5G、UWB和蓝牙三雄争雄厘米级高精度

电子发烧友网报道（文/周凯扬）日常生活中，我们接收到的信息流里大半都包含了空间位置信息，准确的获取位置信息成了生产生活必备的需求之一。尤其在GPS或北斗信号弱的室内环境内，急需更高精度的定位技术来补足位置信息。目前5G、UWB和蓝牙等技术均在追求高精度定位，也各有优劣，未来的高精度定位市场究竟会是一家独大，还是多家互补呢？我们从三者的发展现状和潜力来分析一下。

朝厘米级进发的5G定位

5G并不是只有通信网络而已，定位网络也是它的一大亮点，在全球5G的全面推进下，5G的高精度定位也不再是伪命题。5G定位是通过5G移动通信网络测量无线信号，确定终端地理位置信息。在3GPP R16的协议中，根据5G大带宽的特性，5G定位能力已经可以达到室内3米80%和室外10米80%的精度。通过多基站的RTT、AoA/AoD、TDOA以及单基站的UL-AoA等技术，R16已经为5G定位业务铺好了基础道路。

比如华为就通过LampSite这样的小基站和MEC多接入边缘计算，于今年3月率先在苏州地铁完成了5G室内定位的验证。通过对基站隐藏部署在天花板内，华为的5G室内定位在地铁展台和站厅90%的区域实现了3米至5米的定位精度。

这种精度足够应对普通的商用场景，但还称不上是高精度定位。定于2022年初推出的R17中，引入了一项全新的工作项目LPHAP（低功耗高精度定位）。LPHAP的目标是进一步提升定位精度，做到0.5米90%乃至更高，与此同时，通过长时间休眠的运行模式，定位终端的电池续航能力可以达到数月乃至一年。

今年9月28日，北京智联安科技预告了5G LPHAP定位芯片MK8510，该芯片支持N41、N77、N78、N79的5G频段，精度磕到0.5米90%。基于智联安的低功耗控制技术，芯片6秒定位一次，1000mAh的电池即可支持12个的续航时间。这种以芯片、模组和终端产品打造的LPHAP生态，加上基站与运营商，很可能成为不久后5G定位的主力。

而运营商通过基站建设好5G通信网络和定位网络后，就可以通过5G位置开发平台提供5G定位服务。这不仅包含运营商本身的服务，第三方开发者也可以通过该平台调取开放接口，从而快速获取终端具体位置。

3GPP也已经确定了5G演进的下一代为5G-Advanced，也就是所谓的5.5G，并从R18正式开始。该标准下，5G将收获800MHz乃至1GHz以上的超大带宽，将5G定位推进至厘米级。与此同时，5G-Advanced将引入极简的空口设计，最小化空口信令功耗，使得定位模组待机时间到2年以上。

然而R17冻结尚未完成，R18更是要等到2023年，毫米波的5G也尚未完全铺开，无论是定位精度和商业模式上都需要后续的探索。

互补的UWB和蓝牙

提到带宽，自然少不了以超带宽为名的UWB技术，AirTag等产品的出现再次带火了UWB。UWB以极窄的脉冲来传输数据，因此带宽基本在500MHz以上。目前理想状态下的UWB均可以做到分米级的精度，其余定位技术也都望尘莫及。但UWB所处频段为6GHz至9GHz，脉冲穿透性并不理想，所以用于无遮挡的环境下精度要更高。

除了UWB之外，还有从5.0开始冲击定位市场的蓝牙技术。蓝牙同样可以通过AoA与AoD技术实现定位功能。不过由于本身“硬件条件”的限制，精度介于当前的5G定位与UWB定位之间，而且还要解决复杂信号环境下的干扰问题。但它的真正优势在于其低功耗与高普及度，移动终端基本都普及了蓝牙连接，专门用于定位的标签或终端也可以做到一年以上的续航，其特性与UWB可以做到很好的互补。

四相科技就开发了一套基于UWB和蓝牙BLE AOA融合定位的系统。根据场景不同，同时兼容这两种信号的定位标签。四相科技的BLE AOA室内定位基站，可以实现亚米级的定位，UWB则可以最高做到10cm的定位。在大范围的覆盖中，UWB负责全覆盖，AOA负责遮挡区域的盲点补充。

UWB固然是目前精度最高的定位技术，但搭建一个UWB定位网络需要定位基站和定位标签，前者虽然数量要求不高，单个的成本依然高居不下。相较之下蓝牙定位基站的成本就要低上不少，因此这种融合方案可以进一步降低成本。

结语

5G定位凭借通信与定位基站混为一体，加上未来的大带宽，可以说是非常有前景的高精度定位技术。但目前5G定位部署的基站范围不算太大，定位终端也主要是以模组之类的形式出现，因此成本都有进一步降低的优化空间。而UWB技术由于监管机构对于干扰的考量，对发射功率进行了限制，未来可能在范围和精度上难以做出迅速的突破。蓝牙定位依然是目前部署成本最低的方案之一，在一些对精度需求不高的物联网环境中可以很好地普及。

在引入这些定位技术的同时，也要考虑供电方式、维护成本和支持终端数量等。由此来看，并不是一种定位技术就能解决所有场景下的定位需求，尤其是在室内这样的复杂环境下，高精度定位的“通解”尚未出现。

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编辑：jq