2026年5G定位技术实现5G设备的全域定位白皮书_23页_2mb

5G定位技术总结

核心内容

5G定位技术正在成为定位市场的重要组成部分，它通过利用5G网络的基础设施和设备，为各种应用场景提供精确的室内和室外定位服务。该技术具备无缝的室内-室外定位能力，支持高精度、低成本和高可靠性的定位解决方案，尤其适用于物流、工业自动化、自动驾驶、数字孪生等用例。

主要观点

定位服务分类

根据定位精度需求，5G定位服务可以分为以下三类：

• 洞察类：用于网络优化和城市规划，提供相对粗略的定位精度。
• 监测和跟踪类：如资产追踪和紧急服务，需要中等精度。
• 自主性类：如自主机器人和导航系统，需要高精度。

定位技术与精度

5G定位主要依赖于基于无线电的测量方法，包括：

• 到达时间差（TDOA）：适用于室内场景，通过多个基站的信号时间差进行三角定位。
• 到达角度（AOA）：利用基站的天线阵列测量信号到达角，适用于户外场景。
• GNSS辅助定位：通过蜂窝网络提供的实时动态（RTK）增强信息，进一步提升GNSS精度。

定位精度受基站部署密度、环境杂乱程度以及测量方法影响。在良好条件下，5G室内定位可达到亚米级精度，而户外定位误差通常低于20米。

5G定位的优势

• 共享基础设施：5G定位与连接服务共用基础设施，降低成本和复杂度。
• 无缝定位：在室内和室外之间切换时，定位服务中断极小。
• 全球坐标：5G基站位于全球坐标系统中，定位结果直接以全球坐标呈现。
• 集成传感器融合：5G定位可以与IMU、激光雷达、摄像头等传感器结合，提升整体定位性能。
• 安全与隐私：通过3GPP标准暴露的API，实现安全、可信的位置数据使用。

5G定位的挑战

• 多路径干扰：在复杂环境中，多路径信号可能影响定位精度。
• 同步要求：TDOA方法依赖基站之间的高精度时间同步（约1纳秒）。
• GNSS依赖性：GNSS在室内或遮挡环境中性能不佳，且面临干扰和欺骗威胁。
• 传感器限制：如视觉和激光雷达在光线不足或缺乏特征时效果差。

关键信息

定位技术对比

推荐解决方案

• 室外：基于AAS无线电的解决方案，利用波束选择和距离估算，结合单个基站的AOA和TOA测量。
• 室内：基于TDOA的三角定位，利用多个基站的时间差信息。
• 融合方案：结合5G与传感器（如摄像头、激光雷达、IMU）实现更精确的定位。
• 设备无关定位：基于网络的定位方法，适用于不同设备类型，无需设备间协作。

6G定位展望

6G网络将进一步提升定位能力，通过以下方式：

• AI增强：利用AI进行LOS检测和信号指纹识别，提高定位精度和可靠性。
• 集成传感与通信（ISAC）：实现对非连接对象（如无人机）的定位，扩展应用场景。
• 多源融合：结合蜂窝、GNSS、视觉、激光雷达等信息，提供更全面的定位支持。
• 数字孪生：通过高精度定位生成和更新城市、工厂等的数字表示。

结论

5G定位技术凭借其高精度、低成本和无缝服务的特性，正在成为关键的基础设施支持。爱立信推荐基于5G的定位解决方案，适用于大多数应用场景。随着6G的发展，定位服务将进一步增强，结合AI、传感器融合和ISAC技术，实现更智能、更全面的定位能力。

参考文献

1. 5G定位与SRS市场展望，增长市场报告
2. 5G高级定位：关键3GPP增强功能的技术概述
3. Daniel Janos, Przemystaw Kuras, Łukasz Ortyl, “在苛刻条件下移动低成本RTK GNSS接收器的评估”，测量，卷201，2022
4. Niantic视觉定位系统
5. Slamtec Aurora
6. 金属NLOS环境下UWB系统的定位性能分析，IEEE，2018
7. 基于UWB的高精度定位算法，IEEE，2019
8. 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，IEEE，2015
10. 3GPP GNSS定位与完整性 - 爱立信
11. 美国的综合感知与通信应用案例 - 爱立信
12. ISAC: 综合感知与通信 - 爱立信

作者

• David Sugirtharaj：爱立信非许可无线技术高级专家，专注于蜂窝定位和相关算法开发。
• Sara Sandberg：爱立信研究在瑞典卢勒奥的企业无线网络首席研究员，研究方向包括蜂窝定位、工业物联网等。
• Gábor Fodor：爱立信研究院首席研究员，研究方向包括超越通信服务，拥有电气工程博士学位。
• Fredrik Gunnarson：爱立信研究院RAN自动化与定位专家，专注于定位与网络暴露。
• José Araújo：爱立信研究经理，专注于网络物理系统的传感与感知，包括定位与地图构建。