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移動(dòng)端

NB-IoT定位精度還能再提升嗎？

2018年12月11日 11:59$artinfo.Reprint點(diǎn)擊量：1312

　　當(dāng)前業(yè)界已經(jīng)商用的NB-IoT業(yè)務(wù)大多基于固定位置接入為主，具有移動(dòng)性業(yè)務(wù)需求的終端需通過GPS獲取定位信息。但GPS模塊耗電量較大，不能滿足NB-IoT業(yè)務(wù)對(duì)于低功耗的要求。因此，在R14階段，3GPP協(xié)議引入了兩種定位技術(shù)——E-CID及OTDOA。此技術(shù)可以支持現(xiàn)網(wǎng)大量R13終端，定位精度可達(dá)50米，滿足當(dāng)前主流業(yè)務(wù)需求。
 


 

　　GPS定位誤差在10到20米。NB-IoT定位50米的精度距離GPS還有差距。而且對(duì)實(shí)際應(yīng)用來(lái)說，體驗(yàn)差距非常明顯。例如共享單車，讓用戶在周邊50米的范圍內(nèi)尋找一輛車和在周邊10米的范圍內(nèi)找一輛車，體驗(yàn)差距是巨大的。所以，如果想取代GPS，NB-IoT定位還需要更高的精度。
 
　　并且，如果NB-IoT的定位精度達(dá)到10米以內(nèi)，除了取代GPS外，還可以用于室內(nèi)的定位。當(dāng)前室內(nèi)的定位沒有很好的解決方案。GPS在室內(nèi)沒有信號(hào)，當(dāng)前主流的wifi、iBean等需要大量的布站，數(shù)據(jù)采集等前期工作。而NB-IoT在室內(nèi)有信號(hào)，不需布站，精度可接受的話，一定會(huì)成為一種強(qiáng)勢(shì)的室內(nèi)的定位技術(shù)。
 
　　NB-IoT定位精度還能提升嗎？答案當(dāng)然是肯定的。NB-IoT使用的OTDOA是一種基于到達(dá)時(shí)間的定位技術(shù)。這種技術(shù)的定位精度與信號(hào)帶寬密切相關(guān)，帶寬越寬，則精度越高。NB-IoT是窄帶系統(tǒng)，定位信號(hào)帶寬很窄，只有180KHz，正是這限制了它的定位精度。
 
　　為此，我們提出一種辦法，使用相鄰多個(gè)載頻的信號(hào)，結(jié)合在一起，成為一個(gè)寬帶定位信號(hào)，來(lái)進(jìn)行運(yùn)算。這樣，定位信號(hào)帶寬變寬，精度增加。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在將4個(gè)載頻的定位信號(hào)合并計(jì)算的時(shí)候，定位精度可以達(dá)到5米。這樣的精度足以代替GPS，也足夠室內(nèi)的定位應(yīng)用。
 
　　在基站側(cè)，一般都是多載頻配置，多個(gè)載頻的需求可以滿足。在終端側(cè)，由于物理層中OFDM符號(hào)CP點(diǎn)數(shù)必須為整數(shù)，所以系統(tǒng)的采樣率至少是1.92MHz。1.92MHz采樣率對(duì)應(yīng)的帶寬內(nèi)可以容納至少8個(gè)載頻。也就是說，終端硬件本來(lái)就會(huì)接收多個(gè)載頻的數(shù)據(jù)。使用鄰頻的定位信號(hào)一起運(yùn)算，不需要修改硬件，不會(huì)增加終端成本。
 
　　驗(yàn)證系統(tǒng)使用了兩臺(tái)設(shè)備，一臺(tái)模擬基站，一臺(tái)模擬終端，采用往返時(shí)間法來(lái)測(cè)定兩臺(tái)設(shè)備間的距離。設(shè)備使用4個(gè)載頻的定位信號(hào)進(jìn)行定位運(yùn)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：距離測(cè)量誤差小于5米。據(jù)此可以推斷出使用此種方法進(jìn)行的定位，也可以達(dá)到相近的精度。在本實(shí)驗(yàn)中，由于設(shè)備硬件功率原因，實(shí)驗(yàn)距離只有20米。但鑒于到達(dá)時(shí)間類方法定位精度與距離遠(yuǎn)近關(guān)系不大，故此不影響結(jié)論。
 
　　結(jié)論，使用多載波聚合的方法進(jìn)行定位，可以有效的提高定位精度，達(dá)到5米。這樣的精度足以代替GPS，使得具有移動(dòng)性業(yè)務(wù)需求的終端不必安裝GPS模塊，節(jié)省成本，降低功耗。此外，此技術(shù)還可以用于室內(nèi)的定位，使得NB-IoT的應(yīng)用范圍更加廣闊。
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