5G時代下更安全更精準的室內定位系統

終端定位技術對用戶的日常生活與工作已經帶來了許多便利。它的首要使用包括區(qū)域事情觸發(fā)功用、智能管理功用、緊迫呼救功用、事前預警功用等。區(qū)域事情觸發(fā)功用是指，當手機進入或離開某一區(qū)域時，手機使用會自動觸發(fā)相應事情。事情發(fā)起者可所以網絡也可所以手機，但一般需要兩邊協定。如廣告推行、氣候更新、兒童白叟監(jiān)管等都會使用到這一功用。

首要針對5G室內定位方針場景、主要定位技能和現有室內定位體系的問題進行了體系性剖析，依據定位技能特色和場景需求，提出了智能室內定位體系計劃。該體系經過交融多種定位技能完成高精度定位，結合數據剖析和仿真技能完成智能定位體系規(guī)劃和辦理，設置敞開接口與第三方協作供給豐厚的定位使用。

伴跟著5G網絡建造，事務種類持續(xù)添加，職業(yè)邊界不斷擴展，促使結合方位服務(LBS)和人工智能、物聯網技能的職業(yè)使用需求迅速增長。室內導航、才智商業(yè)、智能停車、智能工作、才智倉儲等，結合運營商網絡建造與室內定位系統技能、智能網絡辦理的室內歸納使用，為運營商網絡增值服務供給了切入點。

2、室內定位技能和使用場景剖析

2.1 室內定位技能剖析

2.1.1 定位原理

定位原理能夠分為依據丈量的定位和依據指紋匹配的定位兩類。其中依據丈量的定位包含包含依據抵達時刻、抵達角及依據RSSI 傳輸模型等幾種類型。

依據RSSI信號傳輸模型的定位實質上是一種依據間隔的定位辦法，已知信號傳輸模型，丈量傳輸時刻確認待定位方針到已知參考點傳輸間隔，使用三邊丈量法確認待定方針的方位。二維定位需求與待定位方針不在同一直線上的三個參考點輔助定位，三維空間定位需求四個與待定位方針不共面的參考點。

抵達時刻算法（Timeof Arrival, TOA）也是一種依據間隔進行定位的算法。經過丈量無線信號從待定位方位到已知方位之間的時刻差，核算出待定位方位與已知方位間的間隔，進而確認待定位方位。由于TOA算法須保證待測方位和已知方位嚴厲同步，難以到達，依據抵達時刻差（TimeDifference of Arrival，TDOA）的算法應運而生。TDOA是使用信號抵達已知方位的時刻差來估量用戶方位，只需已知方位間完成同步。

依據AOA（Angleof Arrived）的算法已知參考點的方位坐標，經過丈量方針方位到兩參考點的視點來核算待定位方位。

依據指紋匹配的原理是把實際環(huán)境中的方位和某一種或多種特征信息，即指紋，進行關聯，離線階段搜集方位指紋信息構建指紋數據庫，在線階段當移動設備宣布定位懇求時，搜集待測方位的特征數據，與指紋數據庫中數據進行對比，結合匹配算法估算待測方位。依據指紋的定位辦法準確度與離線階段搜集指紋和方位信息的搜集點數量密切相關，搜集點數量越多，搜集的信息量越大，在線階段定位匹配度越高，定位越準確。但一起，會添加離線搜集的工作量和數據存儲需求，對在線匹配算法的處理要求也會添加。

2.1.2 定位技能

常用定位技能主要包含依據無線通信的定位、依據WLAN的定位、藍牙定位、超聲波定位、射頻辨認定位等。

依據無線通信的室內定位系統以室內無線基站作為定位參考點，移動智能終端作為定位終端用于搜集丈量數據，定位使用渠道進行定位算法處理。在定位原理方面，無線通信定位技能選用依據丈量的三角定位技能如RSSI 信號場強、TDOA、AOA 等。無線通信體系的定位精度與定位參考基站的布置密度和無線環(huán)境參數等密切相關。傳統的DAS 體系只能定位到小區(qū)等級，定位精度比較差。數字化分室內分布體系定位才能由RRU 布置密度決議，一般定位才能到達米極。

