基于i5GC的5G专网边缘高精度定位方案

        现代社会，对位置的精确描述和定位，已成为社会正常运行的基本要求。据估算，人类生活中接触到的信息有60%~80%是与空间信息密切相关的，位置信息已成为整个社会信息流中的重要组成部分。

        2G/3G/4G网络下，运营商移动定位场景主要集中在紧急呼叫、合法位置访问等应用，对定位精度要求不高。2G/3G/4G现网开展的都是基于Cell ID的粗定位，定位精度从几十米到几百米不等。

        5G使用了新的编码方式、波束赋形、大规模天线阵列、毫米波频谱等技术，其大带宽和天线阵列技术，为高精度距离测量和高精度角度测量提供了基础。特别是针对园区、工厂、企业等ToB边缘场景，特定区域的无线环境是确定的，定位精度可以得到一致性保证，针对室内场景，R16 UTDOA定位精度可达1~3m，技术已经成熟，可以满足地下矿山、化工、制造等行业人员安全、设备资产、物料跟踪等高精度定位需求，具备大规模商用条件。

        针对特殊行业的安全管理，各监管机构明确提出了要求。国家安全生产监督管理总局令78号，第四百八十七条规定，自2016年10月1日起，“所有矿井必须装备安全监控系统、人员位置监测系统、有线调度通信系统”。应急管理部《“工业互联网+危化安全生产”试点建设方案》工业APP第11条明确规定，必须建设人员定位APP：具备人员实时定位功能；具备区域管控功能，支持对超员、聚集、串岗等违规实时报警；具备人员活动轨迹分析功能，支持人员历史轨迹查询等功能。

        中兴通讯对矿山、化工、制造、地铁等行业的几十个定位场景进行了深入分析，总结出行业客户对5G定位的三大重点需求：高精度、严隐私和低成本。

- 高精度

        地下金属或非金属矿山场景，通过对进入盲巷、采空区等危险区域的人员进行监测，可及时发现误入危险区域人员，防止发生窒息等伤亡事故。如果定位误差太大，无法实施精准救援，因此定位精度高是矿山、化工等危化行业的最基本需求。

- 严隐私

        无论矿山、化工还是制造行业，如果定位结果外泄，通过对人员、设备资产或者物料所处的高精度位置分析，能获取矿藏的分布情况、开采情况、生产设备部署情况等，涉及到国家或企业资产机密泄露。因此，针对高精度定位，行业客户都希望自己建设定位系统，以保证定位数据不出园区，满足国家和企业资产安全管控需求。

- 低成本

        在5G高精度定位成熟以前，行业客户别无选择，只能建设RFID、蓝牙或UWB等独立的定位系统以满足行业的监管要求，但这些系统需要单独建设定位基站、定位平台、定位标签，工程施工复杂，后期维护成本大。以某化工厂为例，3平方千米范围的室内定位，如果采用蓝牙BLE5.1定位解决方案，仅硬件就需要投入2020万元；同时蓝牙定位对环境要求高，需要满足一定的挂高，部署成本非常高，需要单独运维，维护成本大。

        针对行业客户关键需求和痛点，中兴通讯发布了基于i5GC（industrial 5G Core，工业5G核心网）的5G专网边缘高精度定位解决方案（见图1）。

        该部署方案主要用于矿山、化工、港口、制造等各类大型工业园区。部署时把一个轻量化的工业5GC全部下沉部署到ToB工业园区，以独立专网方式部署，保证5GC专网专用、物理隔离，全面满足ToB行业客户业务体验。

        基于i5GC的5G专网边缘高精度定位解决方案，无需建设独立的蓝牙、UWB或RFID定位系统，用户在进行5G覆盖时，只需在i5GC现有硬件上叠加部署GMLC/LMF软件模块，即可实现5G高精度定位，定位精度可达1~3m。采用该方案，一张5G网络既可以提供连接类应用，也可以提供高精度位置类应用，一网两用；定位数据只在园区网络中流转，保障业务隐私数据安全；部署在工业园区，定位网元和基站的路径最短，定位时延更低。

        该方案相关网元独立于大网5GC，不需要大网5GC做任何改动，生产现场随时部署；且由于网络独立、设备专用，在生产线就可以将相关配置数据做好，实现免规划、免调测、免维护，在用户现场开电配置好基本数据，即可使用，开通时间从数周/数天缩短为小时级开通。

        5G基站高精度定位方案具有可规模复制、边际成本低、定位精度高等诸多优点，是运营商在5G时代重点发展的定位技术。R18定位精度可达厘米级，将进一步丰富行业高精度定位场景，并逐步取代其他定位技术。