5G室内融合定位，赋能万物互联
发布时间：2021-01-27 作者：中兴通讯 王红欣，邬圣音 阅读量：
5G网络利用其大带宽、低时延、高可靠、广连接的特性为垂直行业应用提供必要的网络基础支撑，推动各行各业的智能化升级，迈向万物智能互联。随着人与人、人与物、物与物之间的协作越来越多，位置信息需求日益突显。传统GPS定位方式信号无法覆盖室内，而垂直行业应用大部分发生在室内，需室内定位技术弥补。
室内定位挑战
当前已有蓝牙、UWB（Ultra Wideband）、SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）、RFID等室内定位技术，但未形成统一的定位解决方案。室内定位业务部署和维护存在较多挑战。首先部署和维护成本比较高，大型楼宇室内结构复杂，单独部署一张定位网络成本高，同时室内场景往往会发生变动，如楼层装修、设备修理、店面更换等，影响位置服务的准确性，后期维护成本高。第二，室内部署困难，安全要求高。室内部署涉及管理部门众多，协调难，还需要符合业主管理和物理安全要求，同时由于定位信息是企业生产相关的数据，需要保障定位数据的安全性。第三，各种定位技术相互独立，每种定位技术各具优劣势，未能发挥出协作提效的作用。最后，定位相关标准缺失，网络建设、性能测试、矢量绘制图、环境特征库等方面还未形成统一的业界认可的标准。这几方面的因素，均制约着室内定位应用的发展。
融合定位应运而生
5G室内融合定位，将蓝牙、UWB、SLAM等室内定位技术与5G网络从部署到定位服务相融合, 协同提供以适应不同定位精度需求、不同场景的定位服务，大大降低定位系统部署维护成本，同时发挥各种技术优势，相互协作，灵活提供定位能力。方案框架如图1所示，包括终端层、网络层、平台层、业务层。在终端层，主要考虑终端功耗、体积以及普适性要求，目前手机已默认配置蜂窝网、蓝牙等基础定位芯片，UWB在终端上也在向标配发展，终端通信和定位的融合已具备一定基础；在网络层，一方面基于5G基础网络叠加泛无线定位技术，实现5G通信和定位网络物理部署的融合，另外一方面定位解算服务部署在企业边缘云，实现定位服务的融合；平台层，提供地图、位置服务，服务之间共享开放，加快定位算法的收敛速度，减少开销，为应用提供基础服务；业务层直接面向行业应用，提供行业定位解决方案，依赖平台层提供的位置服务和地图服务应对行业应用多样化需求。
图1 5G室内融合定位架构图
5G室内融合定位方案满足多场景需求
5G室内融合定位方案依托5G网络和多种定位技术，满足各种场景的需求，实际应用落地时可以因地制宜，根据企业现场的环境因素、业务需求，选择不同的定位融合技术。
5G NR定位方案：通信基站同时满足定位和通信需求，支持UTDOA、ECID等多种定位算法，可提供米级定位能力，随着3GPP协议的演进和发展，定位精度将进一步提升。
5G融合蓝牙AOA/UWB高精度定位方案：定位基站和通信基站同部署，位置解算服务部署在边缘云节点，统一维护部署，提供厘米级高精度定位能力。
5G融合传统蓝牙标签定位方案：蓝牙标签内嵌到5G基站，提供蓝牙设备监控管理能力，减少后期维护成本，定位精度依赖部署标签的密度，一般可达到3~5米定位精度。
5G+SLAM定位方案：SLAM实现厘米级别高精度定位能力，5G网络结合边缘MEC为SLAM定位提供无线网络保障和边缘算力，同时5G网络为SLAM提供粗粒度辅助定位，减少其位置丢失的概率，让依赖SLAM定位的智能机器人设备在室内环境更稳定地运行。
定位应用需求前景广阔
目前基于位置服务的应用业务已开始初步发展，如汽车装配行业利用定位满足其生产定位需求，电力能源行业利用定位满足生产需求，机场应用利用定位满足消费者导航以及管理者管理需求，商场应用利用定位满足顾客导航、娱乐，以及商场智能管理需求。随着智能物联发展，人与人、人与物、物与物协作越来越紧密，位置服务将作为一项基础能力，支撑更多的应用创新。
中兴通讯联合定位技术、地图、应用等业界技术领先的合作伙伴，共同探索不同行业的定位需求，推动定位业务落地。如在汽车制造领域，可通过在工厂总装车间布设定位系统，实现对车间内每一辆汽车的全程追溯及作业过程的高度透明可视化，规范作业流程的同时，大幅提高作业效率，实现对装修车辆的实时定位及信息自动化推送，有效缓解产能压力。引入5G网络后，融合定位解决方案不仅可以满足定位需求，还可以提供一张大带宽、低时延、广连接的5G网络，应用场景更加广阔。
随着人工智能和无线技术的发展，整个社会迈向万物互联时代，在5G网络基础之上，室内定位技术结合边缘计算、大数据等领先技术，将赋能各行业的数字化与智能化发展，驱动室内新兴业务，赋能千行百业。
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