5G подобрява точността на геопозиционирането

5G подобрява точността на геопозиционирането

Днешните индустрии не могат без 5G технологията

Майя Бойчева-Манолчева
549 прочитания

За предимствата на 5G технологията сме говорили много, но като че ли акцентът винаги пада върху скоростта и се обръща по-малко внимание на едно друго основно предимство - подобрената точност при геопозициониране.

Статията е част от рипорта "Отворената трансформация в телекомите" на Digitalk от 11/2021 г.
Цялото издание можете да намерите в дигиталната библиотека.
През март в метрото на китайския град Суузхау China Mobile Suzhou и Huawei верифицираха за първи път в света 5G позициониране в затворени помещения при мрежи "на живо". Така беше доказано, че дори при скрити пикорадиоклетки (pRRU) може да бъде достигната прецизност на позиционирането между 3 и 5 метра на 90% от платформата и пространствата. Това определено е сериозен знак за възможностите, които технологията може да осигури на вертикалните индустрии.

5G позиционирането намира приложение в доста индустрии и вертикали като логистиката, умните фабрики, автономните коли, дроновете, дигиталните близнаци, добавената и виртуалната реалност и др. Историята на геопозиционирането при клетъчните мрежи датира от средата на 90-те години, когато започва да се използва в спешната помощ. Днес, когато Индустрия 4.0 е нашето съвремие, 5G позиционирането върви със специфични изисквания за точност, латентност, наличност, надеждност.

Ако преди три години 15-ата версия на 3GPP постави основите на 5G архитектурата и сигурността, то 16-ата версия на стандартите постави основата на 5G базираното позициониране, създадено да отговори на изискванията за точност 3 метра "на закрито" и 10 метра "на открито".

Версия 16 дефинира набор от една и много клетъчни техники за позициониране, състоящи се от време за двупосочно пътуване (RTT), ъгъл на пристигане/напускане (AoA/AoD) и разлика във времето на пристигане (TDOA). В допълнение, за да подкрепи използването на технологията в IoT индустриални екосистеми, бяха определени нови сценарии за оценка, които поддържат нови модели "на закрито".

Кои са основните приложения на 5G позиционирането разкриват няколко експерти от Ericsson. Някои от тях могат да бъдат проследени на фигурата по-долу заедно с типичните им изисквания, възможните методи за позициониране и очакваната точност, като изискванията за точност варират от метри до сантиметри, в зависимост от случая.

Изисквания и специфични решения при използването на 5G с възможната точност при позициониране

Приложения на точното позициониране

#1 Мобилна широколентова връзка (MBB)

Потребителите на мобилни телефони могат да се радват на по-прецизно позициониране благодарение на 5G технологията, която предполага точност до 10 метра в градска среда. За пешеходците при ясно небе и с достъп до глобалните навигационни системи (GNSS) като GPS едновременното позициониране чрез 5G и GNSS може да бъде по-добро от позиционирането само чрез GNSS.

#2 5G позициониране "на закрито"

Позиционирането на потребители и устройства в затворени помещения като офиси, магазини и т.н. беше във фокуса на версия 16 на 3GPP. Новите функции са приложими и в индустрията, като се очаква версия 17 да предложи още подобрения.

#3 Превозни средства

По-доброто позициониране на превозните средства се гарантира благодарение на комбинация от GNSS и 5G. Глобалните сателитни системи осигуряват изключително точно GNSS-RTK базирано позициониране при т.нар. автомобилни сценарии. 5G технологията ще играе ключова роля при осигуряването на точно позициониране на пътя, а както знаем, това ще е от изключително значение за автономните автомобили.

От автомобилна индустрия се фокусират върху "нервната" система на бъдещите автономни превозни средства. Тя ще обработва информация от най-различни датчици. Едни от тях са вградени в самия автомобил, включително радари, помагащи при лоши метеорологични условия и слаба светлина, LIDAR, които осигуряват 3D перспектива в широк обхват, камери за разпознаване на обекти и пътни знаци, както и ултразвукови датчици, помагащи за къси разстояния (например при паркиране).

