所有三类用例都受益于应用程序与实际定位机制之间的标准化接口一一网络暴露应用程序编程接口(API)。不同的用例类型受益于不同的API或API配置,可以看作应用程序与5G网络之间的接口层。
基于全球导航卫星系统(GNSS)的定位如今已被视为理所当然,并在许多户外区域提供足够的精度。然而,GNSS在室内用例中效果不佳,大量5G设备位于室内,或者在其他与卫星视线受限的场景中,例如城市峡谷。室内定位解决方案更为分散,基于超宽带(UWB)蓝牙、Wi-Fi、视觉和光探测与测距(激光雷达)等技术。这些解决方案的主要缺点是它们需要额外的基础设施进行定位,这反过来增加了部署、管理和维护的成本。
当今的5G定位提供的精度和可靠性已经足够满足许多用例,包括室内和室外,例如在医院或工厂定位设备,或定位紧急呼叫者。定位精度最终取决于基站的部署密度——基站之间的距离,以及环境中的杂乱程度以及基站的测量和计算能力。
5G定位的主要技术是基于无线电的,依赖于传输和接收点(TRP)及其在环境中的已知位置。设备或用户设备(UE)的位置未知,可以通过TRP的无线电传输或接收进行定位,在蜂窝网络中也称为基站。蜂窝基站的规模从大型高功率无线电及先进天线系统(AAS)到用于室内部署的低功率无线电。无线电波可以被用来推导其在基站的到达时间(TOA)或到达角度(AOA),分别见图3和图4,并转发无线电波的起源
3GPP标准中的定位支持自第16版以来不断演变:
·第16版支持室内场景下少于三米的定位精度
·第17版支持水平精度到20厘米以内
·第18版增加了带宽聚合、载波相位和GNSS增强,提供了厘米级精度的潜力[2]
·第19版引入了人工智能和机器学习(AI/ML)领域,改善了基于无线电的解决方案的非视距(NLOS)性能在实践中,在拥挤环境下,90%可靠性的定位误差可期待低于三米,而在开放空间中即使存在多个误差源也能获得显著更好的性能。我们目前在轻度拥挤环境中的室内测试表明,90%可靠性下可以实现亚米级定位精度。
在户外场景中,当设备与配备先进天线系统的基站保持视距或近视距时,可以实现低于20米的定位误差,该系统能够估计上行无线信号的到达角。如果被定位的设备不在视距内,误差通常低于50米。5G定位的主要技术组成部分如图2所示。被动定位服务在蜂窝网络中天生可用,因为可以基于常规信号强度测量确定设备的位置。此外,知道UE所在的网络小区可以提供一个大致位置,这在某些用例中可能足够好。由于小区大小取决于基站之间的距离,因此在密集的城市、郊区和农村地区,获得的定位精度是不同的。
户外用例可以通过测量到达角(AOA)和估计到设备的距离来支持。如果需要更高的精度,可以通过基站密度增加来改善定位精度。

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