5G高精定位能力白皮书.docx

《5G高精定位能力白皮书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5G高精定位能力白皮书.docx（20页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、中国移动研究院ChinaMobi1.eCMRI“智简5G”系列白皮书中国移动5G高精定位能力（2021年）中国移动通信有限公司研究院联合编写单位及作者编写单位及主要作者（排名不分先后）：中国移动通信有限公司研究院：丁海煜，王锐，张龙，王东，王昕怡,程铺震中国移动通信集团广东有限公司：蔡伟文、罗伟民、陈其铭、庄沛升、朱立标，陈波中移（上海）产业研究院I梁善靖、王牧云、蔡川、郭卫江华为技术有限公司：夏苏华，王奇，吴敏中兴通讯股份有限公司：张寿勇，王红欣，赵琼鹰，蓝剑随着5G网络部署速度的加快，5G渗透率也在快速提升。在强大的网络能力支持卜.，用“一张网”同时解决通信与定位两个关键问题的行业诉求也越

2、来越迫切。中国移动5G高精定位的总体策略包含5G基站高精定位与5G+泛无线高精定位两部分。本白皮书聚焦5G基站高精定位，期望与业界探讨我们对该议题的思考。本白皮书从垂直行业的一线落地项目调研出发，首先从广域与局域两方面给出现阶段需求旺盛或已有试点落地的典型应用场景；其次，介绍使能5G基站高精定位的关键技术及演进方向：再次，针时广域与局域场景的不同诉求，给出适配行业诉求的定位架构：最后，介绍近期部分定位试点，以及对定位端到端路标的一些思考。中国移动向产业表明对5G基站高精定位的发展规划与技术判断，旨在呼吁产业界共同努力，加快对关健使能技术以及局域架构的支持，推动端到端产业成熟，助力我国5G的全面

3、引领。本白皮书的版权归中国移动所有，未经授权，任何单位或个人不得复制或拷贝本建议之部分或全部内容。目录定位”:1.1 广域场景需求1.1.1 智薮物联51.1.2 智裁警务51.2 局域场景需求61.2.1 智能制造61.2.2 智慈化工71.2.3 智薮商超71.3 儒求小结82 定位架构102.1 广域定位架构102.2 局域定位架构113 “.I.”.-.-.I.-.-.-.-.-.123.1 关摄使能技术123. 1.1ITDOA124. 1.2AOA125. 1.3RTT133.2 演进方向134 定位踣标154.1 技术/架构路标154.2 定位业务平台路标155.1 智球商卸17

4、5.2 交通枢钮175.3 智教园区186总结和JMS19201定位需求随若智慈化浪潮的兴起，垂直行业对定位的需求日益迫切。2020年6月冻结的3GPPRCIT6版本中，引入/5G基站定位功能,R16的设计目标为室内水平维和垂直维定位精度均小于3m（区域内80%用户），端到端时延小于1s。行业的定位场景，主要分为两大类：广域定位场景和局域定位场景。广域场景里最典型的应用就是老人/小孩等定位，以及部分警务车/出警人员等的定位。局域场景是定位的强需求场景，最典型的就是制造工厂里人/车/物/料的管理以及化工厂里高危区域安全管理等。1.1 广域场景需求1.1.1 智JK物联智荔物联中定位的典型场景主要

5、为老人/小孩定位、宠物跟踪等。该场比对功耗敏感，待机时长要求较高。老人定位：随着社会老龄化人口快速增加,老年人（尤其是失能老人）的看护，变成了一个需要全社会关注的重要课题。当前部分地方政府已经在通过门控、水龙头监控等方式来识别老人健康状态。未来可以通过定位、监控、通信一体化智能手环，解决老人防走失、健康监控、及时求助等问题。该场景定位精度要求达到3米，待机时长1个月。宠物跟踪：当前猫狗宠物数在1.5亿以上，大量走失成为流浪猫狗。定位成为宠物跟踪防走失的关键刚需*该场冕要求定位精度达到3米，电池要求3个月以上。1.1.2 曾JK警务智然警务对于5G定位的需求，主要集中在接警处理、警员出警和指挥控

