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关于5G定位技术的探讨

北京新锐科创科技有限公司

2022/12/15 14:41:03

5G定位不仅可实现通信+定位一张网、室内定位+室外定位一张网,还将定位精度提升到了亚米级,具备了冲击成熟商用场景的能力与优势。

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物联网时代,高精度定位市场呈现百家争鸣的态势,针对室内、室外的不同应用场景,卫星定位、蓝牙、UWB等都在随着终端需求的增长而快速发展。5G高精度定位,对于企业而言又是一个新机遇……

5G的定位方法

依据测量的物理量不同,5G的定位方法可分为两大类:基于测距的方法和非测距的方法。

1.基于测距的方法

基于测距的方法主要是通过测量到达时间(TOA, time of arrival),到达时间差(TDOA, time difference of arrival),到达角(AOA, angle of arrial),到达频率差(FDOA, frequency difference of arrival)或直接根据无线路损公式求解基站与终端之间的距离。

2.非测距的方法

非测距方法则利用多种传感器技术在覆盖范围内构建位置的特征指纹库,在复杂多径环境中能够取得理想的定位性能。

5G终端可通过5G上行物理信道承载定位信息(信号),这些定位信息携带终端的位置特征,接入网的基站侧在接收到定位信息之后进行测量值的有效估计,然后将估计后的测量值上报至核心网的定位服务器完成定位计算,获得终端在某时刻的参考系内坐标位置。

5G定位网络架构

要提供高精度的室内外一体化定位服务,除了利用5G技术提升基础定位技术的定位精度外,另外重要的一方面就是需要以5G通信网络为基础,充分利用移动网络的管道和平台优势,融合各种不同异构定位技术,实现通信和定位一体化。

1.一体化网络结构

架构在通信网频带内,一体化同时支持通信网和定位网,具有以下特点:

1)支持高精度同步网络。因为目前标准基站之间接口无法支持高精度同步,因此必须增加高精度同步网络单元。

2)实现了通信网和定位网一体化的目标,分别设计了相应的定位网元和定位管理网元;

3)定位网元可以和基站共站,支持常规的一体化的通信和定位覆盖。

4)定位设备也可以以独立定位设备形态存在,支持独立的定位增强覆盖网络。

5)可以支持异构定位网,包括带内定位网、共频带定位技术、TBSWi-Fi等。

6)各种定位网络支持接入5G网络,在终端或者定位服务器中进行融合定位。

2.融合技术架构

异构融合定位系统不是简单地对各种定位网络叠加,需要研究各种定位技术的智能融合技术,综合实现较优的定位性能。智能异构融合定位技术架构具有以下特点:

1)异构一体化融合定位架构:在架构层面建立了异构一体化融合的机制,通过多种有机融合机制,综合输出较优的定位结果。

2)多层次融合:支持多种基本室内外定位技术以及补充定位技术融合;在融合手段上,支持基本定位技术结果融合、各种定位技术测试量的混合算法、预测融合等多个层面的机制以及定位决策与反馈。

3)反馈式融合定位决策机制:融合定位架构包含了实际位置结果估计和预测拟合结果之间反馈决策机制,充分利用空间、预测等智能分析方法,减少异常定位结果,提高定位的可靠性和稳定性。

5G一张网的优势可以轻松解决室内外定位衔接问题,而5G+北斗为万物互联的智慧社会提供了更多的可能。新锐科创5G+北斗RTK人员定位系统是基于5G新一代无线通信网络和RTK定位技术相结合的室内外混合定位系统,依托计算机技术、地理信息技术、移动定位技术、通信技术、网络技术等核心技术进一步提高定位精度和可靠性,解决通信网高精度定位中的频率复用、信号干扰、测距精度低等问题,可实现定位精确、响应快速,在室内实现优于 0.1m 的高精度定位,理论精度高达毫米级。


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