Спутниковое позиционирование в помещении не видно, 5G, UWB и Bluetooth с точностью до трех сантиметров
5G, UWB и Bluetooth
В повседневной жизни большая часть потока информации, которую мы получаем, содержит информацию о пространственном местоположении, и точное получение информации о местоположении стало одним из необходимых требований для производства и жизни. Особенно в помещениях со слабыми сигналами GPS или Beidou существует острая потребность в технологии более точного позиционирования, чтобы дополнить информацию о местоположении. В настоящее время технологии 5G, UWB и Bluetooth стремятся к высокоточному позиционированию, и каждая из них имеет свои преимущества и недостатки. Будет ли будущий рынок высокоточного позиционирования единственным рынком или многие из них будут дополнять друг друга? Давайте проанализируем состояние разработки и потенциал трех.

Позиционирование 5G на сантиметровом уровне

5G - это не просто сеть связи. Сеть позиционирования также является одним из ее основных моментов. С общим продвижением 5G во всем мире высокоточное позиционирование 5G больше не является ложным. Позиционирование 5G предназначено для измерения беспроводных сигналов через сеть мобильной связи 5G для определения информации о географическом местоположении терминала. В соглашении 3GPP R16, основанном на характеристиках большой полосы пропускания 5G, возможность позиционирования 5G может достигать точности 80% для 3 метров внутри помещения и 80% для 10 метров вне помещения. Благодаря таким технологиям, как RTT с несколькими базовыми станциями, AoA / AoD, TDOA и UL-AoA с одной базовой станцией, R16 проложил путь для услуг позиционирования 5G.

LampSite малая ячейка / Huawei

Например, Huawei взяла на себя инициативу по завершению проверки местоположения 5G в помещении в метро Сучжоу в марте этого года с помощью небольших базовых станций, таких как LampSite и пограничных вычислений с множественным доступом MEC. Скрывая базовую станцию ​​и размещая ее в потолке, внутреннее позиционирование 5G Huawei достигло точности позиционирования от 3 до 5 метров в 90% будок метро и вокзалов.

Такой точности достаточно, чтобы справиться с обычными коммерческими сценариями, но это еще не называется высокоточным позиционированием. В R17, который планируется запустить в начале 2022 года, был представлен новый рабочий элемент LPHAP (маломощное высокоточное позиционирование). Целью LPHAP является дальнейшее повышение точности позиционирования до 90% и выше 0,5 м. В то же время, благодаря длительному спящему режиму, срок службы батареи терминала позиционирования может достигать нескольких месяцев или даже года.

28 сентября этого года компания Beijing Zhilianan Technology анонсировала чип позиционирования 5G LPHAP MK8510, который поддерживает полосы частот 5G N41, N77, N78 и N79 с точностью 0,5 метра и 90%. Основанный на технологии управления с низким энергопотреблением компании Zhilian, чип устанавливается каждые 6 секунд, а батарея емкостью 1000 мАч может поддерживать срок службы батареи 12. Эта экосистема LPHAP, построенная на чипах, модулях и терминальных продуктах, вместе с базовыми станциями и операторами, вероятно, станет основной силой для позиционирования 5G в ближайшем будущем.

После того, как операторы построили сети связи 5G и сети позиционирования через базовые станции, они могут предоставлять услуги позиционирования 5G через платформу разработки местоположения 5G. Это не только включает услуги самого оператора, но сторонние разработчики также могут вызывать открытые интерфейсы через платформу, чтобы быстро получить конкретное местоположение терминала.

3GPP также определила, что следующим поколением эволюции 5G является 5G-Advanced, так называемый 5.5G, официально начатый с R18. В соответствии с этим стандартом 5G получит сверхширокую полосу пропускания 800 МГц или даже выше 1 ГГц и продвинет позиционирование 5G до сантиметрового уровня. В то же время 5G-Advanced представит минималистичный дизайн радиоинтерфейса, чтобы минимизировать потребление энергии сигнализацией радиоинтерфейса, в результате чего время ожидания модуля позиционирования составит более 2 лет.

Однако замораживание R17 еще не завершено, и R18 придется подождать до 2023. 5G миллиметрового диапазона еще не полностью развернут. Как точность позиционирования, так и бизнес-модель требуют дальнейшего изучения.

Дополнительные UWB и Bluetooth

Когда дело доходит до полосы пропускания, естественно, незаменима технология UWB, известная как ultra-bandwidth.Появление таких продуктов, как AirTag, снова вдохновило UWB. СШП передает данные чрезвычайно узкими импульсами, поэтому полоса пропускания в основном превышает 500 МГц. В настоящее время СШП в идеальных условиях может обеспечить точность на уровне дециметра, а другие технологии позиционирования недоступны. Однако полоса частот СШП составляет от 6 ГГц до 9 ГГц, и проникновение импульса не идеальное, поэтому точность выше при использовании в беспрепятственной среде.

В дополнение к UWB существует также технология Bluetooth, которая повлияла на рынок позиционирования, начиная с версии 5.0. Bluetooth также может выполнять функции позиционирования с помощью технологий AoA и AoD. Однако из-за ограничений собственных «аппаратных условий» точность находится между текущим позиционированием 5G и позиционированием UWB, и это необходимо для решения проблемы помех в сложной сигнальной среде. Но его реальное преимущество заключается в низком энергопотреблении и высокой популярности. Мобильные терминалы в основном популяризировали Bluetooth-соединения. Метки или терминалы, предназначенные для позиционирования, также могут длиться более одного года. Его характеристики очень похожи на UWB. Хорошее дополнение.

Базовая станция Bluetooth AoA / четырехфазная технология

Компания Four Phase Technology разработала комплекс интегрированной системы позиционирования на базе UWB и Bluetooth BLE AOA. Согласно разным сценариям, он совместим с тегами позиционирования этих двух сигналов одновременно. Базовая станция внутреннего позиционирования BLE AOA с четырехфазной технологией может достигать субметрового позиционирования, в то время как UWB может достигать позиционирования до 10 см. В крупномасштабном покрытии UWB отвечает за полное покрытие, а AOA отвечает за добавление слепых пятен в закрытой области.

Хотя СШП в настоящее время является наиболее точной технологией позиционирования, для построения сети позиционирования СШП требуются базовые станции позиционирования и теги позиционирования.Хотя количество первых не велико, индивидуальные затраты по-прежнему высоки. Напротив, стоимость базовых станций определения местоположения Bluetooth намного ниже, поэтому такая схема объединения может еще больше снизить затраты.