5G高精定位技术介绍
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发布时间：2024-12-19 23:54
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时间：2024-12-20 00:48
5G高精定位技术的实现，得益于大带宽、多天线以及高精度同步技术的支持，使得定位精度显著提升。在仿真/测试场景下，室内定位精度可达2~3米，这在室内及隧道环境能有效弥补卫星定位的不足。
5G定位技术最擅长室内定位，其穿透力较差，因此在大范围定位方面优势不显著。然而，在地下停车场等特定场景下，5G定位技术展现出强大优势。与完全依赖概率算法的摄像头方案相比，通讯的物理定位准确度、稳定性和鲁棒性高出百倍。地下停车场环境复杂，光线变化剧烈，摄像头定位技术在此环境下表现不佳，而5G定位技术则能提供精确、稳定的定位服务。
5G定位技术架构包括终端、无线接入网、以及5G核心网。运营商依托5G网络优势，可同步部署定位网络，形成统一的基础设施网络和定位中台能力。终端在接入网络时需上报定位能力信息，通过主动发送信号或接收信号反馈位置信息。无线基站完成信号测量及位置计算，核心网则接收并处理定位请求与响应。5G定位技术在3GPP标准中得到定义，支持多种定位方法，如UTDOA、AOA、RTT等，满足不同场景的定位需求。
UTDOA（上行到达时间差定位法）通过计算终端上行参考信号SRS到达不同基站的时间差来确定位置，流程简单，产业成熟度高。AOA（到达角度定位法）基于信号入射角度进行定位，但对天线部署条件要求极高。RTT（环回时间）通过测量下行PRS和上行SRS的往返时间来确定终端位置，支持单站和多站定位，适用于室内外场景。
5G定位技术有五大优势：高频通信、高带宽、大规模天线、D2D直接通讯、以及高网络密度。基于AOA的定位方法在5G环境下比4G具有更高的精度，同时，5G采用的低时延、高精度同步技术对提升定位精度也有积极作用。
3GPP R16版本引入了多种定位使能技术，如UTDOA、AOA、RTT等。UTDOA技术广泛应用，AOA技术虽然工程条件要求严格但精度高，RTT技术适应室内外场景。2021年，3GPP正式通过了低功耗高精度定位（LPHAP）技术，目标是将定位精度大幅提高至0.5米@90%甚至更高精度，同时延长定位终端电池续航能力至“月”级甚至“年”级。这标志着3GPP将深度整合5G通信及定位能力，为垂直行业提供更强大的支持。
3GPP R17聚焦于降低定位时延、增强NLoS（非直视）上报等，以提升定位精度。技术措施包括减少UE以及gNB相关的收发时延，优化定位信令和流程，支持非激活态的定位测量以及上报。5G定位能力需满足最低要求，包括水平和垂直定位精度、以及端到端时延。
面向行业可穿戴设备的定位需求，低功耗、低成本定位成为R18定位技术的重要研究方向。5G高精定位技术正不断突破，为各行各业提供更精准、高效的定位解决方案。
