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      5G vs UWB，定位技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景和指標(biāo)一樣重要

      lPCU_elecfans ? 來(lái)源：未知 ? 2022-12-22 07:10 ? 次閱讀
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      電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）位置信息作為當(dāng)下最為重要的電子數(shù)據(jù)之一，也是關(guān)鍵的隱私數(shù)據(jù)之一，獲取的方式可謂數(shù)不勝數(shù)，諸如Wi-Fi、藍(lán)牙、GPS、UWB乃至聲音，都能作為位置數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線技術(shù)，定位技術(shù)的應(yīng)用也從基礎(chǔ)的導(dǎo)航發(fā)散到了資產(chǎn)追蹤、工業(yè)自動(dòng)化、體育賽事等領(lǐng)域。
      可針對(duì)哪類定位技術(shù)更加優(yōu)異的爭(zhēng)論始終未曾停歇，幾種不同定位技術(shù)的各項(xiàng)指標(biāo)也都被拿來(lái)一比再比。但單就從目前已經(jīng)落地的場(chǎng)景，我們還是可以看出不同的定位技術(shù)的差異。
      我們不妨先將參數(shù)作為次要因素，先從已經(jīng)投入使用的場(chǎng)景中來(lái)看下UWB和5G這兩大新興定位技術(shù)的表現(xiàn)。

      精度沒(méi)話說(shuō)，但更偏向?qū)Ｓ枚ㄎ坏腢WB

      與其他定位技術(shù)一樣，要想實(shí)現(xiàn)大范圍UWB定位同樣需要基站，這對(duì)于此前沒(méi)有任何基站部署基礎(chǔ)的UWB來(lái)說(shuō)，從起步速度上自然是要慢上一截。雖然部署速度慢，但對(duì)于一些講究高速的場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，UWB反倒是占據(jù)了先機(jī)。

      各項(xiàng)定位技術(shù)的性能對(duì)比 / Kinexon
      我們?cè)诖饲暗膱?bào)道中就已經(jīng)談到了應(yīng)用于世界杯足球中的UWB技術(shù)，德國(guó)公司Kinexon借助UWB和IMU來(lái)確定足球的精確位置數(shù)據(jù)，精度可以達(dá)到0.1米。其獲取速度也達(dá)到了每秒500次，這樣的高頻率定位對(duì)于這類高速運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)可謂至關(guān)重要。
      今年的北京冬奧會(huì)上，UWB定位技術(shù)也被用于多項(xiàng)體育賽事中，比如全跡科技的UWB定位技術(shù)用在了冰絲帶速滑館中，可對(duì)運(yùn)動(dòng)員的滑行軌跡進(jìn)行記錄；品鉑科技的UWB基數(shù)用于雪游龍國(guó)家雪車雪橇中心，實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)動(dòng)員的精準(zhǔn)定位、慣導(dǎo)姿態(tài)和視頻AI分析；清研訊科也在雪如意國(guó)家跳臺(tái)滑雪中心大規(guī)模部署了UWB室內(nèi)外定位，支撐場(chǎng)館定位和賽事安保。
      其實(shí)這也是UWB在定位技術(shù)上的一大優(yōu)勢(shì)，也就是高速實(shí)時(shí)定位。雖然各種定位技術(shù)為了控制功耗，多數(shù)都選擇了按需定位的設(shè)計(jì)，但UWB的瞬間脈沖卻可以做到極高的頻率。以Kinexon給出的數(shù)據(jù)來(lái)看，其傳播速度可達(dá)0.3米/ns，速率同樣高達(dá)480Mb/s，可實(shí)現(xiàn)這樣的速度和精度，卻只需要不到1mW的傳輸功耗。
      其實(shí)除了足球這樣的高速運(yùn)動(dòng)以外，像工業(yè)自動(dòng)化這樣的場(chǎng)景同樣可以充分利用UWB的優(yōu)勢(shì)，這里指的可不僅僅是資產(chǎn)跟蹤和識(shí)別這樣的基礎(chǔ)場(chǎng)景，而是通過(guò)位置數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)化，比如打造電子圍欄、事件觸發(fā)器。
      像omlox這樣的工業(yè)級(jí)應(yīng)用開(kāi)放式定位標(biāo)準(zhǔn)，就選擇了集成UWB技術(shù)，以求在工業(yè)場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)與其他已有跟蹤定位技術(shù)的互操作性和靈活性，從而打造出將位置數(shù)據(jù)發(fā)揮出全部效用的智慧工廠。結(jié)合上面提到UWB的高速場(chǎng)景專精，未來(lái)在一些高速流水線上，UWB也能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。
      很明顯，當(dāng)下的UWB定位技術(shù)更注重于專用場(chǎng)景，畢竟與藍(lán)牙、Wi-Fi和5G等技術(shù)相比，UWB在終端、基站的設(shè)備數(shù)上本就不占優(yōu)勢(shì)，考慮到成本的話，第一步確實(shí)更適合走體育場(chǎng)館、智慧工廠之類的場(chǎng)景來(lái)落地。如果想進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用場(chǎng)景的話，還是應(yīng)該盡快降低成本，促進(jìn)手機(jī)、可穿戴設(shè)備等消費(fèi)電子集成UWB技術(shù)。如果不能做到這一點(diǎn)的話，還是最好不要先去和其他技術(shù)去卷那些精度要求不高的定位應(yīng)用，比如考勤、導(dǎo)航等等，畢竟考慮這個(gè)需求的客戶，最后往往都會(huì)選擇成本更低的方案。

