2024年6G无源物联网定位技术白皮书_69页_4mb

6G无源物联网定位技术白皮书总结

核心内容

本白皮书围绕6G无源物联网定位技术展开，重点分析其在典型应用场景中的需求与技术实现，旨在推动无源定位技术演进，探索其在企业服务、政府与公共服务、个人与家庭等场景的广泛应用潜力。

无源物联网技术通过反向散射通信和环境能量采集，实现了设备免供电、低成本、易部署、免维护等优势，成为实现海量连接和室内定位的重要技术路径。6G背景下，无源物联网定位技术将与蜂窝网络结合，进一步拓展其应用场景和提升定位性能。

主要观点

无源物联网定位技术优势

• 低成本：无源标签成本远低于其他定位设备，如UHF RFID标签市场价仅几毛钱。
• 免维护：无需电池更换，设备可长期稳定运行。
• 小尺寸：可实现柔性贴片式设备，适用于复杂场景。
• 非视距定位能力：可在无直视条件下进行定位，适应多障碍物环境。
• 高适用性：可在高温、高辐射、高湿度等极端环境中正常工作。

无源物联网定位技术挑战

• 标签能力有限：标签仅能反向散射信号，无法主动发射或提取测量量。
• 测量误差因素多：包括设备固有误差、信号干扰、多径传播等。
• 定位精度受限：受环境因素影响，需通过算法优化提升定位精度。

定位技术发展趋势

• 定位精度提升：引入基于相位的定位技术，结合AI和多模态融合，实现厘米级定位。
• 定位范围扩大：借助蜂窝网络实现更广的覆盖范围，提升规模化部署能力。
• 定位终端融合：支持与摄像头、手机等终端结合，实现多模态应用。

关键信息

定位场景分类

1. 企业服务场景

   • 仓储物流：实现货物出入库、上下架和载具流转的精准定位，精度要求1~3米。
   • 商超零售：支持消费者导引、商品自动化盘点、门店布局优化，精度要求1~3米。
   • 智能制造：支持生产工序定位、机器人找物、员工考勤，精度要求10~30cm。
   • 智慧停车：支持闲置车位引导、智能反向寻车、离场路径指引，精度要求1~5米。

2. 政府与公共服务场景

   • 博物展览：支持展品安全监控、游客精准导览、人流管理，精度要求厘米级至米级。
   • 矿井管廊：支持巡检定位、作业管理、电子围栏，精度要求1~3米。
   • 公检司法：支持重点区域监控、人员日常活动追踪，精度要求5米左右。
   • 医疗养老：支持患者监护、医疗设备追踪、紧急事件响应，精度要求米级。

3. 个人与家庭场景

   • 家人关爱：支持老幼防意外、宠物追踪，精度要求米级。
   • 家庭家居：支持物品查找、贵重物品追踪，精度要求1~2米。

定位技术架构

1. 单点式无源物联定位架构：标签与无源物联网设备直接连接，适用于小范围室内定位。
2. 组网式无源物联定位架构：引入中心节点与分布式节点，实现更广泛的网络覆盖和更复杂的定位协同。
3. 蜂窝式无源物联定位架构：利用基站和中继设备，实现全域覆盖和移动性管理，是未来发展的方向。

定位算法层

• 定位测量量估计：包括信号相位、信号强度（RSSI）、标签盘存频率、设备或天线ID等。
• 定位测量量预处理：包括设备固有误差消除、干扰消除、多径误差处理、相位误差消除等。
• 定位精度提升：通过算法优化和多模态融合，提升定位精度至厘米级别。

定位业务层

• 提供定位服务原子能力，如实时定位、电子围栏、室内导航、活动轨迹追踪等。
• 支持多终端交互，如手机、家庭网关等，提升用户体验和管理效率。

技术发展与市场前景

6G无源物联网定位技术演进

• 中国移动提出单点式（1.0）、组网式（2.0）、蜂窝式（3.0）无源物联网定位技术演进路线。
• 3GPP Rel-18和Rel-19版本正在推进蜂窝无源物联网相关标准，预计2025年下半年冻结标准，实现无源物联网与蜂窝网络融合。

市场前景

• 全球室内定位市场快速增长，2021年约为105亿元人民币，预计2028年将继续扩大。
• 中国市场在2022年已达到280亿元人民币，显示出巨大的应用潜力。
• 无源物联网定位技术将在智能制造、仓储物流、商超零售、医疗养老等领域发挥重要作用。

总结与展望

无源物联网定位技术凭借其低成本、免维护、易部署等优势，将成为6G时代实现海量连接和精准定位的关键技术。随着蜂窝网络的融合，其定位精度和范围将得到进一步提升。未来，无源物联网定位技术将与AI、多模态融合等技术结合，推动室内定位向更高精度、更广覆盖、更智能的方向发展，为多个行业提供高效、安全、低成本的定位解决方案。