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讓你個(gè)人定位更精準(zhǔn),精準(zhǔn)定位

云知道

5G通訊如何達(dá)到“高精準(zhǔn)度定位”？

讓你個(gè)人定位更精準(zhǔn),精準(zhǔn)定位


Release-16 這個(gè)版本有何突破？不像外界強(qiáng)調(diào)的 10 Gps 傳輸速度，這次的標(biāo)準(zhǔn)制定更著重于 5G 通訊對于物聯(lián)網(wǎng) A-IoT 與車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用規(guī)范要求，要求通訊標(biāo)準(zhǔn)的效能與效率都要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，例如傳輸訊號(hào)的覆蓋范圍、延遲、能源消耗、訊號(hào)干擾、多天線傳輸（MIMO）以及定位效能提升（5G Location and Positioning Enhancements） 。
雖然說新版的 5G 通訊標(biāo)準(zhǔn)有眾多的新規(guī)格，預(yù)計(jì)帶來更完整的通訊功能，但“高精度定位”的革新絕對是最引人注目的功能，假設(shè)新一代的通訊標(biāo)準(zhǔn)有辦法實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的定位，那么未來的潛在應(yīng)用將充滿想象空間 。高精準(zhǔn)度的定位與追蹤系統(tǒng)地圖導(dǎo)航、呼叫出租車、位置共享、物體追蹤等等的常見日常應(yīng)用都需要開啟智能手機(jī)的“定位（Location）”功能，但我們也深受其誤差困擾，比如說實(shí)際位置與屏幕上的位置常常誤差了數(shù)十公尺，導(dǎo)致司機(jī)找不到乘客或是無法掌握對方的正確位置，目前 4G 時(shí)代的民用定位性能雖然相較過去有了長足的進(jìn)步，但只能算是堪用的地步 。
當(dāng)精準(zhǔn)定位成為可能，人們還有隱私嗎？ 淺談 5G 通訊如何達(dá)到“高精準(zhǔn)度定位”根據(jù) 3GPP 所提出的研究報(bào)告，以現(xiàn)有的定位技術(shù)來說，單一系統(tǒng)的定位方式不足以提供足夠的精確度，誤差范圍都在 50 公尺之內(nèi)，必須使用混合的模式增加定位的精確度，目前主流的定位系統(tǒng)包含：3GPP（LTE）、室內(nèi)定位技術(shù)（Terrestrial Beacon System, TBS）、 WiFi 定位、藍(lán)芽（Bluetooth）以及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GNSS）── 綜合上述技術(shù)，民用精準(zhǔn)度可提升到一般戶外 0.3 公尺的正確度，不過要達(dá)到這個(gè)數(shù)值依然高度仰賴現(xiàn)場的環(huán)境條件 。
智能手機(jī)同時(shí)使用數(shù)種方式進(jìn)行定位，最主要的方式有兩種，分別是 3GPP（LTE） 及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GNSS） 。LTE 是透過基地臺(tái)發(fā)送的相對訊號(hào)進(jìn)行三角定位，電信商可以透過基地臺(tái)的位置及對應(yīng)的訊號(hào)強(qiáng)弱程度判斷接收者的位置，但這項(xiàng)技術(shù)精準(zhǔn)度不高，通常會(huì)搭配 GNSS 來提高精準(zhǔn)度，像是智能手機(jī)均會(huì)搭載 GPS 芯片接收衛(wèi)星的位置訊息，原理是單向接受數(shù)顆衛(wèi)星的訊號(hào)進(jìn)行定位，常見的衛(wèi)星系統(tǒng)像是 GLONASS 、北斗、伽利略及最常見的 GPS 系統(tǒng) 。
雖然現(xiàn)有的技術(shù)可以在戶外提供不錯(cuò)的效果，但受到建筑物群遮蔽及訊號(hào)的影響，到了室內(nèi)精準(zhǔn)度卻會(huì)大幅下降，但物聯(lián)網(wǎng)所規(guī)劃的應(yīng)用場景，卻對室內(nèi)高精度定位有著嚴(yán)苛的要求，比如說需要掌握工廠內(nèi)的貨物位置、城市內(nèi)的移動(dòng)車輛或是醫(yī)院內(nèi)的病患等等移動(dòng)對象，目前混合式定位技術(shù)的精準(zhǔn)度仍然過低， 3GPP 寄望接下來 5G 通訊系統(tǒng)能給予更大程度的效能改善，將室內(nèi)定位精確度從公尺提升到公分的級(jí)別 。
如果先前多次提到， 5G 通訊系統(tǒng)相較于 4G 擁有頻率更高的訊號(hào)、更大的通訊帶寬、多天線數(shù)組的指向性傳輸以及密集的小型基地臺(tái)部屬特性，這些都是 5G 通訊系統(tǒng)能夠提升定位精度的關(guān)鍵，根據(jù) 3GPP 電信組織所制定的 Release-16 標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告， 3GPP NR 技術(shù)設(shè)計(jì)上針對定位效能做了不少改善 。
回歸本質(zhì)，為何 5G 定位性能相較 4G 可以改善這么大？ 這邊先提醒，這是我讀過多篇 5G 定位論文取其中較易懂的部分所整理而成，為了方便讀者理解的科普文章，省略了許多嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)原理，若真的想理解完整技術(shù)的讀者，建議可以去詳讀 3GPP 所提供的詳細(xì)技術(shù)規(guī)格及論文導(dǎo)讀 。高頻波的直徑路線特性（High Frequencies）5G 通訊高頻波的路徑傳輸損失（Path Loss）與穿透損失（Penetration Loss）都較低頻波來得嚴(yán)重，路徑傳輸損失的意思是基地臺(tái)發(fā)出訊號(hào)后，會(huì)經(jīng)過一段距離才會(huì)到接收裝置，中間這段距離會(huì)有訊號(hào)衰減的問題，而電磁波的頻率越高、波長就越小，越容易被建筑物阻擋，導(dǎo)致 5G基地臺(tái)的訊號(hào)覆蓋范圍會(huì)比較小，特別是在建筑物林立的環(huán)境中， 毫米波的覆蓋范圍僅有數(shù)百公尺 。

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