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IPLOOK自研5G定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通信服務(wù)和高精度定位功能一體化

更新時(shí)間 : 2022-11-09 17:33:00
無線定位是指在無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，通過對(duì)接收到的無線電波的特征參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，利用量到的無線信號(hào)數(shù)據(jù)，采用特定的算法對(duì)移動(dòng)終端所處的地理位置進(jìn)行估計(jì)，提供準(zhǔn)備的終端位置信息和服務(wù)。通用5G技術(shù)的應(yīng)用已趨于成熟，其“高速率、低時(shí)延、大連接”的特點(diǎn)不斷被開發(fā)以滿足多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景需求，5G無線系統(tǒng)在多種應(yīng)用場(chǎng)景下關(guān)于地理定位的新需求和應(yīng)用也逐步受到重視。

根據(jù)3GPP R16協(xié)議中，關(guān)于NR定位用例和要求的規(guī)范，包括TR 22.862中給出的“higher accuracy更高精度”系列用例、TR 22.872中帶有KPI要求的詳細(xì)用例，以及TS 22.261中定位用例的信息類別。按照研究中的用例，大致分為以下三種應(yīng)用場(chǎng)景：

1-監(jiān)管應(yīng)急服務(wù)
應(yīng)急服務(wù)使用戶能夠聯(lián)系公共安全應(yīng)答點(diǎn)（PSAP：Public Safety Answering Point），并要求應(yīng)急服務(wù)用戶具有準(zhǔn)確的定位，以便他們可以定位并由急救人員提供援助。所需的定位精度水平取決于TR 22.872中的當(dāng)?shù)睾蛥^(qū)域監(jiān)管要求。
2-eMBB用例
這些用例包括室外和室內(nèi)場(chǎng)景。5G網(wǎng)絡(luò)中的高精度定位服務(wù)應(yīng)在交通道路、隧道、地下停車場(chǎng)或室內(nèi)環(huán)境中得到支持，這些區(qū)域不被衛(wèi)星信號(hào)覆蓋。
3-垂直行業(yè)用例
來自垂直行業(yè)的各種用例，如工業(yè)工廠、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、共享單車、汽車駕駛和無人機(jī)。垂直行業(yè)類別可進(jìn)一步分為物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和URLLC服務(wù)。
愛浦路（IPLOOK）立足于自身5G技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)，現(xiàn)已推出“5G高精度定位系統(tǒng)”，該方案支持超過26種功能。
5G?定位系統(tǒng)后臺(tái)
IPLOOK 5G 定位系統(tǒng)后臺(tái)

丨IPLOOK 5G定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)如何連接？

IPLOOK 5G定位系統(tǒng)利用5G小區(qū)的多個(gè)遠(yuǎn)端單元（RU）信號(hào)對(duì)終端的位置進(jìn)行估計(jì)，由BBU對(duì)小區(qū)的多個(gè)RU信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量量通過NRPPa協(xié)議報(bào)告給核心網(wǎng)，核心網(wǎng)運(yùn)行定位算法計(jì)算出終端位置。
5G定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)鋱D
IPLOOK 5G定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)鋱D
 
依據(jù)測(cè)量的物理量不同，5G的定位方法可分為兩大類：基于測(cè)距的方法和非測(cè)距的方法。
1）基于測(cè)距的方法
于測(cè)距的方法主要是通過測(cè)量到達(dá)時(shí)間(TOA, time of arrival)，到達(dá)時(shí)間差(TDOA, time difference of arrival)，到達(dá)角(AOA, angle of arrial)，到達(dá)頻率差(FDOA, frequency difference of arrival)或直接根據(jù)無線路損公式求解基站與終端之間的距離。
2）非測(cè)距的方法
非測(cè)距方法則利用多種傳感器技術(shù)在覆蓋范圍內(nèi)構(gòu)建位置的特征指紋庫(kù)，在復(fù)雜多徑環(huán)境中能夠取得理想的定位性能。

5G終端可通過5G上行物理信道承載定位信息（信號(hào)），這些定位信息攜帶終端的位置特征，接入網(wǎng)的基站側(cè)在接收到定位信息之后進(jìn)行測(cè)量值的有效估計(jì)，然后將估計(jì)后的測(cè)量值上報(bào)至核心網(wǎng)的定位服務(wù)器完成定位計(jì)算，獲得終端在某時(shí)刻的參考系內(nèi)坐標(biāo)位置。下圖為3GPP確定的5G終端定位的基本架構(gòu)，由接入網(wǎng)側(cè)進(jìn)行主導(dǎo)，定位過程由多個(gè)無線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體參與。
5G終端定位的架構(gòu)圖
5G終端定位的架構(gòu)圖
 
IPLOOK 5G定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和高精度定位功能的整合，以適應(yīng)新興和多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景。

丨5G定位，IPLOOK核心網(wǎng)如何起作用？

IPLOOK的5G定位系統(tǒng)新增多個(gè)IPLOOK 5G核心網(wǎng)的網(wǎng)元，增加了定制化高精度定位功能，可執(zhí)行基本的接入管理、會(huì)話管理和簽約數(shù)據(jù)管理等眾多流程，以適應(yīng)更加多樣化的需求和更復(fù)雜的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)通信服務(wù)和定位功能一體化。
5G核心網(wǎng)支持定位業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
5G核心網(wǎng)支持定位業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
5G核心網(wǎng)支持基本業(yè)務(wù)和定位業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
5G核心網(wǎng)支持基本業(yè)務(wù)和定位業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
 
IPLOOK 5G定位系統(tǒng)方案支持以下功能：

1）通過與多基站交互NRPPa協(xié)議消息對(duì)終端位置進(jìn)行測(cè)量；
2）支持MO-LR，MT-LR，基于事件觸發(fā)和周期性觸發(fā)的定位流程；
3）支持R16定義的多種定位算法如UL-TDOA，UL-AOA等根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算終端的位置和速度；
4）開放的API接口，可通過NEF與AF/LCS client的對(duì)接方式實(shí)現(xiàn)用戶位置的訂閱和去訂閱功能；
5）支持UDM上用戶簽約定位相關(guān)的安全隱私配置；
5）端對(duì)端的QoS保障為定位服務(wù)提供基礎(chǔ)的傳輸質(zhì)量保證；
..........（僅展示部分）

隨著5G技術(shù)應(yīng)用趨于多樣化，對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)所提供的業(yè)務(wù)要求也越來越高。5G定位技術(shù)正進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，IPLOOK將持續(xù)深耕核心網(wǎng)領(lǐng)域，為5G定位提供更豐富的定位算法支持，全面滿足多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景需求。
 
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