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室内定位市场规模或达百亿元, 5G通信能分多大蛋糕?

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室内定位市场在全球发展非常迅猛,目前已经形成了比较大的产业规模,预计到2025年,室内定位产业会达到每年新增70多亿美元的产业增长速度。从2017年开始,国内引入相关的室内定位技术,如蓝牙、UWB等。国内专用的室内定位技术产业链近年也不断发展和创新,预计到2025年达到100多亿元产业规模。

随着5G覆盖水平的不断提升,基于5G的室内定位技术日趋成熟。日前,华为发布了业界首个面向行业的5G室内定位商用解决方案,5G室内定位话题更加引起关注。

室内定位市场规模扩大 企业积极布局

人们对室内定位的需求越来越多,比如在智能工厂中,员工管理、AGV(无人搬运车)的运行都需要室内定位技术;在养老院、医院,需要了解老人、病人、物料等在院里的位置;在大型商场、机场、高铁站和停车场等环境中,更需要室内定位,了解自己的位置,了解自己要找的商铺、候车室的位置。可以说,室内定位随着数字经济的发展,需求越来越旺盛,据统计,以上这些场景的市场规模可以达到上千亿元。

面对庞大的市场需求,全球各大商业巨头已经布局室内定位技术。苹果在其手机上加入UWB芯片,开发出数字钥匙;谷歌2014年发布基于计算机视觉的ProjectTango,用于安卓系统的室内定位,2021年进一步推出基于WiFi信号的RTT技术加以补充;而爱立信、诺基亚等通信企业在推动蓝牙AOA技术的应用。此外,还有大量的中小企业利用地磁技术、Zigbee、Lora、WiFi等多种技术,提供室内定位服务。

按定位原理的不同,专家认为,主流的室内定位技术可分为四大类:一是基于传感器的室内定位技术,包括红外线、超声波、惯性导航、计算机视觉等;二是基于射频信号的室内定位技术,如WiFi、蓝牙、ZigBee、蜂窝网络、射频识别、UWB等;三是融合定位技术,将不同传感器进行位置信息融合;四是地磁定位技术,利用室内环境中不同点位地磁场强度差异进行定位。

室内定位解决方案是多样化的,由于室内环境比较复杂,UWB、蓝牙等技术在室内场景中,也有一定的局限性。因此,寻找新的技术方案,在降低成本的同时提高定位精度,且支持更多类型的终端,尤其是支持大众用户的智能手机,一直是业内许多研发机构和科技公司探索的目标。

对国内的室内定位市场来说,随着5G覆盖水平的提升,基于5G实现的室内定位拥有更好的发展空间。“5G定位在toB和toC不同的场景里面都有相应的需求和应用。”华为云无线网络室内数字化产品线总裁陈传飞说,“国内专用的室内定位技术产业链不断发展壮大,预计到2025年,室内定位会达到100多亿元产业规模。”

5G室内定位技术能力在增强

陈传飞认为,5G的室内定位可以应用在智能工厂的人、车、物、料管理的每个环节里。

在制造工厂里,每个员工的工位相对固定,如果一个员工移动到另一个工位上,可能导致生产线的混乱,这就涉及工厂对人员位置的管理。工厂中的人员过站就是典型的室内定位应用管理,在这个应用中定位精度的要求达到3米就可以,关键是要准确实时地把员工过站的行为迅速识别出来。

室内定位有一个很重头的应用是导航,但导航需要的精确度,在不同的场景里需求也是不一样的。工厂里的AGV、大型物流企业的无人化物流仓库,这些物流的导航当前主要还是用磁钉、二维码、多路摄像头,建立起一个实时的室内空间画像,以便能迅速地找到自己的位置。这些室内导航的精度要求比较高,比如AGV要给一个指定的工位送物料,要求的定位精度要达到厘米级偏差。

物料的定位是要知道物料栏在什么时候应该到哪个位置,位置信息与时间因素要关联起来。在现代化工厂中物料的运送逐渐实现自动化,比如上料的管理,在规划的物料序列中,自动化的管理要求物料要在指定的时间内到达指定的位置。

