當(dāng)前，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的80%～90%都發(fā)生在室內(nèi)，隨著越來(lái)越多的B端行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)室內(nèi)定位的精度提出了更高要求，傳統(tǒng)的室內(nèi)定位技術(shù)受到覆蓋范圍、精度、能耗、成本等因素掣肘顯得“力不從心”，而衛(wèi)星定位又無(wú)法穿透建筑，無(wú)論是人還是物常常在室內(nèi)“找不著北”。
5G打開(kāi)了室內(nèi)定位的“機(jī)遇之門”，將從室外宏覆蓋，轉(zhuǎn)向室內(nèi)深度覆蓋。由于其本身具備帶內(nèi)定位能力，可以同時(shí)滿足通信、數(shù)據(jù)傳輸、定位等各方面需求，還可以與多項(xiàng)定位技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)定位精度以及覆蓋范圍的整體提升?？梢哉f(shuō)，從5G通信技術(shù)切入將破解室內(nèi)定位的諸多難題。
為何會(huì)在室內(nèi)迷路?
在戶外，我們獲得相對(duì)精準(zhǔn)的位置信息基本依托于移動(dòng)終端與衛(wèi)星定位之間的通訊。而在室內(nèi)，衛(wèi)星定位則顯得不那么“靈光”了，衛(wèi)星定位技術(shù)無(wú)法穿透建筑物的墻壁，無(wú)法建立穩(wěn)定低延時(shí)的定位信息，也無(wú)法分辨出樓層，因此室內(nèi)室外完全是兩套不同的定位系統(tǒng)。
為了在室內(nèi)也能獲取到自身的位置信息，服務(wù)提供商部署了中繼基站或者室內(nèi)定位設(shè)施，通過(guò)藍(lán)牙、WiFi等硬件以及SLAM、UWB等技術(shù)，收集到達(dá)時(shí)間差、到達(dá)角度等數(shù)據(jù)，聯(lián)合三個(gè)以上基站估算位置信息。
據(jù)了解，根據(jù)采用的信號(hào)不同，目前主流的室內(nèi)定位技術(shù)主要有藍(lán)牙定位、WiFi和UWB(超寬帶定位)，三者各有利弊。
藍(lán)牙定位最為常用，精度在米級(jí)，能耗較低，但定位范圍較小、需要單獨(dú)建設(shè)藍(lán)牙定位網(wǎng)絡(luò)、安裝專用程序上報(bào)數(shù)據(jù);WiFi覆蓋范圍較廣，但WiFi信號(hào)極易受到干擾，需要單獨(dú)建設(shè)WiFi定位網(wǎng)絡(luò);UWB的定位精度可以達(dá)到分米極，穿透力強(qiáng)、功耗低，但UWB設(shè)備價(jià)格高，需要單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)和終端進(jìn)行定位，不易于推廣。
“這些現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但由于室內(nèi)場(chǎng)景復(fù)雜性高，應(yīng)用個(gè)性化需求多，部署、維護(hù)成本高，并不是每一棟建筑都能部署這些定位設(shè)施。
此外，室內(nèi)場(chǎng)景更新快，現(xiàn)有的定位技術(shù)似乎無(wú)法兼顧定位精度與商業(yè)成本的平衡。”中國(guó)移動(dòng)研究院無(wú)線與終端技術(shù)研究所所長(zhǎng)丁海煜指出。
可以說(shuō)，室內(nèi)定位技術(shù)在近年來(lái)始終未取得突破。
5G在定位系統(tǒng)中價(jià)值何在?
對(duì)于室內(nèi)覆蓋業(yè)務(wù)和行業(yè)垂直應(yīng)用拓展來(lái)說(shuō)，室內(nèi)精準(zhǔn)定位是一個(gè)強(qiáng)需求。中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院無(wú)線研究部副主任李福昌在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，室內(nèi)定位場(chǎng)景一方面是面向C端的服務(wù)，如停車場(chǎng)車位定位、商超導(dǎo)覽業(yè)務(wù)、文化參觀游覽等，提供人員導(dǎo)航和線路規(guī)劃等服務(wù)。但5G時(shí)代，室內(nèi)定位更多的則是面向B端的應(yīng)用場(chǎng)景，如智能倉(cāng)儲(chǔ)物流、工廠資源互聯(lián)、公檢司法、電力能源等。
5G通信基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善，正是解決室內(nèi)定位“迷茫”的契機(jī)。那么，5G在定位系統(tǒng)中價(jià)值何在?室內(nèi)通信與定位又將如何結(jié)合?
