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「专利解密」加持5G和UWB,联睿电子新型室内高精度定位方法

2020-10-29新闻18

【嘉德点评】联睿电子的一体化定位系统专利,结合5G网络和UWB技术,以5G通信网络为基础,充分利用5G异构定位架构,融合UWB单基站定位技术,为同时解决定位精度和定位覆盖两大核心问题提供了一种解决思路,实现了一体化的通信和定位覆盖。

集微网消息,新兴消费场景的多样化为传统UWB(超宽带)技术带来了全新的增长点,如智能家居中,UWB技术能够以手机为核心进行感知测距、物联网遥控等;而在实时定位的场合,UWB可不依赖于GPS系统实现高精度定位,因此在近些年来的消费类电子市场中,UWB芯片不断置入各类手机终端,销量猛增。

在现有的室内定位系统中,由于建筑物等对GPS卫星定位信号的遮挡,导致了室内定位精度低、范围小等问题。而在智能化社会发展中,急需构建低成本、高精度的广域室内外定位服务系统,UWB技术可在室内定位应用中达到厘米级的定位精度,结合5G网络的超密集组网、超低时延、大规模阵列天线的技术特点,非常有希望同时解决定位精度和定位覆盖两大核心问题。

基于这一背景,联睿电子作为国内首家自主研发UWB高精度定位技术的国家高新技术企业,于2020年3月7日提出一项名为“面向5G的融合UWB的一体化定位系统及定位方法”(申请号:202010154071.2)的发明专利,申请人为郑州联睿电子科技有限公司。

图1 面向5G的融合UWB的一体化定位系统的架构示意图

结合图1,该高精度定位系统架构包括数据采集层11、融合位置估计层12、数据传输层13、用户应用层14。其中,数据采集层11主要完成5G及UWB信号的采集,并将采集到的信号传输给融合位置估计层12;融合位置估计层12通过特定的融合定位算法进行位置估计,数据传输层13利用5G网络将定位数据传输至用户应用层14和应用终端或定位服务器中,用户应用层14则基于得到的位置信息开展相关位置服务应用。

图2 UWB单基站定位网元的结构图

如图2所示,UWB单基站定位定位网元包含在数据采集层11内部,包括定位基站21和定位标签22,定位基站21包括UWB信息处理模块201及阵列天线202。基于阵列天线202,UWB信息处理模块201获取到UWB信号的距离和角度,并通过定位算法获取定位标签的位置信息,实现高精度定位估计。

融合位置估计层12将5G定位系统和UWB定位系统融合,并通过融合定位算法进行位置判断,可有效减少定位盲区,提高定位精度。数据传输层13利用5G移动通信网覆盖范围大、延时低、设备兼容性高等特点,实现定位数据的无缝、实时传输,并支持高精度、高覆盖的定位。用户应用层14根据用户的位置信息开展多种服务应用,如基于位置信息的人员安全防护、人员搜救、物品实时跟踪等。

简而言之,联睿电子结合5G和UWB提出的一体化定位系统专利,以5G通信网络为基础,充分利用5G异构定位架构,融合UWB单基站定位技术,为同时解决定位精度和定位覆盖两大核心问题提供了一种解决思路,实现了一体化的通信和定位覆盖。

在未来网络中,多场景融合可为现有的应用提供更多解决方案,联睿电子结合5G组网系统和传统UWB技术提出的这种室内定位方法非常具有前瞻性,未来是否能够大规模应用,就让我们一起期待吧。

(校对/holly)

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