“我们希望高精度的定位能够给5G带来更多新的商机。”陈传飞说。无线定位技术本身都是在无线的宽带上发一个信号,这个信号跟定位的标签之间进行相互的沟通,沟通完之后多个信号源去跟相对应的终端沟通,以多个信号确定的位置信息,最终锁定相应终端的位置。在室内覆盖中,5G小基站、微基站、点站的部署会越来越多,这些基站可以在室内定位中发挥作用。

要想实现5G的定位能力跟行业应用迅速建立连接,需要5G定位有开放的接口,让行业现有的定位应用能快速跟5G定位的能力相衔接。其中包括开放的接口、标准化的定位平台,以及跟现有的定位服务之间的平滑连接。在应用中,一种可以把5G的定位功能融入5G大带宽、低时延的通信中,以相应的终端锁定人、车、物;另一种是满足低功耗需求,借鉴扫描枪激发标签建立连接,识别其中的内容的模式,5G也在考虑设计不使用芯片的定位标签,希望能够在不用给标鉴供电或者只需极少供电的连接方面实现突破。

而相比蓝牙、UWB等技术,5G定位的优势明显。一是可以解决定位的精度要求,从3到5米的定位精度、1到3米的精度再到亚米级定位,5G室内定位的精度提高是有挖掘空间的。二是满足一些场景化的要求,例如5G定位网络具备高可用性,比WiFi、蓝牙的可靠性更高,特别是一些高精尖的制造企业需要7×24小时连轴转,定位精度不能受到太大的影响。再如企业比较重视的数据不出园区、测量数据不出园区的需求,都有方案可以满足。三是5G定位有更好的开放性。

5G定位的产业方阵正在形成

除了室内定位,5G定位的产业化正在以产业方阵的形式推进。

2019年9月,在5G应用产业方阵中成立了一个5G定位产业工作子组,是行业应用工作组下设的子工作组之一。

该工作组包括了芯片、模组、终端、网络、平台、地图、应用、行业客户等定位生态的各个方面。“大家共同探讨行业的需求是怎么样的,5G技术怎么从协议演进到解决方案,怎么样支撑应用,包括共同来生成一些标准的接口、开放的文档和白皮书。”陈传飞说,“其中企业级室内定位需求的白皮书已经报批,后续其他几个子项目也在同步前进。”

据介绍,现阶段,5G定位产业工作子组主要聚焦于企业级定位市场,利用5G通信定位一张网的能力提供企业级服务。在该工作子组中,推动企业级定位场景需求、端到端方案在产业间形成共识,同时推进芯片、终端、定位业务平台生态的生态建设,并研究芯片模组规范、定位业务平台规范和方阵标准。

5G定位业务管理平台主要研究5G定位应用管理平台的网络架构、功能要求,以及与运营商网络和定位终端的接口规范等。梳理定位平台的基础功能,定义数据处理流程和规范接口格式,统一位置信息数据的接口协议。这一项目的参与企业包括三大电信运营商、中国信通院、清研讯科、华为、中兴、京信、杭州中芯微、瑞驰博方、北京全迹、京东物流集团等20多家企业和研究机构。

此外,面向仓储场景的5G定位方案也在推进过程中,仓储场景中的5G定位应用处于起步阶段,已在夹包车定位调度等场景中开展了试点,尚未形成针对仓储场景特点、结合5G定位现状的完整定位方案指导。面向企业级定位市场,低功耗高精度定位芯片已成刚需,5G低功耗高精度定位芯片模组的研究也在展开,目前3GPP已基本完成了R17NR定位增强的WID,其中包括低功耗定位特性。

专家认为,5G低功耗高精度定位芯片模组目前仍没有相关的国家或行业标准,以及相应的研究报告。需尽快开展这方面的标准制定工作。

为促进5G定位的商业成功,整个产业方阵现在在标准、产业、解决方案三个方向开展工作。据了解,标准推进速度比较快,全球产业链都在共同推进,包括定位的精度、终端的功耗这些关键的痛点;在产业链环节,5G的定位要解决怎么跟现有的产业链快速衔接的问题;在解决方案上,针对现有定位技术存在的痛点和问题,5G定位如何快速解决这些问题,以及5G定位要向已经应用的技术学习哪些能力,都在产业链思考范围内。

责任编辑:赵强


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