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【科普】關(guān)于5G定位技術(shù)的探討

發(fā)布日期:2022-12-15 11:06:22  瀏覽次數(shù):

       5G定位不僅可實(shí)現(xiàn)通信+定位一張網(wǎng)、室內(nèi)定位+室外定位一張網(wǎng),還將定位精度提升到了亞米級(jí),具備了沖擊成熟商用場(chǎng)景的能力與優(yōu)勢(shì)。



 
       物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,高精度定位市場(chǎng)呈現(xiàn)百家爭鳴的態(tài)勢(shì),針對(duì)室內(nèi)、室外的不同應(yīng)用場(chǎng)景,衛(wèi)星定位、藍(lán)牙、UWB等都在隨著終端需求的增長而快速發(fā)展。5G高精度定位,對(duì)于企業(yè)而言又是一個(gè)新機(jī)遇……
       5G的定位方法
       依據(jù)測(cè)量的物理量不同,5G的定位方法可分為兩大類:基于測(cè)距的方法和非測(cè)距的方法。
      1.基于測(cè)距的方法
       基于測(cè)距的方法主要是通過測(cè)量到達(dá)時(shí)間(TOA, time of arrival),到達(dá)時(shí)間差(TDOA, time difference of arrival),到達(dá)角(AOA, angle of arrial),到達(dá)頻率差(FDOA, frequency difference of arrival)或直接根據(jù)無線路損公式求解基站與終端之間的距離。
       2.非測(cè)距的方法
       非測(cè)距方法則利用多種傳感器技術(shù)在覆蓋范圍內(nèi)構(gòu)建位置的特征指紋庫,在復(fù)雜多徑環(huán)境中能夠取得理想的定位性能。
        5G終端可通過5G上行物理信道承載定位信息(信號(hào)),這些定位信息攜帶終端的位置特征,接入網(wǎng)的基站側(cè)在接收到定位信息之后進(jìn)行測(cè)量值的有效估計(jì),然后將估計(jì)后的測(cè)量值上報(bào)至核心網(wǎng)的定位服務(wù)器完成定位計(jì)算,獲得終端在某時(shí)刻的參考系內(nèi)坐標(biāo)位置。
       5G定位網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
       要提供高精度的室內(nèi)外一體化定位服務(wù),除了利用5G技術(shù)提升基礎(chǔ)定位技術(shù)的定位精度外,另外重要的一方面就是需要以5G通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),充分利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的管道和平臺(tái)優(yōu)勢(shì),融合各種不同異構(gòu)定位技術(shù),實(shí)現(xiàn)通信和定位一體化。
       1.一體化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
       架構(gòu)在通信網(wǎng)頻帶內(nèi),一體化同時(shí)支持通信網(wǎng)和定位網(wǎng),具有以下特點(diǎn):
       1)支持高精度同步網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)槟壳皹?biāo)準(zhǔn)基站之間接口無法支持高精度同步,因此必須增加高精度同步網(wǎng)絡(luò)單元。
       2)實(shí)現(xiàn)了通信網(wǎng)和定位網(wǎng)一體化的目標(biāo),分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的定位網(wǎng)元和定位管理網(wǎng)元;
       3)定位網(wǎng)元可以和基站共站,支持常規(guī)的一體化的通信和定位覆蓋。
       4)定位設(shè)備也可以以獨(dú)立定位設(shè)備形態(tài)存在,支持獨(dú)立的定位增強(qiáng)覆蓋網(wǎng)絡(luò)。
       5)可以支持異構(gòu)定位網(wǎng),包括帶內(nèi)定位網(wǎng)、共頻帶定位技術(shù)、TBS、Wi-Fi等。
       6)各種定位網(wǎng)絡(luò)支持接入5G網(wǎng)絡(luò),在終端或者定位服務(wù)器中進(jìn)行融合定位。
       2.融合技術(shù)架構(gòu)
       異構(gòu)融合定位系統(tǒng)不是簡單地對(duì)各種定位網(wǎng)絡(luò)疊加,需要研究各種定位技術(shù)的智能融合技術(shù),綜合實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的定位性能。智能異構(gòu)融合定位技術(shù)架構(gòu)具有以下特點(diǎn):
       1)異構(gòu)一體化融合定位架構(gòu):在架構(gòu)層面建立了異構(gòu)一體化融合的機(jī)制,通過多種有機(jī)融合機(jī)制,綜合輸出最優(yōu)的定位結(jié)果。
       2)多層次融合:支持多種基本室內(nèi)外定位技術(shù)以及補(bǔ)充定位技術(shù)融合;在融合手段上,支持基本定位技術(shù)結(jié)果融合、各種定位技術(shù)測(cè)試量的混合算法、預(yù)測(cè)融合等多個(gè)層面的機(jī)制以及定位決策與反饋。
      3)反饋式融合定位決策機(jī)制:融合定位架構(gòu)包含了實(shí)際位置結(jié)果估計(jì)和預(yù)測(cè)擬合結(jié)果之間反饋決策機(jī)制,充分利用空間、預(yù)測(cè)等智能分析方法,減少異常定位結(jié)果,提高定位的可靠性和穩(wěn)定性。
       5G一張網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)可以輕松解決室內(nèi)外定位銜接問題,而5G+北斗為萬物互聯(lián)的智慧社會(huì)提供了更多的可能。新銳科創(chuàng)5G+北斗RTK人員定位系統(tǒng)是基于5G新一代無線通信網(wǎng)絡(luò)和RTK定位技術(shù)相結(jié)合的室內(nèi)外融合定位系統(tǒng),依托計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息技術(shù)、移動(dòng)定位技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等核心技術(shù)進(jìn)一步提高定位精度和可靠性,解決通信網(wǎng)高精度定位中的頻率復(fù)用、信號(hào)干擾、測(cè)距精度低等問題,可實(shí)現(xiàn)定位精確、響應(yīng)快速,在室內(nèi)實(shí)現(xiàn)優(yōu)于 0.1m 的高精度定位,理論精度高達(dá)毫米級(jí)。

多模融合高精度人員定位系統(tǒng)
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