5G 高精度定位白皮书.docx

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1、目录1定位产品发展趋势625G高精度定位应用场景92.1 紧急定位92.2 个人业务1023智慧园区112.4 资产追踪132.5 矿井隧道142.6 机场地铁152.7 医疗卫生162.8 智慧工厂173运营商网络5G高精度定位关键技术193.1 运营商定位系统架构193.1.1 运营商大网控制面定位193.1.2 运营商大网用户面定位203.1.3 控制面定位网元下沉到MEC223.1.4 控制面定位网元集成到i5GC243.1.5 1MC新架构演进253.2 5G高精度定位方法273.2.1 NCGI粗定位273.2.2 OTDOA283.2.3 ECID定位283.2.4 NRE-CI

2、D293.2.5 Mu1tiRTT293.2.6 D1AoD303.2.7 D1TDOA303.2.8 U1AoA313.2.9 U1TDOA313.2.10 A-GNSS323.2.11 5G+气压传感器333.2.12 5G+W1AN343.2.13 5G+蓝牙343.2.14 5G+TBS353.2.15 5G+运动传感器36335G定位系统关键特性363.3.1 e1CS增强363.3.2 eSBA架构383.3.3 云原生架构393.3.4 ISSU403.3.5 灰度发布403.3.6 一键部署413.3.7 远程运维424总结与展望43图目录图2-1紧急定位场景9图2-2个人业务

3、场景10图2-3智慧园区场景12图2-4资产追踪场景13图2-5矿井隧道场景14图2-6机场地铁场景15图2-7医疗卫生场景16图2-8智慧工厂场景18图3-1运营商大网控制面定位网络架构19图3-2运营商大网用户面定位架构21图3-3基于MEC边缘业务平台的应用架构22图3-4控制面定位网元下沉到MEC网络架构23图3-6控制面定位网元集成到i5GC网络架构24图3-71MC架构方案125图3-81MC架构方案225图3-91MC架构方案326图3-10NCGI定位原理图27图3-11OTDOA定位原理图28图3-12ECID单站定位原理图29图313NRE-CID定位原理图29图3-14M

4、uIti-RK定位原理图30图3-15D1AoD定位原理图30图3-16D1TDOA定位原理图31图3-17U1AoA定位原理图31图3-18U1TDOA定位原理图32图3-19A-GNSS定位框架图（1PP）32图3-205G+气压传感器定位原理图33图3-215G+W1AN定位原理图34图3-225G+蓝牙定位原理图35图3-235G+TBS定位原理图35图3-245G+运动传感器定位原理图36图3-25eSBA的分布式服务框架39图3-26核心网架构演进39图3-27ISSU升级流水线40图328灰度升级过程411 定位产品发展趋势移动通信发展到今天，最能体现它勃勃生机的地方在于它有丰富

5、多彩的增值业务。基于位置的业务(1BS:1ocationBasedService)也正是在这一发展机遇下，作为移动通信网提供的种新兴的增值业务而悄然兴起。在信息社会，人类对位置的精确描述和定位已成为社会各组织结构正常运行的基本要求。据估算，人类生活中接触到的信息有60%80%是与空间信息密切相关的，位置信息已成为整个社会信息流中的重要组成部分。随着移动电话成为我们生活中不可或缺的一部分，移动定位服务的重要性逐渐凸显出来。在紧急定位、合法拦截、智能交通、应急联动、物流跟踪、产品溯源等市场上，1BS是必不可少的功能组件，1BS在越来越多的行业领域中发挥重要作用。随着技术的发展，各种定位方法也百花齐

