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蓝牙\Wi-Fi\UWB\SLAM 定位技术与5G相结合的定位解决方案

2020-10-20 14:52:17 5G 室内融合定位白皮书 阅读:
利用5G的大带宽低时延特性及站点密集部署,蓝牙\Wi-Fi\UWB\SLAM定位技术与5G相结合,有利于更多的传感器接入、大量传感器数据及位置信息数据及时上传。
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一、5G NR定位

5GNR定位基于5G蜂窝通讯网的定位技术,蜂窝网络为终端提供无线通讯功能同时提供定位服务,满足不同应用场景下通讯和定位需求,满足企业、个人用户应用的需求,网络运营商提供网络服务的同时提供位置服务的增值服务。5G NR基站结合5G网络大带宽和多波束的特性,可以支持multi-RTT、AoA和OTDOA等多种定位技术,不同的算法实现的定位精度各不相同,本章节主要介绍4G开始已有的场强指纹定位以及R16中提出的定位技术之一multi-RTT定位两种定位方式,其他定位技术不再一一列举。g4bednc

基于蜂窝信号的场强定位从4G室分网络开始已有研究,5G网络室分场强定位集成已有4G网络实现,基于上行SRS场强测量的指纹库匹配定位算法,完成终端定位。基于MEC边缘云部署定位算法引擎,对应用服务层提供统一的对外定位查询接口,提供网络定位服务的原子能力。业务应用获取到定位信息,结合地图、大数据分析实现人流统计、轨迹追踪等应用。g4bednc

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图3:5G NR蜂窝场强组网。g4bednc

基于信号场强测量定位,定位精度在1/4~1/3站间距,可以用于商场的人流统计、个人商场导航各种场景,对于消费者,可以满足个人定位导航需求。g4bednc

multi-RTT定位基于多个基站单独轮流发送不同的PRS,引入邻区测量SRS技术完成的定位算法,其算法的主要步骤测量终端用户到至少3个基站的传输时间RTT,并根据TOA=RTT/2的关系以及并根据定位解算公式计算用户的位置。RTT(Round trip time)算法通过将测量基站到UE的传输时间分解成两个步骤,化解基站之间、基站和终端之间的时钟同步的要求,g4bednc

测量过程:g4bednc

  1. 基站的传输接收时间不同gNB Rx-Tx time difference;
  2. UE的传输接收时间不同UE Rx-Tx timedifference。并基于这两个变量得到RTT。

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图4:RTT定位交互示意图。g4bednc

定位测量量传输到定位解算平台,最终解算得到5G终端位置信息,定位解算平台开放位置服务接口供应用服务调用。5G NR RTT定位精度理论能够达到米级定位,对于定位精度要求不是特别高,特别是室内外定位保证连续性的场景特别适用。g4bednc

R16协议中重点提出对垂直行业应用的支持,基于5G NR基站的定位是关键技术点之一,5G精准定位对于推动和开拓诸多垂直应用发展至关重要,例如公共安全和室内导航,基于蜂窝技术的定位可与现有的全球导航卫星系统(GNSS)互补,通讯和定位基站合一,大大节约了成本,通讯和定位终端合一,满足定位的要求。g4bednc

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二、5G+UWB/蓝牙AOA高精度室内定位g4bednc

三、5G+传统蓝牙室内定位g4bednc

四、5G+Wi-Fi室内定位g4bednc

五、5G+SLAM融合定位g4bednc

六:总结g4bednc

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