5G为物联网带来精准定位

蜂窝拥有增强室内和物联网精确定位的“所有要素”

智能手机和其他小型定位设备使用像GNSS这样的卫星系统来提供定位。然而，要想达到最有效的效果，GNSS需要多颗卫星有清晰的视线，即使在其最高性能时，它也只能提供米级的精度，这对于工业和室内物联网应用来说还不够精确。另一方面，高通公司高级工程总监基兰·穆卡维利(Kiran Mukkavilli)称，5G毫米波在某些情况下可以达到厘米级的精度。

Mukkavilli说:“蜂窝网络对GNSS的作用非常好，如果你看看蜂窝网络的部署，你就会发现，它们具备了让这种定位工作的所有要素。”他说:“看看我们的部署情况。我们有宏观部署在7 GHz以下的FR1，我们有我们的FR2毫米波部署，我们也有一些室内部署。”

他解释说，这些部署中的每一个都具有有助于定位的独特特征。例如，低于 7 GHz 频段的大规模 MIMO 部署具有大型天线阵列，这允许对广域定位进行精确的角域估计。另一方面，室内部署通常非常密集，以实现高容量通信。更密集的毫米波部署意味着更多的带宽，更多的带宽意味着更好的定位精度。不过，Mukkavilli 表示，毫米波既具有密度优势，又具有大量频谱的优势。

“从定位的角度来看，大量带宽意味着非常精细和精确的时间分辨率。小型蜂窝部署通常还意味着我们获得更密集的节点 [...]，这为我们提供了非常精细的波束。因此，将我们从这些密集阵列中获得的带宽和精细光束 [...] 放在一起，我们可以通过毫米波轻松达到厘米级的精度，”他补充说，因此，毫米波将成为高通整体定位解决方案组合的“一个非常重要的组成部分”。

然而，由于精确的时间分辨率需要大量带宽来保证精度，涉及低功耗和低复杂度设备的应用(例如使用 20 MHz 甚至 5 MHz 等较小频段的物联网设备)提出了定位挑战。简而言之，基于时间的精确定位技术不太适合窄带物联网设备。

“在小带宽下，时间分辨率不像我们使用 100 MHz 或 400 MHz 得到的那样，这就是我们可以利用 [...] 空间分辨率的地方，”Mukkavilli 解释说，提供了一种称为 DL-AoD 的基于角度的定位技术，或下行链路出发角定位，作为替代方案。

DL-AoD 是一种基于设备的定位技术，其中物联网设备测量网络上的每个波束 RSRP(参考信号接收功率)，使用它们之间的相对差异来估计出发角 (AoD)。 然后，这些测量的差异通过模式匹配提供水平角度和仰角信息。

通过这种方式，DL-AoD 为带宽有限的 5G 物联网设备提供高精度定位。 事实上，根据高通的演示，使用基于角度的技术在 5 MHz 带宽内的中值精度精度上至少提高了 60%。

“将所有这些放在一起，蜂窝可以为定位做的事情是补充并提供大多数地方不到一米的精度，甚至为工业物联网和室内精确定位提供厘米级定位 [...]，”Mukkavilli 总结道。