6、制调度。110/119报警人定位:呼叫中心在接到报警电话时,结合定位和GIS,可以直接在地图上显示报警人位置，节省位置询问时间，同时也可以指导出警人迅速抵达现场，该场景要求定位粘度1030米，由报警电话触发，不需要特殊定位终端，基于报警人的手机进行定位。消防队员安全定位：在火场环境下，精确跟踪消防员的位置，并实现消防员和后场监控系统之间的信息传递，保护消防员的生命安全。该场景定位精度要求1米.定位插率为1次/秒，要求终端尺寸小、功耗低，待机时间至少为60天。警务乍/巡逻民警定位：结合G1.S地图实时显示警务车和巡逻民警的位置状态，可以实现警力分布的宏观统计，指挥中心根据警情实时指挥调度警务车和

7、距离事发地最近的巡逻民警出警,该场景要求定位精度35米左右，定位频率为1次/分钟，要求定终端尺寸小、功耗低，待机时间至少为90天。1.2 局域场景需求1.2.1 智能制造智能制造工厂业务数据流豆杂，园区面积大、涉及人员、设备众多，人员/物料定位是强需求，定位精度要求35米，口对数据安全较敏感.要求数据不出园区。工厂可借助定位技术，实现对工厂内的人、车、物、料等的精确定位、无继追踪、智能调配与高效协同，大幅提升工厂的生产效率及精细化管理水平。人员位M管理位吉黑第神资金点.叉车管遵w三3轨迹明综位首区配导航凰务图1智能制造典鞭定位需求人员位置的管理：快速了解员工的分布，提高调度管理效率；同时可以基

8、于人的位置，对特定区域的不当进入进行报警处理，提升园区的安全。物资的位置管理：基丁位置做生产过程追溯，实现对每个产品生产流转过程（包括订单接收、确认产品ID、生产组装、测试、厂内仓储、厂外物流等环节的全程追溯及作业过程的高度透明化，规范作业流程的同时，大幅提高作业效率：AGV自动路线规划导航服务：AGY自动牵引小车，根据位置信息进行路线规划与自动驾驶，极大提升AGV运营效率：智能制造作业场景对定位技术的抗干扰、抗遮挡能力要求较高，且定位终端主耍面向设符和企业员工，终端功耗较敏感“1.2.2 智慧化工化工园区，危险区域比较多，对人员定位是强需求,定位精度要求35米,I1.对数据安全较敏感，要求数

9、据不出园区。同时化工园区安全性要求高，施工雉,后续新增电气设备以及铺设线路安全评估周期长，施工会导致停工停产，需提早规划具备位置能力。工厂危掂区域管理电子BB栏人员位Ei管违位闰服务图2智北化工典型定位福求人员位置的管理：为园区提供电子考勤，提升管理效率:电子围栏：若工作人员误入危险区域，及时进行越界告警，保障员工的人身安全：-键报警：根据定位终端的位置以及动态预测，检测当前用户的状态。当检测用户标签位置异于历史位置，或者一直处于静止态，则系统触发告警，保障人员/设备安全。1.2.3 智总商超商超作为最重要的室内商业环境之.室内定位技术将为其智慧化转型提供近要支撑，主要特点是定位终端在消费者侧

10、，要求定位终端具有通用性，定位精度要求广3米，可以定位到车位或者商超店铺区域。对于商超管理经营者来说,通过室内定位技术,可以为其提供基于位置大数据商业分析工具，为商场提供客流动线、惇留时长、到访频次等分析核心信息，提升管理商场经营管理水平.翎SF词监测用户IMK分析图3图超管理经营不位汽服务：到店客流监祗、用户数据分析对于店铺管理经营者来说，施于位置服务可为我提供会员到达提醒，优惠活动触达客户等，提升店铺经营效率。反向I蚌图4店铺管理经营者位汽服务：到达提醒，优惠活动针对消费者来说，基于位置服务可为其提供商场定位、导航、导购服务，以及停车、寻车服务，提升用户的体验。图5个人位置服芬：商品推送、

