2026年5G 定位：在任何地方定位5G设备 05G定位技术实现5G设备的全域定位白皮书

ERICSSON2.每日分享：6+份行研精选、3个行业主题3.报告查找：群里直接咨询，免费协助查找4.严禁广告：仅限行业报告交流，禁止一切无关信息简介通过定位增强5G连接服务5G定位的优势和挑战结合5G定位与其他定位技术推荐的定位解决方案6G网络中的定位服务参考文献的解决方案通过广泛部署的蜂窝网络提供高质量的连接性和定位务定位正成为物流、工业自动化、先进驾驶辅助系统、数字空域服•洞察，提供相对粗略的定位精度用于网络优化和城市规划的匿名交通分析等用例•监测和跟踪，如资产追踪和需要中等定位精度的紧急服务等用例和跟踪图1.利用5G定位服务受益的用例可以分为三类，定位精度要求越来越高编程接口(API)。不同的用例类型受益于不同的API或API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。设备或用戶设备（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•第16版支持室内场景下少于三米的定位精度 •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）性能存在多个误差源也能获得显著更好的性能。我们米的定位误差，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，室内。室内。•TDOA与同步实现精确定位•通过定制部署支持的精确定5G室内RTKGNSS位，协助基于卫星的定位户外•基于AOA和距离测量结合密集部署的定位支持被动•小区身份•UERSRP•RSSI.GNSS辅助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。由室内用例对覆盖区域的要求较小，并且通过诸如到达时间差等技术得以支持，这些技术使用低功耗和低复杂度的基站。在戶外，GNSS精度可以通过通过蜂窝网络添加实时动态（RTK）定位的辅助来进一步增强，这大大提高了精度。TOATOA2TOA331TOA1图3.到达时间差异(TDOA)定位测量和估计，利用基站进行的TOA测量。对于二维(2D)定位，设备与三个基站天线之间需要有LOS。每对接收器产生一个双曲线，可以组合这些双曲线以找到提供设备位置的最佳交点.AOAAOA.图4.通过估计上行信号的AOA和到设备的距离，单个基站可以确定设备的位置。AAS在天顶和方位角上都有接收天线束的网格。通过确定上行定位信号位于哪个天线束或天线束集，基站可以计算设备相对于相关TRP的角度.现微不足道的服务中断，如图5所⽰。这在物流5G戶外5G室内5G戶外5G室内全球导航卫星系统（GNSS）。许多基于传感器的定位解决方案，如惯性测量单元（IMU）、在自主导引车辆上的相机虽然基于GNSS的定位被视为理所当然，但GNSS的干扰和欺骗威胁最近有所增加，并暴露了此解决方案的弱点。此外，离子层活动会造成干扰，而在深城市峡谷使用案例中的覆盖也是一个问题。环境中的任何其他反射和折射如果被错误识别为LOS路径，可如果功率足够大，使得接收器能够将其与噪声区分开,例如窗戶。从实际角度来看，噪声底面以上的第一路径有很好的可能性成为LOS路径,如果是这样，进一步处理将确定该路径的到达时间（TOA）或到达角（AOA）。响应（CIR）中找到第一个LOS路径。请注意，在多天线和多波束系统中，将会有信道脉冲响应功率信道脉冲响应功率NLoS路径第一次LoS路径时间第一次LoS路径NLos路径错误的UE真实的UE（a）图6:在(a)空间域和(b)时间域中的LOS和NLOS路径另一个挑战是潜在缺乏视距（LOS）链路，无论是在戶外还是室内环在满足数据流量能力的区域，可能会有足够多的基站需要在单个基站和设备之间有视距连接.另一个潜在的5G定位挑战是用于TDOA测量的基站之间的线之间的精确时间同步，以抵消设备在上行传输时），室内服务•室内一到三米•使用与宽带相同备•在良好条件下，•利用5G网络和设备•大型建筑可能需要是•基本GNSS的精度为两在良好条件下，发的RTK修正可[3]。•利用现有的卫星系是视觉和/或激光雷达•在合适的情况下,提供非常精确,周围有明显的。•需要事先的地图以获得最佳准确性是室内服务UWB•在最佳条件下提•需要单独部署的密是的（有一定范围)Wi-Fi•提供与拥有Wi-Fi网络的建筑物中的•需要部署Wi-Fi。（FTM）以实现一。蓝牙•大约•需要一个单独的密•通常与功率测量和a在室内、地下、隧道、城市峡谷等地方不起b在大面积区域内支持具有挑战性，因为环境必须预先映射并与具有精确位置信息的参考数据连接c所有需要单独基础设施的定位技术都会导致资本支出和运营支出d定位服务仅具有本地覆盖范围。没有通用的戶外解决方案用于广域覆盖某些用例需要高度准确和可靠的定位，例如在人接近自主机器时，提栏，以及在工厂车间或仓库中移动的自主引导车辆。