Định vị vệ tinh trong nhà không được nhìn thấy, 5G, UWB và Bluetooth có độ chính xác cao 3 cm
5G, UWB và Bluetooth
Trong cuộc sống hàng ngày, hầu hết các luồng thông tin chúng ta tiếp nhận đều chứa đựng thông tin vị trí không gian và việc tiếp thu chính xác thông tin vị trí đã trở thành một trong những yêu cầu cần thiết đối với sản xuất và đời sống. Đặc biệt là trong môi trường trong nhà với tín hiệu GPS hoặc Beidou yếu, nhu cầu cấp bách về công nghệ định vị chính xác cao hơn để bổ sung thông tin vị trí. Hiện tại, các công nghệ 5G, UWB và Bluetooth đều đang theo đuổi định vị chính xác cao và mỗi công nghệ đều có ưu và nhược điểm riêng. Liệu thị trường định vị chính xác cao trong tương lai sẽ là duy nhất hay nhiều công nghệ bổ sung cho nhau? Hãy phân tích tình hình phát triển và tiềm năng của cả ba.

Định vị 5G hướng tới cấp độ centimet

5G không chỉ là một mạng truyền thông. Mạng định vị cũng là một trong những điểm nổi bật của nó. Với sự thúc đẩy tổng thể của 5G trên toàn cầu, khả năng định vị chính xác cao của 5G không còn là một mệnh đề sai lầm. Định vị 5G là đo tín hiệu không dây thông qua mạng thông tin di động 5G để xác định thông tin vị trí địa lý của thiết bị đầu cuối. Trong thỏa thuận 3GPP R16, dựa trên đặc điểm băng thông lớn của 5G, khả năng định vị của 5G có thể đạt độ chính xác 80% đối với 3 mét trong nhà và 80% đối với 10 mét ngoài trời. Thông qua các công nghệ như RTT đa trạm gốc, AoA / AoD, TDOA và trạm đơn gốc UL-AoA, R16 đã mở đường cho các dịch vụ định vị 5G.

Tế bào nhỏ LampSite / Huawei

Ví dụ, Huawei đã dẫn đầu trong việc hoàn thành xác minh định vị trong nhà 5G ở Tàu điện ngầm Tô Châu vào tháng 3 năm nay thông qua các trạm gốc nhỏ như LampSite và điện toán biên đa truy cập MEC. Bằng cách che giấu trạm gốc và triển khai nó trên trần nhà, định vị trong nhà 5G của Huawei đã đạt được độ chính xác định vị từ 3 mét đến 5 mét ở 90% các gian hàng tàu điện ngầm và sảnh ga.

Loại chính xác này đủ để đối phó với các tình huống thương mại thông thường, nhưng nó vẫn chưa được gọi là định vị chính xác cao. Trong R17, dự kiến ​​ra mắt vào đầu năm 2022, một hạng mục công việc mới LPHAP (định vị chính xác cao công suất thấp) đã được giới thiệu. Mục tiêu của LPHAP là nâng cao hơn nữa độ chính xác định vị đến 0,5 mét 90% hoặc cao hơn. Đồng thời, thông qua chế độ nghỉ dài hạn, tuổi thọ pin của thiết bị đầu cuối định vị có thể đạt đến vài tháng thậm chí một năm.

Vào ngày 28 tháng 9 năm nay, Beijing Zhilianan Technology đã công bố chip định vị 5G LPHAP MK8510, hỗ trợ các dải tần 5G của N41, N77, N78 và N79, với độ chính xác 0,5 mét và 90%. Dựa trên công nghệ kiểm soát năng lượng thấp của Zhilian, con chip này được định vị 6 giây một lần và pin 1000mAh có thể hỗ trợ 12 tuổi thọ pin. Hệ sinh thái LPHAP này được xây dựng bằng chip, mô-đun và sản phẩm đầu cuối, cùng với các trạm gốc và nhà khai thác, có khả năng trở thành lực lượng chính cho định vị 5G trong tương lai gần.