11、定位导航、反向寻车1.3 需求小结综上所述，典型行业定位场景的定位需求归纳如表U从场景、需求可以看出，不同行业、不同业务对于定位的精度、功耗等需求差异巨大，定位网络、定位技术的选择需要与不同的需求进行适配。表1典型行业定位场景需求场景分类AM行业应定位精度需求终懦形态求艘航定位象存是否可以出园区广域场块智切物联老人定位3米穿戴设备I个月NA宠物跟踪3米小型标签3个月以上智意警务110/H9报警人定位ItTao米报警人手机无消防队员安全定位1米嵌入消防头盛或消防徒60天警务车/巡逻民警定位35米穿戴设备90天局域场景智能制造人员的位式管理35米穿戴设备否物资的位跟管埋35米打*AGV自动路线规划

12、导航服务3、5米标签智转化I人员位置管理35米穿戴设招否电子图栏、键报警智公商超产品推送及智版运营1-3米消费者手机无是客流分析及商场管理导航导购及停车寻车2定位架构从定位需求来看，广域定位场景一般对数据不出园区没有硬性要求，对定位时延不敏感，适合复用大网(广域)架构。而绝大多数的行业局域场景对数据不出园区有强烈的安全诉求，且对定位时延敏感，要求架构简单，部署灵活，需要考虑适配局域架构。2.1 广城定位架构图6为适用于广域场景的定位架构，由UE终端、5G无线接入网、SG核心网组成.运营商依托5G基础网络建设优势，可同步部署5G定位网络，实现通信定位-张网，从而形成统的5G定位基础设施网络和5G

13、定位中台能力，为第三方客户提供5G网络通信及定位服务。图6广域定位架构 终端(UE)5G终端接入网络时需上报定位能力信息.终端可主动发送SRS信号给网络侧，由网络侧完成信号测量及位置计算：或行由网络侧下行PRS信号，由5G终端自身完成信号测量并招测量结果反馈给网络计算位理。 基站(gNB)以上行测量为例，无线基站对5G终端的SRS信号进行到达时间CroA)/信号强度(RSRP)等测量,并将测量结果上报给5G核心网。 5G核心网参与网元较多，如UDM、AvF、1.MF、GM1.C等，根据gNBUE测量结果完成位置解算.并通过MPI接口将用户位置反馈给运营商5G位置服芬平台： 运营商5G位宜服务平

14、台运营商5G位置,服务平台作为第三方应用与5G定位网络的中间桥梁，通过开放的RESTAP1.接口为客户提供基丁5G定位网络的位置能力，如实时位置推送、电子围栏、地图管理、位置告警、轨迹杳询、视频联动、位置数据分析等服务。，2.2 局域定位架构针对局域场景要求定位业务在本地完成的安全诉求，在原有4G本地定位架构基础上，创新提出了5Gi精度局域定位服务架构。局域定位架构涉及网元较少，可实现快速部署，如图7所示。图7局域定位架构终端(IjE)5G终端接入网络时需上报定位能力信息。终端可主动发送SRS信号给网络侧，由网络侧完成信号测量及位置计算：或为由网络侧下行PRS信号,由5G终端自身完成信号测量并将测量结果反馈绐网络计算位置。 基站(gNB)以上行测量为例，无线基站对5G终端的SRS信号进行到达时间(ToA)/信号强度(RSRP)等测盘，并将测量结果上报给定位服务器。 定位服务器以上行测量为例，定位服务器根据BBI.上报的测量信息进行定位解算，完成位置信息与用户信息的绑定，并支持将位理信息批量上报给运营商位置服务平台. 运营商位置服务平台运营商5G位置用务平台作为第三方应用与5G定位网络的中间桥梁，通过开放的RESTAP1.接口为客户提供基于5G定位网络的位置能力，如实时位置推送、电子围栏、地图管理、位置告警、轨迹查询、视频联动、位置数据分析等