5G室内融合定位,赋能万物互联

2021-01-27 作者:中兴通讯 王红欣,邬圣音 阅读量:
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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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