Датчиците за разширяване на "хоризонта на видимост" включват безжичен сензор 5G V2X, които осигуряват 360-градусово улавяне на сигнали отвъд линията на видимостта, 3D HD карти с обновления в реално време и субметрова точност, както и прецизно позициониране с помощта на GNSS. Qualcomm пък разработи технологията VEPP (Vision Enhanced Precise Positioning), или визия за подобрено прецизно позициониране. Тя е оптимизирана за процесорите Snapdragon на Qualcomm.

Qualcomm VEPP обединява данните от камерата и GNSS измерванията с данни от различни бордови сензори, осигурявайки точно позициониране на ниво пътна лента и прецизно насочване в почти всякакви среди.

#4 5G локализиране на дронове

Приложенията за дроновете стават все повече, като се очаква в бъдеще те да се използват дори като мобилни базови станции, което означава, че трябва да могат да се локализират при позициониране. Дроновете винаги ще имат "линия на видимост" помежду си и към наземните базови станции. Очакванията са, че комбинацията от GNSS и 5G ще осигури точност на позиционирането на ниво "дециметър". Добър пример е използването на дронове при бедствия, като те могат да се превърнат във временни базови станции, когато мрежата в района не работи, и дори да контролират другите дронове.

Ключови характеристики на 5G NR позиционирането

5G NR (New radio), първата версия на 5G спецификацията на 3GPP, която замества стандарта 4G LTE, идва с доста подобрения, основно по отношение на методите за позициониране, базирани на времето и ъгъла. Експертите от Ericsson дефинират няколко основни разлики:

  • NR осигурява значително подобрение на честотната лента спрямо LTE. Докато LTE осигурява максимум 20 MHz.
  • NR осигурява до 100 MHz в честотен обхват 1 и 400 MHz в честотен обхват 2.
  • При NR получената мощност може да бъде увеличена чрез технологията за формиране на тесни лъчи от сигнали (beamforming).
  • NR дава възможност за пет различни избора за подносещи честоти: 15 kHz, 30 kHz, 60 kHz, 120 kHz и 240 kHz. При подносещите честоти се наблюдава линейно увеличение на ъгловите колебания едновременно с линейно намаляване на вариациите на закъснението (т.нар. jitter). Този ефект произтича от колебанията в шума, които се увеличават линейно с подносещите честоти.
  • Различните модели антени по отношение на разстояние и брой поляризации на редовете и колоните на антенната решетка не засягат колебанията на закъснението, а само общият брой елементи на решетката има значение. Обикновено NR оборудването идва с повече антени.

За предимствата на 5G технологията сме говорили много, но като че ли акцентът винаги пада върху скоростта и се обръща по-малко внимание на едно друго основно предимство - подобрената точност при геопозициониране.

Статията е част от рипорта "Отворената трансформация в телекомите" на Digitalk от 11/2021 г.
Цялото издание можете да намерите в дигиталната библиотека.
През март в метрото на китайския град Суузхау China Mobile Suzhou и Huawei верифицираха за първи път в света 5G позициониране в затворени помещения при мрежи "на живо". Така беше доказано, че дори при скрити пикорадиоклетки (pRRU) може да бъде достигната прецизност на позиционирането между 3 и 5 метра на 90% от платформата и пространствата. Това определено е сериозен знак за възможностите, които технологията може да осигури на вертикалните индустрии.

5G позиционирането намира приложение в доста индустрии и вертикали като логистиката, умните фабрики, автономните коли, дроновете, дигиталните близнаци, добавената и виртуалната реалност и др. Историята на геопозиционирането при клетъчните мрежи датира от средата на 90-те години, когато започва да се използва в спешната помощ. Днес, когато Индустрия 4.0 е нашето съвремие, 5G позиционирането върви със специфични изисквания за точност, латентност, наличност, надеждност.

С използването на сайта вие приемате, че използваме „бисквитки" за подобряване на преживяването, персонализиране на съдържанието и рекламите, и анализиране на трафика. Вижте нашата политика за бисквитките и декларацията за поверителност. ОК