对于此类用例，方案的准确性，例如设备上的运动传感器、激值得一提的是，这些传感器有一定的局限性，例如运动传感器漂移、光境中不可区分的特征。蜂窝定位可以帮助缓解这些局限性，尽管上述不同的重大挑战。因此，蜂窝定位与额外传感器的结合提供来自这些传感器的实时数据可以通过蜂窝连接使用全球时间参考来节点中的蜂窝定位估算相结合。将蜂窝定位与额外传感器结合的集成解例如，视觉同时定位与地图构建（SLAM）在视觉特征较少的环境中效果不好，而蜂窝在用额外传感器增强蜂窝定位时，了解不同信息源的可靠性，以能够结合起来是至关重要的。每次定位测量所附加的误差椭球体可用于向完整性，考虑到与周围基站的近似距离、使用的带宽，以及设备是5G系统还可以通过向设备提供正确的信息来改善GNSS性能。这个解决方案被称为GNSS-RTK[10]。•这是一种集成定位和连接解决方案，还利用5G连接基础设施进行定位，并消•为不同类型的5G设备提供类似的定位性能。•它实现了无缝的室内和室外定位•它可以很容易地与惯性测量单元和激光雷达等传感器集成和增强•它提供全球坐标的定位信息推荐的室外解决方案基于AAS无线电，并通过波束选择和来自单个基站的距离估算利用角度和范围信息然而，这一解决方案也可以通过来自周围基站的多次测量来增强。由推荐的室内解决方案基于时间测量，具体来说是来自多个基站的上行TDOA量。对于没有AAS功能的基站，这一解决没有角度信息。对于本地的室内部署，其密度远高于室外宏网络。此之间的视距链路数量通常足够用于基于TDOA尽管按需定位特定设备通常提供最佳的可用精度，但这限制了需对于这些情况，较好的解决方案依赖于移动网络中可获得的被动或基。对于资产追踪、自动化机器人和车辆等需要在室内和室外进行定位的应决方案依赖于设备的能力以及所需的定位性能。在中等精度足,并且设备成本至关重要时，5G定位是最佳选择。利用室内5G基础设施进行定位可以与利用现而提供无缝的室内和室外定位服务。通过网无线接入网络（RAN）中的关键算法，可以在较少的停机定位性能，并立即对所有设备产生影响。这一点至关重要，因为企包括自主移动机器人、资产追踪、无人航空器置激活空调的智能建筑在内的多个应用场景涉及具有显著不同能力的设备位精度显著不同且未知。因此，最佳选择是利用不案，以及设备无关的定位方法。这些方法依赖于上行通信信号和测量报告使定位性能与设备类型无关也有其好处，因为在网络中计算设备位能，实际上与设备的能力和应用场景基本独立。此外，设备无关的基于虽然基本的定位技术是实现应用场景的关键，但在3GPP和CAMARA接口（API）也至关重要。开放移动联盟的移动定位协议API已经为定位行业服务了超过20年，提供按需和实时定位，现在正通过更符合工业4.0的API（例如Ngmlc）进行。CAMARAAPI的引入将使应用开发社区能够在基于最终用戶同意的安全和可信网络位置数据的使用上表现出色。与位置数据暴露给网络应用相关的用戶务预计6G网络将通过AI解决方案为连接对象提供显著更好的定位能力和性能，例如改进的LOS（视线）检测和基于AI的指纹解决方案，这些方案将测量到的信号与预录信号窝定位、来自相机来源的图像或视频、激光S。这种改进的支持涵盖了更好的定位信息可访问性和还创造了新的应用场景，例如在安全领域。利用6G定位、传感和传基于AI解决方案的定位感器融合的本地环境的精度提升6G室内6G网络提供最新地图,并结合来自不同来源的定位信息，如蜂窝定位、相机、激光感知定位非连接对象6G室外爱立信推荐基于5G的定位解决方案，因为可以利用为移动连接服务构建的5G基础设施在任何地方定位5G设备。通过在受到戶外宏网络干扰有限的大型建筑物内部部署5G网络，可以实现无缝的定位服务，能够在室内和室外定位5G设备。仅基于为移动连接服务构建的基础设施的5G定位，已为大多数用例提供了足够的性能，已经可以实现室外20到50米和室内一到三米的定位精度。为了获得更好的定位精度，可以选择加密5G网络。另一个解决方案是融合5G与摄像头、激光雷达和惯性测量单元等传感器的定位信息。此外，还可以考虑基于AI/ML的增强，以提高定位的准确性和可靠性，因为网络中心的解决方案可以支持传感器融合和AI/ML技术。定位是5G独立网络的一个关键特性，预计通过AI的使用将在6G中发展。通过引入传感能力，6G还将能够对未连接的物体进行定位，例如飞得过靠近机场的无人机。总之，3GPP标准将继续提供一个框架，以便进一步的增强和创新。参考文献15G定位与SRS市场展望，增长市场报告25G高级定位：关键3GPP增强功能的技术概述3DanielJanos,PrzemysławKuras,ŁukaszOrtyl，“在苛刻条件下移动低成本RTKGNSS接收器的评估”，测量，卷201，2022年4.Niantic视觉定位系统，5.SlamtecAurora6.金属NLOS环境下UWB系统的定位性能分析，IEEE，20187.基于UWB的高精度定位算法，IEEE，20198.惠普企业，“Wi-Fi定位服务”9.室内BLE信标数量对应的定位精度分析