亞米級的5G定位，你愿意買單嗎？

近日，《2024中國高精度定位技術產業白皮書》的調研正在進行。

目前已經參與白皮書調研的企業有：

鄭州聯睿電子科技有限公司

深圳云里物里科技股份有限公司

北京智聯安科技有限公司

北京瀚巍微電子技術有限公司

芯百特微電子（無錫）有限公司

長沙馳芯半導體科技有限公司

深圳捷揚微電子有限公司

深圳市紐瑞芯科技有限公司

深圳芯邦科技股份有限公司

深圳市可為信息技術有限公司

瑞馳博方（北京）科技有限公司

深圳華云時空技術有限公司

北京全跡科技有限公司

深圳滄穹科技有限公司

深圳市創互科技有限公司

上海方位角數據科技有限公司

成都四相致新科技有限公司

杭州微螢科技有限公司

深圳市天工測控技術有限公司

杭州品鉑科技有限公司

杭州優智聯科技有限公司

蘇州工業園區優頻科技有限公司

乾位智通（深圳）技術有限公司

羅維智聯（北京）科技有限公司

杭州中芯微電子有限公司

成都精位科技有限公司

深圳核芯物聯科技有限公司

深圳暚光科技有限公司

合肥銘芯智能科技有限公司

安徽歐思微科技有限公司

且浦電子（上海）有限公司

上海美迪索科電子科技有限公司

重慶甲蟲網絡科技有限公司

蘇州尋息電子科技有限公司

青島柯銳思德電子科技有限公司

南京藍思信息科技有限公司

無錫真源科技有限公司

江蘇藍策電子科技有限公司

懋特（上海）物聯網科技有限公司

上海極維信息科技有限公司

上海歐孚通信技術有限公司

嘉興太和信息技術有限公司

萊訊科技（天津）有限公司

北京凡星位航科技有限公司

浙江大學湖州研究院

威凱檢測技術有限公司

深圳市信馳達科技有限公司

北京麥釘艾特科技有限公司

深圳乾坤物聯科技有限公司

云南明湖數據科技有限公司

晶海微（上海） 半導體有限責任公司

深圳空循環科技有限公司

芯與物(上海)技術有限公司

重慶智石網絡科技有限公司

深圳愛圖仕創新科技股份有限公司

南京沃旭通訊科技有限公司

深圳市華創恒達科技有限公司

深圳市昇潤科技有限公司

上海縱橙科技有限公司

上海仁微電子科技股份有限公司

謝以上企業對于本白皮書的支持，歡迎更多高精度定位企業參與白皮書調研，聯系方式見文末。

數字社會的發展有兩張基礎網絡：

第一張是移動通信網絡，主干是運營商的蜂窩網絡，比如4G、5G、NB-IoT等，再加上wifi、藍牙、LoRa等“支流”，組成萬物互聯的網絡基礎。

第二張是定位網絡，室外環境主要是衛星定位（GNSS），但在室內場景，組建一張大范圍覆蓋的定位網絡一直是一個困擾行業發展的大難題。

難道是因為室內定位技術達不到要求嗎？當然不是，目前主流的室內定位技術精度都做到了1m以內，這個精度比GNSS要高很多。

既然技術上沒問題，那限制定位網絡的發展就是產業的問題，其最核心的問題有2點：

第一點：就是誰來建設與運營這張網絡。建設與運營一張室內定位網絡需要極大的投資，并且后續的運維服務也十分關鍵，這顯然不是一個小企業能搞得定的事情，需要移動、電信、聯通這樣的運營商級別企業才能做這個事。

三大運營商可以做這個事，但是為什么不去做呢？

那就是第二點的原因，成本與投入產出比。專門為定位建一張網絡，投入的成本可能不會比投資一張5G網絡少，但是能創造出多大的收益？運營商現在連5G如何回本這個問題都在大傷腦筋，再單獨搞定位網絡顯然不現實。

那如何破局呢？答案就是本文要介紹的5G定位網絡。

5G定位其核心思想是5G的通信與定位復用一張網絡，這樣好處也顯而易見。

對于5G網絡來說，如果依然只是提供單一通信能力，哪怕它性能很強（高速率、低延時等），但對于大多數用戶來說，4G網絡足夠用，5G再強，屬于能力溢出，除非是4G退網，市場上只有5G可以選擇，不然的話，僅僅只有高性能的通信能力這一個賣點，不足以讓大家都非要用它。

這樣的背景之下，5G要推廣就需要賦予它更多能力，尤其是之前的技術所不具備的能力，高精度定位能力就是其中的一個重要的突破方向，它對客戶的賣點就是：用了5G網絡，不只是可以享受強大的通信能力，也能有精準的定位能力，這在B端客戶中能滿足很多用戶的需求。

對于室內定位網絡而言，既然單獨搞一張網絡的方案行不通，那在不增加網絡建設成本的基礎之上，就讓用戶享受到了高精度定位網絡的能力，這對于整個產業的普及是一件很利好的事情。

所以5G+高精度定位，一張網絡多用，是行業發展一種必然的趨勢。

接下來，詳細介紹一下5G定位這個技術

參考5G應用產業方陣聯盟的資料，我們整理了5G高精度定位的一些詳細信息。

從5G定位原理的角度來看，定位技術大致可以分為三種類型：基于三角關系和運算的定位技術、基于場景分析的定位技術和基于臨近關系的定位技術。

• 基于三角關系的定位技術

這種定位技術根據測量得出的數據，利用幾何三角或雙曲線關系計算被測物體的位置，它是最主要的、也是應用最為廣泛的一種定位技術。

• 基于場景分析的定位技術

這種定位技術對定位的特定環境進行抽象和形式化，用一些具體的、量化的參數描述定位環境中的各個位置，并用一個數據庫把這些信息集成在一起。業界習慣上將上述形式化和量化后的位置特征信息形象地稱為信號“指紋”。觀察者根據待定位物體所在位置的“指紋”特征查詢數據庫，并根據特定的匹配規則確定物體的位置。