Sau khi các nhà khai thác đã xây dựng mạng truyền thông 5G và mạng định vị thông qua các trạm gốc, họ có thể cung cấp dịch vụ định vị 5G thông qua nền tảng phát triển vị trí 5G. Điều này không chỉ bao gồm dịch vụ của chính nhà điều hành, mà các nhà phát triển bên thứ ba cũng có thể gọi các giao diện mở thông qua nền tảng để nhanh chóng có được vị trí cụ thể của thiết bị đầu cuối.

3GPP cũng đã xác định rằng thế hệ tiếp theo của sự phát triển 5G là 5G-Advanced, được gọi là 5.5G và chính thức bắt đầu từ R18. Theo tiêu chuẩn này, 5G sẽ đạt được băng thông cực lớn 800MHz hoặc thậm chí trên 1GHz và nâng cấp định vị 5G lên cấp độ centimet. Đồng thời, 5G-Advanced sẽ giới thiệu một thiết kế giao diện không khí tối giản để giảm thiểu mức tiêu thụ điện năng truyền tín hiệu giao diện không khí, giúp thời gian chờ của mô-đun định vị lên đến hơn 2 năm.

Tuy nhiên, việc đóng băng R17 vẫn chưa được hoàn tất và R18 sẽ phải đợi đến năm 2023. Sóng milimet 5G vẫn chưa được triển khai hoàn toàn. Cả độ chính xác của vị trí và mô hình kinh doanh đều cần phải tiếp tục khám phá.

UWB và Bluetooth bổ sung

Khi nói đến băng thông, công nghệ UWB được gọi là siêu băng thông đương nhiên là không thể thiếu. Sự xuất hiện của các sản phẩm như AirTag đã một lần nữa truyền cảm hứng cho UWB. UWB truyền dữ liệu với xung cực hẹp, vì vậy băng thông về cơ bản là trên 500MHz. Hiện tại, UWB trong điều kiện lý tưởng có thể đạt được độ chính xác cấp độ decimet, và các công nghệ định vị khác nằm ngoài tầm với. Tuy nhiên, dải tần của UWB là 6GHz đến 9GHz, độ xuyên xung không lý tưởng nên độ chính xác cao hơn khi sử dụng trong môi trường không có vật cản.

Ngoài UWB, cũng có công nghệ Bluetooth đã tác động đến thị trường định vị bắt đầu từ phiên bản 5.0. Bluetooth cũng có thể đạt được các chức năng định vị thông qua công nghệ AoA và AoD. Tuy nhiên, do những hạn chế về "điều kiện phần cứng" của riêng nó, độ chính xác là giữa định vị 5G hiện tại và định vị UWB, và cần phải giải quyết vấn đề nhiễu trong môi trường tín hiệu phức tạp. Nhưng lợi thế thực sự của nó nằm ở mức tiêu thụ điện năng thấp và tính phổ biến cao. Thiết bị đầu cuối di động về cơ bản đã phổ biến kết nối Bluetooth. Thẻ hoặc thiết bị đầu cuối dành riêng cho định vị cũng có thể tồn tại hơn một năm. Đặc điểm của nó rất giống với UWB. Bổ sung tốt.

Trạm gốc Bluetooth AoA / Công nghệ bốn pha

Four Phase Technology đã phát triển một bộ hệ thống định vị tích hợp dựa trên UWB và Bluetooth BLE AOA. Theo các kịch bản khác nhau, nó tương thích với các thẻ định vị của hai tín hiệu này cùng một lúc. Trạm gốc định vị trong nhà BLE AOA của công nghệ bốn pha có thể đạt được định vị dưới mét, trong khi UWB có thể đạt được định vị lên đến 10cm. Trong phạm vi phủ sóng quy mô lớn, UWB chịu trách nhiệm phủ sóng toàn bộ và AOA chịu trách nhiệm bổ sung điểm mù cho khu vực bị che khuất.

Mặc dù UWB hiện là công nghệ định vị chính xác nhất, nhưng việc xây dựng mạng định vị UWB cần có các trạm gốc định vị và các thẻ định vị. Ngược lại, chi phí của các trạm gốc định vị Bluetooth thấp hơn nhiều, do đó, sơ đồ hợp nhất này có thể giảm chi phí hơn nữa.