屋内での衛星測位は見られず、5G、UWB、Bluetoothは3センチの高精度です
5G、UWB、Bluetooth
日常生活では、私たちが受け取る情報ストリームのほとんどに空間的な位置情報が含まれており、位置情報を正確に取得することは、生産と生活に必要な要件の1つになっています。特にGPSや北斗信号が弱い屋内環境では、位置情報を補完するためのより高精度な測位技術が急務となっています。現在、5G、UWB、Bluetoothの各技術はすべて高精度ポジショニングを追求しており、それぞれに長所と短所がありますが、将来の高精度ポジショニング市場は唯一のものになるのでしょうか、それとも多くが相互に補完するのでしょうか。 3つの開発状況と可能性を分析してみましょう。

センチメートルレベルに向けた5Gポジショニング

5Gは単なる通信ネットワークではありません。ポジショニングネットワークもそのハイライトの1つです。5Gが世界的に普及しているため、5Gの高精度ポジショニングはもはや誤った提案ではありません。 5Gポジショニングとは、5Gモバイル通信ネットワークを介して無線信号を測定し、端末の地理的位置情報を特定することです。 3GPP R16契約では、5Gの広い帯域幅特性に基づいて、5Gポジショニング機能は屋内3メートルで80％、屋外10メートルで80％の精度に達することができます。マルチベースステーションRTT、AoA / AoD、TDOA、シングルベースステーションUL-AoAなどのテクノロジーを通じて、R16は5Gポジショニングサービスへの道を開きました。

LampSiteスモールセル/ Huawei

たとえば、ファーウェイは、LampSiteやMECマルチアクセスエッジコンピューティングなどの小規模基地局を通じて、今年3月に蘇州メトロで5G屋内測位検証を完了することを主導しました。基地局を隠して天井に配置することで、Huaweiの5G屋内測位システムは、地下鉄のブースと駅舎の90％で3メートルから5メートルの測位精度を達成しました。

この種の精度は、通常の商業シナリオに対応するには十分ですが、まだ高精度測位とは呼ばれていません。 2022年初頭に発売が予定されているR17では、新しいワークアイテムLPHAP（低電力高精度測位）が導入されました。 LPHAPの目標は、測位精度を0.5メートル90％以上にさらに向上させることです。同時に、長期スリープモードにより、測位端末のバッテリー寿命は数か月または1年に達する可能性があります。

今年の9月28日、Beijing Zhilianan Technologyは、N41、N77、N78、およびN79の5G周波数帯域を0.5メートルおよび90％の精度でサポートする5GLPHAPポジショニングチップMK8510を発表しました。 Zhilianの低電力制御技術に基づいて、チップは6秒に1回配置され、1000mAhバッテリーは12バッテリー寿命をサポートできます。チップ、モジュール、端末製品、および基地局とオペレーターで構築されたこのLPHAPエコシステムは、近い将来、5Gポジショニングの主力になる可能性があります。

事業者は、基地局を介して5G通信ネットワークと測位ネットワークを構築した後、5Gロケーション開発プラットフォームを介して5G測位サービスを提供できます。これには、オペレーター自体のサービスが含まれるだけでなく、サードパーティの開発者がプラットフォームを介してオープンインターフェイスを呼び出して、端末の特定の場所をすばやく取得することもできます。

3GPPはまた、次世代の5Gの進化は、いわゆる5.5Gである5G-Advancedであると判断し、正式にはR18から開始されました。この規格では、5Gは800MHzまたは1GHzを超える超大帯域幅を獲得し、5Gポジショニングをセンチメートルレベルに進めます。同時に、5G-Advancedは、エアインターフェイス信号の消費電力を最小限に抑えるための最小限のエアインターフェイス設計を導入し、ポジショニングモジュールのスタンバイ時間を2年以上にします。

ただし、R17の凍結はまだ完了しておらず、R18は2023年まで待たなければなりません。ミリ波5Gはまだ完全には展開されていません。測位精度とビジネスモデルの両方について、追跡調査が必要です。

補完的なUWBとBluetooth

帯域幅に関しては、超帯域幅として知られるUWBテクノロジーが当然不可欠です。AirTagなどの製品の出現は、UWBに再び影響を与えました。 UWBは非常に狭いパルスでデータを送信するため、帯域幅は基本的に500MHzを超えます。現在、理想的な条件下でのUWBはデシメートルレベルの精度を達成でき、他の測位技術は手の届かないところにあります。ただし、UWBの周波数帯域は6GHz〜9GHzであり、パルス透過は理想的ではないため、障害物のない環境で使用すると精度が高くなります。

UWBに加えて、5.0以降のポジショニング市場に影響を与えたBluetoothテクノロジーもあります。 Bluetoothは、AoAおよびAoDテクノロジーを介してポジショニング機能を実現することもできます。ただし、独自の「ハードウェア条件」の制限により、精度は現在の5GポジショニングとUWBポジショニングの間にあり、複雑な信号環境での干渉問題を解決する必要があります。しかし、その本当の利点は、低消費電力と高い人気にあります。モバイル端末は基本的にBluetooth接続を普及させています。ポジショニング専用のタグまたは端末も1年以上持続します。その特性はUWBと非常に似ています。

BluetoothAoAベースステーション/ 4フェーズテクノロジー

Four Phase Technologyは、UWBとBluetooth BLEAOAに基づく統合測位システムのセットを開発しました。さまざまなシナリオによると、これら2つの信号のポジショニングタグと同時に互換性があります。 Four-phaseテクノロジーのBLEAOA屋内測位基地局はサブメートル測位を実現でき、UWBは最大10cmの測位を実現できます。大規模なカバレッジでは、UWBが完全なカバレッジを担当し、AOAが閉塞領域の死角の補足を担当します。

UWBは現在最も正確な測位技術ですが、UWB測位ネットワークを構築するには、測位基地局と測位タグが必要です。前者の数は多くありませんが、それでも個々のコストは高くなります。対照的に、Bluetoothポジショニング基地局のコストははるかに低いため、この融合スキームはさらにコストを削減できます。