電子發燒友網報道(文/周凱揚)位置信息作為當下最為重要的電子數據之一,也是關鍵的隱私數據之一,獲取的方式可謂數不勝數,諸如Wi-Fi、藍牙、GPS、UWB乃至聲音,都能作為位置數據傳輸的無線技術,定位技術的應用也從基礎的導航發散到了資產追蹤、工業自動化、體育賽事等領域。
可針對哪類定位技術更加優異的爭論始終未曾停歇,幾種不同定位技術的各項指標也都被拿來一比再比。但單就從目前已經落地的場景,我們還是可以看出不同的定位技術的差異。
我們不妨先將參數作為次要因素,先從已經投入使用的場景中來看下UWB和5G這兩大新興定位技術的表現。
精度沒話說,但更偏向專用定位的UWB
與其他定位技術一樣,要想實現大范圍UWB定位同樣需要基站,這對于此前沒有任何基站部署基礎的UWB來說,從起步速度上自然是要慢上一截。雖然部署速度慢,但對于一些講究高速的場景來說,UWB反倒是占據了先機。
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各項定位技術的性能對比/ Kinexon
我們在此前的報道中就已經談到了應用于世界杯足球中的UWB技術,德國公司Kinexon借助UWB和IMU來確定足球的精確位置數據,精度可以達到0.1米。其獲取速度也達到了每秒500次,這樣的高頻率定位對于這類高速運動來說可謂至關重要。
今年的北京冬奧會上,UWB定位技術也被用于多項體育賽事中,比如全跡科技的UWB定位技術用在了冰絲帶速滑館中,可對運動員的滑行軌跡進行記錄;品鉑科技的UWB基數用于雪游龍國家雪車雪橇中心,實現了對運動員的精準定位、慣導姿態和視頻AI分析;清研訊科也在雪如意國家跳臺滑雪中心大規模部署了UWB室內外定位,支撐場館定位和賽事安保。
其實這也是UWB在定位技術上的一大優勢,也就是高速實時定位。雖然各種定位技術為了控制功耗,多數都選擇了按需定位的設計,但UWB的瞬間脈沖卻可以做到極高的頻率。以Kinexon給出的數據來看,其傳播速度可達0.3米/ns,速率同樣高達480Mb/s,可實現這樣的速度和精度,卻只需要不到1mW的傳輸功耗。
其實除了足球這樣的高速運動以外,像工業自動化這樣的場景同樣可以充分利用UWB的優勢,這里指的可不僅僅是資產跟蹤和識別這樣的基礎場景,而是通過位置數據來實現流程自動化,比如打造電子圍欄、事件觸發器。
像omlox這樣的工業級應用開放式定位標準,就選擇了集成UWB技術,以求在工業場景中,實現與其他已有跟蹤定位技術的互操作性和靈活性,從而打造出將位置數據發揮出全部效用的智慧工廠。結合上面提到UWB的高速場景專精,未來在一些高速流水線上,UWB也能充分發揮其優勢。
很明顯,當下的UWB定位技術更注重于專用場景,畢竟與藍牙、Wi-Fi和5G等技術相比,UWB在終端、基站的設備數上本就不占優勢,考慮到成本的話,第一步確實更適合走體育場館、智慧工廠之類的場景來落地。如果想進一步擴大應用場景的話,還是應該盡快降低成本,促進手機、可穿戴設備等消費電子集成UWB技術。如果不能做到這一點的話,還是最好不要先去和其他技術去卷那些精度要求不高的定位應用,比如考勤、導航等等,畢竟考慮這個需求的客戶,最后往往都會選擇成本更低的方案。
借助大規模部署迅速落地的5G定位
要說無線基站的建設速度,那排名第一的自然還是5G,算上各種宏基站、小基站的基數,再加上手機、PC、可穿戴設備和NB-IoT的龐大5G終端數量,不去基于5G來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、大帶寬等優勢,可以說是最適合大規模部署的定位技術之一了。所以3GPP R16協議版本中也首次將定位能力引入5G,并擴展出了Multi-RTT、UL-AoA和DL-AoD等一系列定位技術。
