用。室內定位是一個完整的系統,包含終端、網絡、平臺、應用等幾部分。網絡層是各類定位基站的網絡,可以是5G定位,也可以是藍牙、WiFi、超寬帶等其他定位網絡,還可以是這些技術的融合。在丁海煜看來,5G自身可以提供滿足大多數場景定位應用的能力,但這一能力不能解決所有的定位問題,需要5G與不同技術融合定位。

李福昌表示,5G在室內定位中不僅提供了自身的帶內定位能力,還提供了融合定位能力,通過SLAM、藍牙、UWB等多種技術和定位終端的信息進行綜合定位,技術間優勢互補,降低綜合定位成本,提高定位精度和魯棒性。

據丁海煜介紹,目前基于位置服務的融合應用業務已初步發展,包括汽車裝配利用5G+藍牙定位滿足其生產定位需求,電力能源利用5G+UWB定位滿足生產需求;在機場室內定位服務中,利用5G+藍牙定位滿足消費者導航以及管理者需求;倉儲物流場景中利用5G+藍牙AOA定位滿足智能化物流管理。

今年10月,中國移動、中興通訊等廠商共同發布了《5G室內融合定位白皮書》(以下簡稱《白皮書》)?!栋灼分赋?,新技術、新業態、新應用常常伴隨新的挑戰,包括5G小基站外部接口有待豐富和成熟、室內地圖尚未普及、室內位置信息以及個人數據的私密保障問題,以及室內和室外定位的銜接難題等。

在中興通訊無線產品副總經理李曉彤看來,想要盡快克服這些挑戰,需要從室內定位的網絡層切入,實現端到端產業鏈整體的布局。從終端層面看來,需要推動R16 5G芯片、藍牙5.2芯片盡快應用,并推動UWB芯片標準化和互聯互通;從平臺層面來看,位置信息提供者需加快布局室內地圖的構建等基礎性服務;從應用層面來看,還要吸引到更多開發者融入室內定位生態圈中,豐富系統應用形態,形成統一的應用解決方案。

關鍵字:5G

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