      借助大規(guī)模部署迅速落地的5G定位

      要說(shuō)無(wú)線基站的建設(shè)速度，那排名第一的自然還是5G，算上各種宏基站、小基站的基數(shù)，再加上手機(jī)、PC、可穿戴設(shè)備和NB-IoT的龐大5G終端數(shù)量，不去基于5G來(lái)拓展定位能力未免有些暴殄天物了。
      5G憑借多天線、基站密集、大帶寬等優(yōu)勢(shì)，可以說(shuō)是最適合大規(guī)模部署的定位技術(shù)之一了。所以3GPP R16協(xié)議版本中也首次將定位能力引入5G，并擴(kuò)展出了Multi-RTT、UL-AoA和DL-AoD等一系列定位技術(shù)。
      借著5G全連接工廠建設(shè)的東風(fēng)，5G定位技術(shù)其實(shí)反倒成了在工業(yè)場(chǎng)景最先也最快落地的方案。華為在蘇州地鐵進(jìn)行5G室內(nèi)定位能力驗(yàn)證之后，就率先在東莞華為團(tuán)泊洼廠區(qū)開(kāi)啟了5G室內(nèi)定位試商用項(xiàng)目，對(duì)廠區(qū)內(nèi)的人員和車輛進(jìn)行1到3米范圍內(nèi)的精準(zhǔn)定位。

      5G定位技術(shù)的主要網(wǎng)元 / 中國(guó)移動(dòng)&華為
      美的同樣在其工廠智能倉(cāng)儲(chǔ)方案中運(yùn)用了5G定位技術(shù)，通過(guò)室外和室內(nèi)部署的5G基站，實(shí)現(xiàn)對(duì)配送牽引車、倉(cāng)儲(chǔ)夾包車、物流貨車的定位和人崗跟蹤。不過(guò)這也側(cè)面說(shuō)明了一個(gè)問(wèn)題，那就是5G定位目前尚未應(yīng)用到一些高速、高精度（厘米級(jí)）的場(chǎng)景中去，畢竟一個(gè)拖車的軌跡定位，和一個(gè)足球的軌跡定位，其精度和速度要求都是存在較大差異的。
      5G定位的另一大優(yōu)勢(shì)就在于其部署的靈活性，可以結(jié)合其他無(wú)線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同定位，諸如5G+WLAN、5G+藍(lán)牙、A-GNSS，甚至是5G+UWB，這也是5G本身作為一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)才有的固有優(yōu)勢(shì)。
      可5G并非沒(méi)有缺點(diǎn)，除了定位精度很難做上去以外，5G為了追求連接性能還做出了不少取舍，比如大規(guī)模IoT下更高的延遲等等、URLLC下更低的續(xù)航和更小的密度等等。所以5G NR R17規(guī)范中，3GPP引入了新的RedCap設(shè)備，又名NR-Light。
      NR-Light找到了一個(gè)折中的方案，可以去覆蓋那些位于中端的定位應(yīng)用，比如可穿戴設(shè)備、工業(yè)傳感器等等。至于精度問(wèn)題，3GPP也在繼續(xù)推進(jìn)新的規(guī)范，在改善精度的同時(shí)，降低定位所需的功耗，相信我們也會(huì)在明年凍結(jié)的R18規(guī)范中，看到5G在定位性能上的進(jìn)一步升級(jí)，甚至是突破厘米級(jí)的定位精度。

      結(jié)語(yǔ)

      其實(shí)無(wú)論是哪種定位技術(shù)，都不應(yīng)該僅僅局限于傳輸位置數(shù)據(jù)，像世界杯足球這樣的場(chǎng)景就充分證明了，一旦與廣大的傳感器生態(tài)結(jié)合，定位技術(shù)就能完美融入當(dāng)下的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)中。與此同時(shí)，不同的定位技術(shù)也不存在誰(shuí)取代的誰(shuí)的關(guān)系，而是可以根據(jù)場(chǎng)景來(lái)實(shí)現(xiàn)差異化定位，再借助開(kāi)放式的接口實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。

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      原文標(biāo)題：5G vs UWB，定位技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景和指標(biāo)一樣重要

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