Il posizionamento satellitare all'interno non è visibile, 5G, UWB e Bluetooth hanno una precisione di tre centimetri
5G, UWB e Bluetooth
Nella vita quotidiana, la maggior parte del flusso di informazioni che riceviamo contiene informazioni sulla posizione spaziale e l'acquisizione accurata delle informazioni sulla posizione è diventata uno dei requisiti necessari per la produzione e la vita. Soprattutto in ambienti interni con segnali GPS o Beidou deboli, c'è un urgente bisogno di una tecnologia di posizionamento di maggiore precisione per integrare le informazioni sulla posizione. Al momento, le tecnologie 5G, UWB e Bluetooth stanno tutte perseguendo il posizionamento ad alta precisione e ognuna ha i suoi vantaggi e svantaggi. Il futuro mercato del posizionamento ad alta precisione sarà l'unico o molti si completeranno a vicenda? Analizziamo lo stato di sviluppo e le potenzialità dei tre.

Posizionamento 5G verso il livello del centimetro

Il 5G non è solo una rete di comunicazione, ma anche la rete di posizionamento è uno dei suoi punti di forza: con la promozione globale del 5G a livello globale, il posizionamento ad alta precisione del 5G non è più una falsa proposta. Il posizionamento 5G consiste nel misurare i segnali wireless attraverso una rete di comunicazione mobile 5G per determinare le informazioni sulla posizione geografica del terminale. Nell'accordo 3GPP R16, in base alle caratteristiche di ampia larghezza di banda del 5G, la capacità di posizionamento 5G può raggiungere una precisione dell'80% per i 3 metri interni e dell'80% per i 10 metri esterni. Attraverso tecnologie come RTT multi-stazione base, AoA/AoD, TDOA e stazione base singola UL-AoA, R16 ha aperto la strada ai servizi di posizionamento 5G.

Cellulare LampSite / Huawei

Ad esempio, Huawei ha preso l'iniziativa nel completare la verifica del posizionamento indoor 5G nella metropolitana di Suzhou nel marzo di quest'anno attraverso piccole stazioni base come LampSite e l'edge computing multiaccesso MEC. Nascondendo la stazione base e dispiegandola nel soffitto, il posizionamento indoor 5G di Huawei ha raggiunto una precisione di posizionamento da 3 metri a 5 metri nel 90% delle cabine della metropolitana e dei corridoi delle stazioni.

Questo tipo di precisione è sufficiente per far fronte a scenari commerciali ordinari, ma non è ancora chiamato posizionamento ad alta precisione. In R17, che dovrebbe essere lanciato all'inizio del 2022, è stato introdotto un nuovo elemento di lavoro LPHAP (posizionamento ad alta precisione a bassa potenza). L'obiettivo di LPHAP è migliorare ulteriormente la precisione di posizionamento a 0,5 metri 90% o superiore.Allo stesso tempo, attraverso la modalità di sospensione a lungo termine, la durata della batteria del terminale di posizionamento può raggiungere diversi mesi o addirittura un anno.

Il 28 settembre di quest'anno, Beijing Zhilianan Technology ha annunciato il chip di posizionamento 5G LPHAP MK8510, che supporta le bande di frequenza 5G di N41, N77, N78 e N79, con una precisione di 0,5 metri e 90%. Basato sulla tecnologia di controllo a bassa potenza di Zhilian, il chip viene posizionato una volta ogni 6 secondi e una batteria da 1000 mAh può supportare una durata di 12 batterie. Questo ecosistema LPHAP costruito con chip, moduli e prodotti terminali, insieme a stazioni base e operatori, diventerà probabilmente la forza principale per il posizionamento 5G nel prossimo futuro.

Dopo che gli operatori hanno costruito reti di comunicazione 5G e reti di posizionamento tramite stazioni base, possono fornire servizi di posizionamento 5G attraverso la piattaforma di sviluppo della posizione 5G. Ciò non include solo il servizio dell'operatore stesso, ma gli sviluppatori di terze parti possono anche chiamare interfacce aperte attraverso la piattaforma per ottenere rapidamente la posizione specifica del terminale.

3GPP ha anche stabilito che la prossima generazione di evoluzione del 5G è 5G-Advanced, ovvero il cosiddetto 5.5G, e ufficialmente iniziata da R18. In base a questo standard, il 5G otterrà una larghezza di banda ultra ampia di 800 MHz o addirittura superiore a 1 GHz e avanzerà il posizionamento 5G al livello del centimetro. Allo stesso tempo, 5G-Advanced introdurrà un design minimalista dell'interfaccia aerea per ridurre al minimo il consumo energetico di segnalazione dell'interfaccia aerea, rendendo il tempo di attesa del modulo di posizionamento a più di 2 anni.

Tuttavia, il congelamento dell'R17 non è ancora stato completato e l'R18 dovrà attendere fino al 2023. Il 5G a onde millimetriche non è stato ancora completamente implementato. Sia la precisione del posizionamento che il modello di business richiedono un'esplorazione di follow-up.

UWB e Bluetooth complementari

Quando si tratta di larghezza di banda, la tecnologia UWB nota come ultra-bandwidth è naturalmente indispensabile.L'emergere di prodotti come AirTag ha ancora una volta ispirato UWB. UWB trasmette i dati con impulsi estremamente stretti, quindi la larghezza di banda è sostanzialmente superiore a 500 MHz. Al momento, UWB in condizioni ideali può raggiungere una precisione al decimetro e altre tecnologie di posizionamento sono fuori portata. Tuttavia, la banda di frequenza di UWB è compresa tra 6 GHz e 9 GHz e la penetrazione dell'impulso non è ideale, quindi la precisione è maggiore se utilizzata in un ambiente non ostruito.

Oltre all'UWB, c'è anche la tecnologia Bluetooth che ha impattato sul mercato del posizionamento a partire dalla 5.0. Il Bluetooth può anche ottenere funzioni di posizionamento tramite le tecnologie AoA e AoD. Tuttavia, a causa dei limiti delle proprie "condizioni hardware", la precisione è compresa tra l'attuale posizionamento 5G e il posizionamento UWB ed è necessario risolvere il problema delle interferenze nell'ambiente del segnale complesso. Ma il suo vero vantaggio risiede nel basso consumo energetico e nell'elevata popolarità. I ​​terminali mobili hanno sostanzialmente reso popolari le connessioni Bluetooth. Tag o terminali dedicati al posizionamento possono durare anche più di un anno. Le sue caratteristiche sono molto simili a UWB. Buon complemento.

Stazione base Bluetooth AoA / Tecnologia a quattro fasi

Four Phase Technology ha sviluppato una serie di sistemi di posizionamento integrati basati su UWB e Bluetooth BLE AOA. Secondo diversi scenari, è compatibile con i tag di posizionamento di questi due segnali contemporaneamente. La stazione base di posizionamento interno BLE AOA della tecnologia a quattro fasi può ottenere un posizionamento inferiore al metro, mentre UWB può raggiungere un posizionamento fino a 10 cm. Nella copertura su larga scala, l'UWB è responsabile della copertura completa e l'AOA è responsabile del supplemento del punto cieco dell'area occlusa.

Sebbene UWB sia attualmente la tecnologia di posizionamento più accurata, la costruzione di una rete di posizionamento UWB richiede il posizionamento di stazioni base e tag di posizionamento.Sebbene il numero dei primi non sia elevato, il costo individuale è ancora elevato. Al contrario, il costo delle stazioni base di posizionamento Bluetooth è molto più basso, quindi questo schema di fusione può ridurre ulteriormente i costi.