6、放。例如面向室外的卫星定位、基站定位、量子定位、TBS定位、混合定位；面向室内的RFID定位、W1AN定位、蓝牙定位、UWB定位、WSN定位、地磁定位、惯导定位、超声波定位，红外定位、视觉定位、二维码定位等。不同的定位技术解决的应用场景也不尽相同。其中，基站定位是指运营商在无线网络建设过程中，为用户提供语音，消息，数据连接的同时，将定位能力通过AP1输出，标准的AP1可以被丰富多彩的定位应用调用，政企客户不再需要单独建设定位能力平台，是一种可以大规模复制、推广的定位技术，可以应用于多个行业和客户，边际成本非常低，是通信运营商重点发展的定位技术。本白皮书主要聚焦在运营商5G基站定位及和运营商密切

7、相关的定位技术。5G致力于应对2023后多样化差异化业务的巨大挑战，满足超高速率、超低时延、高速移动、高能效和超高流量与连接数密度等多维能力指标。5G网络不仅需要继续面对移动互联网业务带来的挑战，例如：频谱效率和用户体验速率的提升，时延的减少，移动性的增强等，同时还需要满足物联网多样化的业务需求,满足农业、医疗、金融、交通、物流、制造、教育、生活服务、公共服务、教育和能源等垂直行业的信息化需求，改变传统行业，促生跨界创新。5G应用分为三大类场景：增强移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)和超可靠低时延通信(eMTC)oeMBB场景是指在现有移动宽带业务场景的基础上，对于用户体验等性能

8、的进一步提升，主要还是追求人与人之间极致的通信体验。mMTC和eMTC都是物联网的应用场景，但各自侧重点不同。mMTC主要是人与物之间的信息交互，而eMTC主要体现物与物之间的通信需求。位置应用在5G三大场景中都扮演重要的角色，位置能力是5G核心能力之一。高精度定位能力和云XR视频行业应用能力、A1能力、智能互联能力以及行业应用安全能力一起，共同组成5G时代行企客户最核心的5大基础能力，将为千行百业的客户带来价值提升。5G高精度定位能力将丰富个人消费者的生活娱乐2G/3G/4G网络下，运营商移动定位场景主要集中在合法位置访问、紧急定位等政府应用；一些生态链建设比较发达的运营商，也开展了物流跟踪

9、、外勤助手、位置广告等行企应用，但由于受个人隐私保护及定位精度的局限，定位应用并没有为运营商带来想象中的巨大收入回报；而用户主动发起的定位，例如地图导航、兴趣点查找、找朋友、找家人等个人应用，虽然没有隐私的问题，但得益于智能手机的普及以及4G网络无所不在的连接，这些定位应用主要由OTT厂商提供。运营商只是做为数据管道，大多数运营商并不提供此类定位应用。随着5G的到来，基于位置的AR游戏、商场导航、电子门诊、车库寻车等面向个人消费者的高精度定位应用场景将更加丰富我们的生活，带来新的用户体验。5G高精度定位赋能行企客户，助力运营商2B业务拓展物联网终端的位置信息是其基本属性，知道“自己的资产设备在

10、哪里”是物联网终端所有者的基本诉求。例如，环保局需要知道放在江河湖泊的水质传感器是否仍然在原地正常工作；智能洗衣机、智能空调、智能冰箱、智能马桶生产厂商要知道白色家电全生命周期的粗略位置，通过对家电位置的大数据分析，为市场营销、售后维保、人员调配、备品备料提供决策依据。从成本、省电以及易用性考虑，大部分物联网终端为瘦终端，不具备GNSS芯片，必须使用通信运营商的基站定位技术：在定位的主要室内场景，由于终端无法接收GNSS信号，也必须使用通信运营商的基站定位技术。因此，海量的物联网终端的定位需求，将会极大的丰富运营商5G位置服务的应用场景。在工厂、医院、矿井隧道、机场、地铁、办公室等用户终端高度

