本文來源：物聯(lián)傳媒

本文作者：銀匠

數字社會的發(fā)展有兩張基礎網絡：

第一張是移動通信網絡，主干是運營商的蜂窩網絡，比如4G、5G、NB-IoT等，再加上wifi、藍牙、LoRa等“支流”，組成萬物互聯(lián)的網絡基礎。

第二張是定位網絡，室外環(huán)境主要是衛(wèi)星定位（GNSS），但在室內場景，組建一張大范圍覆蓋的定位網絡一直是一個困擾行業(yè)發(fā)展的大難題。

難道是因為室內定位技術達不到要求嗎？當然不是，目前主流的室內定位技術精度都做到了1m以內，這個精度比GNSS要高很多。

既然技術上沒問題，那限制定位網絡的發(fā)展就是產業(yè)的問題，其最核心的問題有2點：

第一點：就是誰來建設與運營這張網絡。建設與運營一張室內定位網絡需要極大的投資，并且后續(xù)的運維服務也十分關鍵，這顯然不是一個小企業(yè)能搞得定的事情，需要移動、電信、聯(lián)通這樣的運營商級別企業(yè)才能做這個事。

三大運營商可以做這個事，但是為什么不去做呢？

那就是第二點的原因，成本與投入產出比。專門為定位建一張網絡，投入的成本可能不會比投資一張5G網絡少，但是能創(chuàng)造出多大的收益？運營商現在連5G如何回本這個問題都在大傷腦筋，再單獨搞定位網絡顯然不現實。

那如何破局呢？答案就是本文要介紹的5G定位網絡。

5G定位其核心思想是5G的通信與定位復用一張網絡，這樣好處也顯而易見。

對于5G網絡來說，如果依然只是提供單一通信能力，哪怕它性能很強（高速率、低延時等），但對于大多數用戶來說，4G網絡足夠用，5G再強，屬于能力溢出，除非是4G退網，市場上只有5G可以選擇，不然的話，僅僅只有高性能的通信能力這一個賣點，不足以讓大家都非要用它。

這樣的背景之下，5G要推廣就需要賦予它更多能力，尤其是之前的技術所不具備的能力，高精度定位能力就是其中的一個重要的突破方向，它對客戶的賣點就是：用了5G網絡，不只是可以享受強大的通信能力，也能有精準的定位能力，這在B端客戶中能滿足很多用戶的需求。

對于室內定位網絡而言，既然單獨搞一張網絡的方案行不通，那在不增加網絡建設成本的基礎之上，就讓用戶享受到了高精度定位網絡的能力，這對于整個產業(yè)的普及是一件很利好的事情。

所以5G+高精度定位，一張網絡多用，是行業(yè)發(fā)展一種必然的趨勢。

接下來，詳細介紹一下5G定位這個技術

參考5G應用產業(yè)方陣聯(lián)盟的資料，我們整理了5G高精度定位的一些詳細信息。

從5G定位原理的角度來看，定位技術大致可以分為三種類型：基于三角關系和運算的定位技術、基于場景分析的定位技術和基于臨近關系的定位技術。

基于三角關系的定位技術

這種定位技術根據測量得出的數據，利用幾何三角或雙曲線關系計算被測物體的位置，它是最主要的、也是應用最為廣泛的一種定位技術。

基于場景分析的定位技術

這種定位技術對定位的特定環(huán)境進行抽象和形式化，用一些具體的、量化的參數描述定位環(huán)境中的各個位置，并用一個數據庫把這些信息集成在一起。業(yè)界習慣上將上述形式化和量化后的位置特征信息形象地稱為信號“指紋”。觀察者根據待定位物體所在位置的“指紋”特征查詢數據庫，并根據特定的匹配規(guī)則確定物體的位置。

基于臨近關系的定位技術

基于臨近關系進行定位的技術原理是：根據待定位物體與一個或多個已知位置參考點的臨近關系來定位。這種定位技術通常需要標識系統(tǒng)的輔助，以唯一的標識來確定已知的各個位置。這種定位技術最常見的例子是移動蜂窩通信網絡中的Cell ID。假設待定位物體分別位于三個Cell中。由于各個Cell中參考點的位置已知，所以根據待定位物體所在Cell可以粗略確定其位置（即Cell中參考點的位置）。

5G時代大量的應用需要精準定位，比如工業(yè)AGV、資產追蹤等，尤其是室內精準定位，為此3GPP R16協(xié)議版本于2020年中凍結并將定位能力引入到5G網絡標準。除了傳統(tǒng)的E-CID、OTDOA和UTDOA等定位技術，5G定位結合5G寬頻譜和多波束的特性，進一步定義和支持了基于蜂窩小區(qū)的信號往返時間（multi-RTT）、到達角測量法（UL-AoA）和離開角測量法（DL-AoD）等多種定位技術。