• 基于臨近關系的定位技術

基于臨近關系進行定位的技術原理是：根據待定位物體與一個或多個已知位置參考點的臨近關系來定位。這種定位技術通常需要標識系統的輔助，以唯一的標識來確定已知的各個位置。這種定位技術最常見的例子是移動蜂窩通信網絡中的Cell ID。假設待定位物體分別位于三個Cell中。由于各個Cell中參考點的位置已知，所以根據待定位物體所在Cell可以粗略確定其位置（即Cell中參考點的位置）。

5G時代大量的應用需要精準定位，比如工業AGV、資產追蹤等，尤其是室內精準定位，為此3GPP R16協議版本于2020年中凍結并將定位能力引入到5G網絡標準。除了傳統的E-CID、OTDOA和UTDOA等定位技術，5G定位結合5G寬頻譜和多波束的特性，進一步定義和支持了基于蜂窩小區的信號往返時間（multi-RTT）、到達角測量法（UL-AoA）和離開角測量法（DL-AoD）等多種定位技術。

5G定位技術優勢包括：

1、高載波頻率

5G采用高頻或者毫米波通信，高頻波具有嚴重的穿透損失性質，所以不會有多路徑衰減的干擾；高頻電磁波幾乎只能以直線路徑（Line of Sight, LOS）的方式傳遞，電磁波繞射、散射及反射的干擾問題不大，而直線是最容易計算距離的路徑類型。

2、高帶寬

5G頻譜尤其是毫米波（mmWave）具有移動通訊中前所未有的大帶寬，當傳輸帶寬越大，信號的取樣間隔越短，毫米波系統便具備較高的原始分辨率，可測量的最小距離越小，代表精確度越高。

3、天線數量極多

5G支持多輸入多輸出（Multi-input Multi-output, MIMO）技術，在基站設置大規模的多天線數組，利用多根發射天線與多根接收天線的組合提升頻譜的效率，提供更多的空間自由度（High degree of resolvability of angles）。更多的訊號角度信息增加，定位的分辨率就能跟著提升，判別更精準的地理位置。

4、網絡密度高

由于5G覆蓋范圍小且容易遭到建筑物遮蔽，如果要達到都市內普及，運營商須大規模部署小型5G基站。高密度基站代表有許多可供參考的資源節點，可以提供高密集度的位置信息達到更精準的定位。

5、室內室外一張網、通信定位一張網

5G室內外一張網（室外5G宏站、室內5G室分站），既可以滿足設備終端通信的要求，同時可以實現低功耗高精度定位的應用，一網多用，大幅度降低客戶的使用成本。

隨著3GPP Rel-17版本的凍結，5G定位技術將逐漸走向成熟。

針對一般商用場景，R17定位精度目標從室內3米、室外10米提升到了亞米級，定位的時延要求小于100ms。在工業物聯網場景，R17定位精度誤差要求小于20cm，定位的時延要求小于10ms。

R17通過優化差分定位降低終端和基站收發時延的影響，支持多路徑信號測量上報，輔助信息發送等提高到達角和離開角的測量精度，從而提高定位精度。R17通過定義按需發送的定位導頻信號，降低定位測量的請求回應時間、終端測量時間及測量Gap激活時間等降低時延。通過支持RRC非激活狀態終端的定位測量、信令和流程等降低功耗，并支持GNSS定位的完好性判決增強，以及A-GNSS定位增強，實現更優的GNSS（全球導航衛星系統）輔助定位性能。

5G定位的爆發需要低成本、低功耗的標簽芯片

5G高精度的基礎網絡設施與5G通信傳輸網絡復用，在工業場景中，要實現無死角的5G網絡覆蓋，需要布設大量的5G小基站，布設間距大約是20-30m，這個密度也足以支撐高精度定位能力對于基站的布設要求。

因此，在不增加網絡成本的條件下，5G高精度定位的發展就具有商業可行性，但是早期5G終端芯片產品都集中在高性能方向，價格貴，且功耗高，如果用這樣的芯片做定位標簽產品，顯然很難落地。

所以，5G高精度定位標簽產品對芯片的需求是低成本與低功耗，基于這樣的市場需求，北京智聯安科技有限公司推出的高精定位5G RedCap芯片MK8520，在5.12秒的定位周期下，1000mAH電池容量可支持終端待機時長長達6-12個月，實現性能，功耗和成本的最佳平衡，滿足絕大多數物聯網應用中數據傳輸的需求。

據了解，在2023年10月份，北京智聯安與信通院、華為一起宣布完成了5G 蜂窩低功耗高精度定位的關鍵技術驗證，

此次技術驗證嚴格遵循 IMT-2020（5G）推進組制定的《5G 蜂窩定位技術要求》和《5G 蜂窩定位測試方法》，采用華為無線 LampSite 基站和入駐式 5G 核心網 LCS（Location Service）模塊，并通過普通 5G 手機終端和使用智聯安 5G 低功耗高精度定位芯片的終端進行測試，定位精度最高可達到 0.4 米以內（LOS 場景）。

總結來說，5G高精度定位技術產業的發展與5G toB的產業路線高度吻合，因此，這個產業的發展也取決于5G在B端行業的發展進度如何。目前技術層面在逐漸成熟，預計在2024年會逐漸有規模化的5G高精度定位落地項目。

PS：《2023中國室內高精度定位技術產業白皮書》調研正在進行，歡迎行業的企業朋友參與：