11、集中的场景，伴随5G网络的覆盖，同时通过基站定位的方法提供高精度定位能力，解决行企客户的定位需求，逐步成为一种刚需。例如矿产管理者需要实时掌控地下矿井工人的位置，以便发生危险的时候及时疏散；地铁、机场管理人员要实时查询工作人员位置，以便发生紧急情况进行人员的调度指挥等。5G从关键技术上使用新的编码方式、波束赋形、大规模天线阵列、亳米波频谱等，其大带宽和天线阵列技术，为高精度距离测量和高精度角度测量提供了基础；5G将实现更加密集的组网，基站密度会显著提高，这将有利于多基站协作实现高精度定位，R16定义的ECID、MUIti-RTT、D1-AOD、D1-TDOAU1-TDOA.U1-AoA等定位方

12、法，最高可以达到亚米级的定位精度，从而大大拓展定位的应用场景。总的来讲，随着5G的到来，政府及公共安全仍然是定位产品的刚性需求，ToC面向消费者的生活娱乐将蓬勃发展，ToB定位是运营商面向行企客户定位产品新的机遇。2 5G高精度定位应用场景5G在面向普通消费者的2C市场的同时，也将面向更为重要的、有着广阔持续增长空间的2B市场。2B市场带来的全新商业模式和消费模式，将为5G产业发展注入新的动力,可以说5G是为行业应用而生，而1BS作为移动运营商必备能力，是新业务创新不可或缺的基础服务。基于5G网络定位技术，我们认为定位服务需求最具代表性的八大应用场景为：紧急定位个人业务智慧园区资产追踪矿井隧道

13、机场地铁医疗卫生智慧工厂2.1 紧急定位拨打119、110、120等紧急电话时，提供精准的位置信息是位置应用的刚需，是国家的基础设施。因此，紧急定位依然是5G定位的刚性需求。5G定位在满足紧急定位服务的同时，定位精度可达到10米以内，并可定位到楼层。应用场景概述图2-1紧急定位场景当用户拨打119报警电话时，通过及时获取到报警人当前所处位置，为出警人员前往事发地点提供了更准确的定位信息，使得出警人员能第一时间到达现场，及时调配人员和车辆，提高救援效率。当用户拨打Iio报警电话时，通过及时获取到报警人当前所处位置，实现接警时能够及时掌握报警人的准确位置，也可以通过对报警人进行周期定位，获取其运动

14、轨迹，提高接处警工作效率，解决应急地点定位、指挥调度效率。在呼救者拨打120进行呼救时的第一时间里，获取呼救者的具体地理位置信息提供给急救中心，使得救援车辆及救援人员能根据明确的位置信息快速准确的到达呼救者所在位置。缩短到达现场时间，为患者争取宝贵的救治时间，提高院前急救成功率。2.2 个人业务根据业界预测和实际统计，5G超过80%的业务发生在室内场景，室内数据业务占比进一步提升，对基于运营商网络的室内定位需求越多。随着5G定位精度的提升，可以极大的满足运营商开展2C类定位业务。同时在室内，GNSS信号弱或不可用，基于GNSS的定位、导航都不可用。而通过5G定位，这些问题将会得到更好的解决，运

15、营商也就能开展更多的个人位置服务，例如：AR定位、可穿戴设备定位、老人，儿童关爱。应用场景概述图22个人业务场景准确定位以支持增强现实随着AR的逐渐普及，越来越多的AR应用需要通过用户位置来启用上下文信息。增强现实（AR）护目镜和平视显示器（HUD）将与用户的位置和动作相关的上下文信息叠加显示在用户的视野上。例如，AR护目镜允许用户导航，记录视频，识别目标并收集关于周围环境的信息以提高体验。它们还允许用户通过共享位置和发送消息来与其他用户通信，或者将实时视频共享给亲朋好友或社交媒体上的朋友。可穿戴设备基于位置的省电策略可穿戴设备应用变得越来越出色。一些顶级可穿戴设备制造商不断开发提供新功能,例如智能手表的厂商。对于某些领域，智能手表可以取代移动终端，提供基本服务，如跟踪、监控和发送紧急消息，尤其适用于未成年人或老年人。智能终端专注于为这些人群提供更好的定位和监控功能。通过基于位置的省电策略可以为这些可穿戴设备提供更长