借著5G全連接工廠建設的東風,5G定位技術其實反倒成了在工業場景最先也最快落地的方案。華為在蘇州地鐵進行5G室內定位能力驗證之后,就率先在東莞華為團泊洼廠區開啟了5G室內定位試商用項目,對廠區內的人員和車輛進行1到3米范圍內的精準定位。
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5G定位技術的主要網元/ 中國移動&華為
美的同樣在其工廠智能倉儲方案中運用了5G定位技術,通過室外和室內部署的5G基站,實現對配送牽引車、倉儲夾包車、物流貨車的定位和人崗跟蹤。不過這也側面說明了一個問題,那就是5G定位目前尚未應用到一些高速、高精度(厘米級)的場景中去,畢竟一個拖車的軌跡定位,和一個足球的軌跡定位,其精度和速度要求都是存在較大差異的。
5G定位的另一大優勢就在于其部署的靈活性,可以結合其他無線技術,實現協同定位,諸如5G+WLAN、5G+藍牙、A-GNSS,甚至是5G+UWB,這也是5G本身作為一項網絡技術才有的固有優勢。
可5G并非沒有缺點,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,比如大規模IoT下更高的延遲等等、URLLC下更低的續航和更小的密度等等。所以5G NR R17規范中,3GPP引入了新的RedCap設備,又名NR-Light。
NR-Light找到了一個折中的方案,可以去覆蓋那些位于中端的定位應用,比如可穿戴設備、工業傳感器等等。至于精度問題,3GPP也在繼續推進新的規范,在改善精度的同時,降低定位所需的功耗,相信我們也會在明年凍結的R18規范中,看到5G在定位性能上的進一步升級,甚至是突破厘米級的定位精度。
結語
其實無論是哪種定位技術,都不應該僅僅局限于傳輸位置數據,像世界杯足球這樣的場景就充分證明了,一旦與廣大的傳感器生態結合,定位技術就能完美融入當下的物聯網生態中。與此同時,不同的定位技術也不存在誰取代的誰的關系,而是可以根據場景來實現差異化定位,再借助開放式的接口實現互補。
可針對哪類定位技術更加優異的爭論始終未曾停歇,幾種不同定位技術的各項指標也都被拿來一比再比。但單就從目前已經落地的場景,我們還是可以看出不同的定位技術的差異。
我們不妨先將參數作為次要因素,先從已經投入使用的場景中來看下UWB和5G這兩大新興定位技術的表現。
精度沒話說,但更偏向專用定位的UWB
與其他定位技術一樣,要想實現大范圍UWB定位同樣需要基站,這對于此前沒有任何基站部署基礎的UWB來說,從起步速度上自然是要慢上一截。雖然部署速度慢,但對于一些講究高速的場景來說,UWB反倒是占據了先機。
?各項定位技術的性能對比/ Kinexon
我們在此前的報道中就已經談到了應用于世界杯足球中的UWB技術,德國公司Kinexon借助UWB和IMU來確定足球的精確位置數據,精度可以達到0.1米。其獲取速度也達到了每秒500次,這樣的高頻率定位對于這類高速運動來說可謂至關重要。
今年的北京冬奧會上,UWB定位技術也被用于多項體育賽事中,比如全跡科技的UWB定位技術用在了冰絲帶速滑館中,可對運動員的滑行軌跡進行記錄;品鉑科技的UWB基數用于雪游龍國家雪車雪橇中心,實現了對運動員的精準定位、慣導姿態和視頻AI分析;清研訊科也在雪如意國家跳臺滑雪中心大規模部署了UWB室內外定位,支撐場館定位和賽事安保。
其實這也是UWB在定位技術上的一大優勢,也就是高速實時定位。雖然各種定位技術為了控制功耗,多數都選擇了按需定位的設計,但UWB的瞬間脈沖卻可以做到極高的頻率。以Kinexon給出的數據來看,其傳播速度可達0.3米/ns,速率同樣高達480Mb/s,可實現這樣的速度和精度,卻只需要不到1mW的傳輸功耗。