5G定位技術優(yōu)勢包括：

1、高載波頻率

5G采用高頻或者毫米波通信，高頻波具有嚴重的穿透損失性質，所以不會有多路徑衰減的干擾；高頻電磁波幾乎只能以直線路徑（Line of Sight, LOS）的方式傳遞，電磁波繞射、散射及反射的干擾問題不大，而直線是最容易計算距離的路徑類型。

2、高帶寬

5G頻譜尤其是毫米波（mmWave）具有移動通訊中前所未有的大帶寬，當傳輸帶寬越大，信號的取樣間隔越短，毫米波系統(tǒng)便具備較高的原始分辨率，可測量的最小距離越小，代表精確度越高。

3、天線數量極多

5G支持多輸入多輸出（Multi-input Multi-output, MIMO）技術，在基站設置大規(guī)模的多天線數組，利用多根發(fā)射天線與多根接收天線的組合提升頻譜的效率，提供更多的空間自由度（High degree of resolvability of angles）。更多的訊號角度信息增加，定位的分辨率就能跟著提升，判別更精準的地理位置。

4、網絡密度高

由于5G覆蓋范圍小且容易遭到建筑物遮蔽，如果要達到都市內普及，運營商須大規(guī)模部署小型5G基站。高密度基站代表有許多可供參考的資源節(jié)點，可以提供高密集度的位置信息達到更精準的定位。

5、室內室外一張網、通信定位一張網

5G室內外一張網（室外5G宏站、室內5G室分站），既可以滿足設備終端通信的要求，同時可以實現低功耗高精度定位的應用，一網多用，大幅度降低客戶的使用成本。

隨著3GPP Rel-17版本的凍結，5G定位技術將逐漸走向成熟。

針對一般商用場景，R17定位精度目標從室內3米、室外10米提升到了亞米級，定位的時延要求小于100ms。在工業(yè)物聯(lián)網場景，R17定位精度誤差要求小于20cm，定位的時延要求小于10ms。

R17通過優(yōu)化差分定位降低終端和基站收發(fā)時延的影響，支持多路徑信號測量上報，輔助信息發(fā)送等提高到達角和離開角的測量精度，從而提高定位精度。R17通過定義按需發(fā)送的定位導頻信號，降低定位測量的請求回應時間、終端測量時間及測量Gap激活時間等降低時延。通過支持RRC非激活狀態(tài)終端的定位測量、信令和流程等降低功耗，并支持GNSS定位的完好性判決增強，以及A-GNSS定位增強，實現更優(yōu)的GNSS（全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)）輔助定位性能。

5G定位的爆發(fā)需要低成本、低功耗的標簽芯片

5G高精度的基礎網絡設施與5G通信傳輸網絡復用，在工業(yè)場景中，要實現無死角的5G網絡覆蓋，需要布設大量的5G小基站，布設間距大約是20-30m，這個密度也足以支撐高精度定位能力對于基站的布設要求。

因此，在不增加網絡成本的條件下，5G高精度定位的發(fā)展就具有商業(yè)可行性，但是早期5G終端芯片產品都集中在高性能方向，價格貴，且功耗高，如果用這樣的芯片做定位標簽產品，顯然很難落地。

所以，5G高精度定位標簽產品對芯片的需求是低成本與低功耗，基于這樣的市場需求，北京智聯(lián)安科技有限公司推出的高精定位5G RedCap芯片MK8520，在5.12秒的定位周期下，1000mAH電池容量可支持終端待機時長長達6-12個月，實現性能，功耗和成本的最佳平衡，滿足絕大多數物聯(lián)網應用中數據傳輸的需求。

據了解，在2023年10月份，北京智聯(lián)安與信通院、華為一起宣布完成了5G 蜂窩低功耗高精度定位的關鍵技術驗證，

此次技術驗證嚴格遵循 IMT-2020（5G）推進組制定的《5G 蜂窩定位技術要求》和《5G 蜂窩定位測試方法》，采用華為無線 LampSite 基站和入駐式 5G 核心網 LCS（Location Service）模塊，并通過普通 5G 手機終端和使用智聯(lián)安 5G 低功耗高精度定位芯片的終端進行測試，定位精度最高可達到 0.4 米以內（LOS 場景）。

總結來說，5G高精度定位技術產業(yè)的發(fā)展與5G toB的產業(yè)路線高度吻合，因此，這個產業(yè)的發(fā)展也取決于5G在B端行業(yè)的發(fā)展進度如何。目前技術層面在逐漸成熟，預計在2024年會逐漸有規(guī)模化的5G高精度定位落地項目。

審核編輯：湯梓紅