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IPLOOK自研5G定位系统,实现通信服务和高精度定位功能一体化

发布时间 : 2022-11-09
无线定位是指在无线移动通信网络中,通过对接收到的无线电波的特征参数进行测量,利用量到的无线信号数据,采用特定的算法对移动终端所处的地理位置进行估计,提供准备的终端位置信息和服务。通用5G技术的应用已趋于成熟,其“高速率、低时延、大连接”的特点不断被开发以满足多样化的应用场景需求,5G无线系统在多种应用场景下关于地理定位的新需求和应用也逐步受到重视。

根据3GPP R16协议中,关于NR定位用例和要求的规范,包括TR 22.862中给出的“higher accuracy更高精度”系列用例、TR 22.872中带有KPI要求的详细用例,以及TS 22.261中定位用例的信息类别。按照研究中的用例,大致分为以下三种应用场景:

1-监管应急服务
应急服务使用户能够联系公共安全应答点(PSAP:Public Safety Answering Point),并要求应急服务用户具有准确的定位,以便他们可以定位并由急救人员提供援助。所需的定位精度水平取决于TR 22.872中的当地和区域监管要求。
2-eMBB用例
这些用例包括室外和室内场景。5G网络中的高精度定位服务应在交通道路、隧道、地下停车场或室内环境中得到支持,这些区域不被卫星信号覆盖。
3-垂直行业用例
来自垂直行业的各种用例,如工业工厂、增强现实、共享单车、汽车驾驶和无人机。垂直行业类别可进一步分为物联网服务和URLLC服务。
爱浦路(IPLOOK)立足于自身5G技术研发优势的基础,现已推出“5G高精度定位系统”,该方案支持超过26种功能。

IPLOOK 5G 定位系统后台

丨IPLOOK 5G定位系统网络如何连接?

IPLOOK 5G定位系统利用5G小区的多个远端单元(RU)信号对终端的位置进行估计,由BBU对小区的多个RU信号进行测量,将测量量通过NRPPa协议报告给核心网,核心网运行定位算法计算出终端位置。

IPLOOK 5G定位系统网络连接拓扑图
 
依据测量的物理量不同,5G的定位方法可分为两大类:基于测距的方法和非测距的方法。
1)基于测距的方法
于测距的方法主要是通过测量到达时间(TOA, time of arrival),到达时间差(TDOA, time difference of arrival),到达角(AOA, angle of arrial),到达频率差(FDOA, frequency difference of arrival)或直接根据无线路损公式求解基站与终端之间的距离。
2)非测距的方法
非测距方法则利用多种传感器技术在覆盖范围内构建位置的特征指纹库,在复杂多径环境中能够取得理想的定位性能。

5G终端可通过5G上行物理信道承载定位信息(信号),这些定位信息携带终端的位置特征,接入网的基站侧在接收到定位信息之后进行测量值的有效估计,然后将估计后的测量值上报至核心网的定位服务器完成定位计算,获得终端在某时刻的参考系内坐标位置。下图为3GPP确定的5G终端定位的基本架构,由接入网侧进行主导,定位过程由多个无线系统的网络实体参与。

5G终端定位的架构图
 
IPLOOK 5G定位系统实现了网络服务和高精度定位功能的整合,以适应新兴和多样化的应用场景。

丨5G定位,IPLOOK核心网如何起作用?

IPLOOK的5G定位系统新增多个IPLOOK 5G核心网的网元,增加了定制化高精度定位功能,可执行基本的接入管理、会话管理和签约数据管理等众多流程,以适应更加多样化的需求和更复杂的环境,实现通信服务和定位功能一体化。

5G核心网支持定位业务网络架构图

5G核心网支持基本业务和定位业务网络架构图
 
IPLOOK 5G定位系统方案支持以下功能:

1)通过与多基站交互NRPPa协议消息对终端位置进行测量;
2)支持MO-LR,MT-LR,基于事件触发和周期性触发的定位流程;
3)支持R16定义的多种定位算法如UL-TDOA,UL-AOA等根据测量数据计算终端的位置和速度;
4)开放的API接口,可通过NEF与AF/LCS client的对接方式实现用户位置的订阅和去订阅功能;
5)支持UDM上用户签约定位相关的安全隐私配置;
5)端对端的QoS保障为定位服务提供基础的传输质量保证;
..........(仅展示部分)


随着5G技术应用趋于多样化,对于移动通信网络所提供的业务要求也越来越高。5G定位技术正进入快速发展时期,IPLOOK将持续深耕核心网领域,为5G定位提供更丰富的定位算法支持,全面满足多样化的应用场景需求。

 
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