在依據WLAN 的室內定位系統將無線AP作為定位參考點，具備WLAN接入功用的終端丈量數據，對已接入的移動設備方位進行定位，可完成雜亂環(huán)境中的定位、監(jiān)測和追尋使命。依據WLAN 的室內定位精度由AP布置密度決議，定位精度能夠到達米級。原理方面可選用依據丈量的定位或依據指紋的定位原理。依據WLAN的方位服務具有設施簡單、掩蓋規(guī)模廣、服務可集成度高級特色，但簡單受到其他信號的干擾，定位器的能耗也較高。

藍牙是一種短間隔無線通信技能。任何兩種設備只需遵從了藍牙標準協議，就可進行短間隔的無線數據通信。藍牙技能最早由愛立信公司 1994 年建議，2019年藍牙聯盟推出藍牙 5.1 技能標準，比較上一個版本，5.1版本在傳輸速率、傳輸間隔、以及針對物聯網使用優(yōu)化等方面顯著進步。但目前依據藍牙技能的室內定位需求專用的定位信標，一起需求安裝專用程序經過使用層上報定位數據。

其他較常見的定位技能還包含地磁定位、超寬帶定位、射頻辨認定位等。地磁定位是使用地磁場的地磁三分量、地磁總場以及磁偏角等參數，量化地磁空間點的地磁場特征，進行準確認位。超寬帶定位技能經過發(fā)送和接收具有納秒或納秒級以下的極窄脈沖進行定位，與傳統的窄帶體系比較，具有定位精度高、穿透力強、功耗低、抗多徑效果好等優(yōu)點。射頻辨認（RFID）定位技能，設置固定方位標簽，閱讀器使用射頻方法接收標簽信息，完成移動設備辨認和定位的目的。RFID定位精度高，可達分米級，一起時延短、傳輸規(guī)模大、本錢較低。

2.2 室內定位的使用場景

個人消費范疇，跟著移動互聯網技能開展和自媒體等新使用形態(tài)的普及，用戶關于個性化、定制化服務的需求不斷進步。大型商業(yè)區(qū)能夠憑仗室內定位技能為前來購物的顧客供給實時扶引服務和個性化營銷推廣服務，為用戶帶來便當的一起，挖掘營銷潛力，優(yōu)化品牌規(guī)劃，進步效益。

公共服務范疇，機場、停車場、交通樞紐等場所經過為用戶供給導航和線路規(guī)劃，科學引導分流車輛、人群，保證運營安全、進步運營效率。醫(yī)院、養(yǎng)老院內可樹立對需求特殊護理的病患實時定位監(jiān)控體系，防止意外產生；一起可與物聯網技能相結合，對醫(yī)療設備進行定位，便利辦理及快速調配。在救災方面，經過建筑物內定位信息，合理安排救援路線，進步救援效率。工業(yè)范疇，使用方位信息和主動控制技能完成智能倉儲辦理、出產過程追尋、主動貨物搬運、主動加工、主動巡檢，推進工業(yè)轉型晉級，到達降本增效目的。關于具有危險性的工廠，還需求對人員進行定位辦理，防備安全出產責任事故的產生。

3、智能室內定位體系方

3.1智能定位體系需求剖析

針對定位體系面對的各項挑戰(zhàn)，智能室內數字化定位體系需求具備準確認位、快捷規(guī)劃、智能辦理、敞開交互的才能，以滿意規(guī)劃建造、使用、維護的多樣性要求。

3.1.1 準確認位

完成更準確的定位是定位體系最重要的方針，不同使用場景下，對定位精度的要求有所不同。超市、倉儲物流、展館講解等場景，需求亞米級的定位才能。而室內導航、個人商業(yè)娛樂、方位監(jiān)控等使用，米極定位精度完全能夠滿意需求。

而不同定位技能能到達的定位精度也有差異，數字化室分定位、Wi-Fi定位、藍牙定位精度相對低，超寬帶定位、射頻辨認（RFID）定位和超聲波定位，相對精度也較高。因而，在定位體系實際建造中，選用適宜的定位技能是保證定位功用的根底條件。此外，還需求采取多種定位技能交融完成高于單一定位技能功用的更高精度定位，并具備自適應算法批改才能，保證定位算法功用的穩(wěn)定性。

審核編輯：符乾江