其實除了足球這樣的高速運動以外,像工業自動化這樣的場景同樣可以充分利用UWB的優勢,這里指的可不僅僅是資產跟蹤和識別這樣的基礎場景,而是通過位置數據來實現流程自動化,比如打造電子圍欄、事件觸發器。
像omlox這樣的工業級應用開放式定位標準,就選擇了集成UWB技術,以求在工業場景中,實現與其他已有跟蹤定位技術的互操作性和靈活性,從而打造出將位置數據發揮出全部效用的智慧工廠。結合上面提到UWB的高速場景專精,未來在一些高速流水線上,UWB也能充分發揮其優勢。
很明顯,當下的UWB定位技術更注重于專用場景,畢竟與藍牙、Wi-Fi和5G等技術相比,UWB在終端、基站的設備數上本就不占優勢,考慮到成本的話,第一步確實更適合走體育場館、智慧工廠之類的場景來落地。如果想進一步擴大應用場景的話,還是應該盡快降低成本,促進手機、可穿戴設備等消費電子集成UWB技術。如果不能做到這一點的話,還是最好不要先去和其他技術去卷那些精度要求不高的定位應用,比如考勤、導航等等,畢竟考慮這個需求的客戶,最后往往都會選擇成本更低的方案。
借助大規模部署迅速落地的5G定位
要說無線基站的建設速度,那排名第一的自然還是5G,算上各種宏基站、小基站的基數,再加上手機、PC、可穿戴設備和NB-IoT的龐大5G終端數量,不去基于5G來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、大帶寬等優勢,可以說是最適合大規模部署的定位技術之一了。所以3GPP R16協議版本中也首次將定位能力引入5G,并擴展出了Multi-RTT、UL-AoA和DL-AoD等一系列定位技術。
借著5G全連接工廠建設的東風,5G定位技術其實反倒成了在工業場景最先也最快落地的方案。華為在蘇州地鐵進行5G室內定位能力驗證之后,就率先在東莞華為團泊洼廠區開啟了5G室內定位試商用項目,對廠區內的人員和車輛進行1到3米范圍內的精準定位。
?5G定位技術的主要網元/ 中國移動&華為
美的同樣在其工廠智能倉儲方案中運用了5G定位技術,通過室外和室內部署的5G基站,實現對配送牽引車、倉儲夾包車、物流貨車的定位和人崗跟蹤。不過這也側面說明了一個問題,那就是5G定位目前尚未應用到一些高速、高精度(厘米級)的場景中去,畢竟一個拖車的軌跡定位,和一個足球的軌跡定位,其精度和速度要求都是存在較大差異的。
5G定位的另一大優勢就在于其部署的靈活性,可以結合其他無線技術,實現協同定位,諸如5G+WLAN、5G+藍牙、A-GNSS,甚至是5G+UWB,這也是5G本身作為一項網絡技術才有的固有優勢。
可5G并非沒有缺點,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,比如大規模IoT下更高的延遲等等、URLLC下更低的續航和更小的密度等等。所以5G NR R17規范中,3GPP引入了新的RedCap設備,又名NR-Light。
NR-Light找到了一個折中的方案,可以去覆蓋那些位于中端的定位應用,比如可穿戴設備、工業傳感器等等。至于精度問題,3GPP也在繼續推進新的規范,在改善精度的同時,降低定位所需的功耗,相信我們也會在明年凍結的R18規范中,看到5G在定位性能上的進一步升級,甚至是突破厘米級的定位精度。
結語
其實無論是哪種定位技術,都不應該僅僅局限于傳輸位置數據,像世界杯足球這樣的場景就充分證明了,一旦與廣大的傳感器生態結合,定位技術就能完美融入當下的物聯網生態中。與此同時,不同的定位技術也不存在誰取代的誰的關系,而是可以根據場景來實現差異化定位,再借助開放式的接口實現互補。
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