李福昌指出，3G、4G時(shí)代，運(yùn)營(yíng)商就曾嘗試過(guò)基于無(wú)線通信信號(hào)的定位，由于3G、4G網(wǎng)絡(luò)主要是無(wú)源系統(tǒng)，因此不具備室內(nèi)定位的能力。少量有源室分帶寬小，子載波間隔小，定位精度十幾米，很難滿足室內(nèi)應(yīng)用需求。此外3G、4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中也沒(méi)有定義定位服務(wù)器和對(duì)外的應(yīng)用接口，難以推廣應(yīng)用。
5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)一方面在于其具有的更大的帶寬和子載波間隔，使得5G室內(nèi)定位精度提升(3.5GHz頻段下定位精度在5米左右，毫米波定位精度可以達(dá)到3米或更高)。5G R16版本對(duì)5G基站定位進(jìn)行了增強(qiáng)，引入了新的功能實(shí)體和定位技術(shù)。R16中定義了端到端的定位系統(tǒng)框架，加入了定位處理平臺(tái)，提供應(yīng)用接口，又引入了RTT(Round Trip Time)定位，不僅解決了4G時(shí)代由于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)限制造成的與應(yīng)用結(jié)合困難的問(wèn)題，還能通過(guò)測(cè)量往返時(shí)間差，實(shí)現(xiàn)單站定位。
李福昌還指出，在正在推進(jìn)的5G R17版本中，業(yè)內(nèi)提出了進(jìn)一步增強(qiáng)定位能力的目標(biāo)——面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(IIOT)的場(chǎng)景，水平定位精度目標(biāo)為0.5米，垂直定位精度在1米;一般的商用場(chǎng)景定位精度目標(biāo)在水平1米，垂直3米。端到端定位時(shí)延100ms之內(nèi)。
這些能力使得5G定位可以滿足大多數(shù)場(chǎng)景的定位應(yīng)用需求。
相對(duì)于其他定位技術(shù)，已建成5G網(wǎng)絡(luò)的地方，就具備了高精度定位的能力，不需要再單獨(dú)建設(shè)定位網(wǎng)絡(luò)，也不需要特定的終端或標(biāo)簽。而5G和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI、MEC結(jié)合的能力，也可以帶來(lái)更豐富的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
5G將與不同技術(shù)融合定位
5G時(shí)代帶來(lái)的萬(wàn)物互聯(lián)需求對(duì)室內(nèi)定位的市場(chǎng)需求將起到極大的推動(dòng)作用。室內(nèi)定位是一個(gè)完整的系統(tǒng)，包含終端、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、應(yīng)用等幾部分。網(wǎng)絡(luò)層是各類定位基站的網(wǎng)絡(luò)，可以是5G定位，也可以是藍(lán)牙、WiFi、超寬帶等其他定位網(wǎng)絡(luò)，還可以是這些技術(shù)的融合。在丁海煜看來(lái)，5G自身可以提供滿足大多數(shù)場(chǎng)景定位應(yīng)用的能力，但這一能力不能解決所有的定位問(wèn)題，需要5G與不同技術(shù)融合定位。
李福昌表示，5G在室內(nèi)定位中不僅提供了自身的帶內(nèi)定位能力，還提供了融合定位能力，通過(guò)SLAM、藍(lán)牙、UWB等多種技術(shù)和定位終端的信息進(jìn)行綜合定位，技術(shù)間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，降低綜合定位成本，提高定位精度和魯棒性。
據(jù)丁海煜介紹，目前基于位置服務(wù)的融合應(yīng)用業(yè)務(wù)已初步發(fā)展，包括汽車裝配利用5G+藍(lán)牙定位滿足其生產(chǎn)定位需求，電力能源利用5G+UWB定位滿足生產(chǎn)需求;在機(jī)場(chǎng)室內(nèi)定位服務(wù)中，利用5G+藍(lán)牙定位滿足消費(fèi)者導(dǎo)航以及管理者需求;倉(cāng)儲(chǔ)物流場(chǎng)景中利用5G+藍(lán)牙AOA定位滿足智能化物流管理。
今年10月，中國(guó)移動(dòng)、中興通訊等廠商共同發(fā)布了《5G室內(nèi)融合定位白皮書(shū)》(以下簡(jiǎn)稱《白皮書(shū)》)?！栋灼?shū)》指出，新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新應(yīng)用常常伴隨新的挑戰(zhàn)，包括5G小基站外部接口有待豐富和成熟、室內(nèi)地圖尚未普及、室內(nèi)位置信息以及個(gè)人數(shù)據(jù)的私密保障問(wèn)題，以及室內(nèi)和室外定位的銜接難題等。
在中興通訊無(wú)線產(chǎn)品副總經(jīng)理李曉彤看來(lái)，想要盡快克服這些挑戰(zhàn)，需要從室內(nèi)定位的網(wǎng)絡(luò)層切入，實(shí)現(xiàn)端到端產(chǎn)業(yè)鏈整體的布局。從終端層面看來(lái)，需要推動(dòng)R16 5G芯片、藍(lán)牙5.2芯片盡快應(yīng)用，并推動(dòng)UWB芯片標(biāo)準(zhǔn)化和互聯(lián)互通;從平臺(tái)層面來(lái)看，位置信息提供者需加快布局室內(nèi)地圖的構(gòu)建等基礎(chǔ)性服務(wù);從應(yīng)用層面來(lái)看，還要吸引到更多開(kāi)發(fā)者融入室內(nèi)定位生態(tài)圈中，豐富系統(tǒng)應(yīng)用形態(tài)，形成統(tǒng)一的應(yīng)用解決方案。
