當(dāng)前人們的工作生活，離不開(kāi)定位系統(tǒng)，如手機(jī)、汽車(chē)等定位。但提及實(shí)時(shí)定位系統(tǒng) (RTLS，Real Time Location Systems)，大家會(huì)想到GPS或者我國(guó)的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)。
其實(shí)，除了衛(wèi)星，用于定位的專(zhuān)有技術(shù)還包括了Wi-Fi、藍(lán)牙、超寬帶 (UWB)、有源 RFID、視覺(jué)光通信 (VLC)、超聲波和地磁傳感等，滿(mǎn)足不同場(chǎng)合更高精度的實(shí)時(shí)定位。
當(dāng)工業(yè)制造、智慧礦山、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域迎來(lái)數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮時(shí)，遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)定位精度等提出更高要求。此時(shí)，以上RTLS技術(shù)存在的種種局限性凸顯出來(lái)，眾多企業(yè)都在翹首期盼5G時(shí)代的新RTLS技術(shù)。
6月10日，ABI Research重磅發(fā)布了最新的5G定位相關(guān)白皮書(shū)，指出87%的企業(yè)還沒(méi)有部署定位系統(tǒng)，且現(xiàn)有定位技術(shù)面臨技術(shù)碎片化、運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本、技術(shù)成熟度可靠性三大挑戰(zhàn)，而有56%的企業(yè)期待采用5G定位。
對(duì)此，筆者注意到ABI、德國(guó)電信、GSA、Ublox(5G ACIA)、華為等各方專(zhuān)家，對(duì)5G定位進(jìn)行了熱烈探討，向我們描繪出5G定位如何從夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，支撐5G加速賦能千行百業(yè)。
1 定位技術(shù)是剛需，卻面臨挑戰(zhàn)
隨著工業(yè)領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程的推進(jìn)，RTLS技術(shù)正在進(jìn)入企業(yè)垂直領(lǐng)域，并為企業(yè)帶來(lái)了許多價(jià)值。據(jù)ABI Research預(yù)測(cè)，到2025年，RTLS市場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的收入將達(dá)到近130億美元。
ABI Research戰(zhàn)略技術(shù)副總裁Malik Saadi介紹說(shuō)，RTLS技術(shù)已經(jīng)能夠支持廣泛的用例，包括資產(chǎn)和材料跟蹤、員工和訪(fǎng)客跟蹤、工具和設(shè)備跟蹤、室內(nèi)導(dǎo)航和鄰近服務(wù)。這些服務(wù)涉及制造基地、倉(cāng)庫(kù)、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、石油、天然氣、智能建筑、公共場(chǎng)所、零售空間和采礦業(yè)等行業(yè)。
比如在醫(yī)療領(lǐng)域，據(jù)世界衛(wèi)生組織發(fā)布的數(shù)據(jù)，醫(yī)療保健相關(guān)感染(HAI)在發(fā)達(dá)國(guó)家的急診醫(yī)院中仍有5-10%的患者出現(xiàn)并發(fā)癥，僅在美國(guó)，每年至少有8萬(wàn)人死于感染，相當(dāng)于每天200人死亡。醫(yī)院內(nèi)高度準(zhǔn)確的定位解決方案，能夠檢測(cè)到醫(yī)療工作人員進(jìn)出房間情況，提高各級(jí)各類(lèi)人員手部衛(wèi)生依從性，可為醫(yī)院節(jié)省100億美元損失，更可挽救數(shù)百萬(wàn)人的生命。
又比如在制造領(lǐng)域，由于產(chǎn)品和設(shè)備的丟失，以及由此造成的運(yùn)營(yíng)暫停，導(dǎo)致了數(shù)千億美元的損失。其中，在美國(guó)境內(nèi)的集裝箱，總損失估計(jì)每年高達(dá)15億美元。當(dāng)該行業(yè)應(yīng)用了RTLS技術(shù)后，可自動(dòng)跟蹤設(shè)備資源，防止貴重工具和設(shè)備被盜或錯(cuò)放，提高設(shè)備利用率，減少工作延誤。
“RTLS技術(shù)在企業(yè)領(lǐng)域的機(jī)會(huì)是無(wú)限的，能幫助企業(yè)減少設(shè)備被盜和工作事故相關(guān)損失，避免由此帶來(lái)的企業(yè)停工，挽回?cái)?shù)千億美元損失。”Saadi強(qiáng)調(diào)。
雖然RTLS技術(shù)已經(jīng)在許多工業(yè)場(chǎng)景中展現(xiàn)出價(jià)值，但據(jù)此次發(fā)布的5G定位白皮書(shū)數(shù)據(jù)顯示，87%的受訪(fǎng)者尚未在其企業(yè)內(nèi)部署RTLS技術(shù);約53%的受訪(fǎng)者表示，其不會(huì)在2024年之前部署該技術(shù)。
究其原因，主要是現(xiàn)有RTLS技術(shù)規(guī)模部署面臨不少挑戰(zhàn)。
首先，RTLS技術(shù)碎片化問(wèn)題。許多利用定位技術(shù)的企業(yè)，可能需要結(jié)合室內(nèi)和室外跟蹤。這就要求企業(yè)組合不同的RTLS技術(shù)。例如 UWB、Wi-Fi或BLE用于室內(nèi)，GNSS或LPWA用于室外。這導(dǎo)致企業(yè)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及管理方面，面臨十分復(fù)雜工作。
其次，部署及運(yùn)維成本挑戰(zhàn)。RTLS技術(shù)具備一定的復(fù)雜性，需要企業(yè)在部署中現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、調(diào)查、廣泛配置及不斷調(diào)整。比如，系統(tǒng)電池更換以及基礎(chǔ)設(shè)施安裝、維護(hù)的復(fù)雜性，帶來(lái)大量運(yùn)營(yíng)運(yùn)維費(fèi)用。
據(jù)悉，RTLS技術(shù)通?；趯?zhuān)有和垂直構(gòu)建的解決方案，而不是基于標(biāo)準(zhǔn)解決方案。因此，定位技術(shù)要支持特定使用情形，需要進(jìn)行方案定制，讓實(shí)現(xiàn)成本變得居高不下。
最后，RTLS技術(shù)成熟度及可靠性挑戰(zhàn)。據(jù)悉，目前RTLS技術(shù)與IT/OT互操作性仍是最大障礙。RTLS供應(yīng)商必須要以更加靈活的方式，將不同資產(chǎn)和子系統(tǒng)連接在一起。因?yàn)殡S著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，企業(yè)需要將越來(lái)越多的設(shè)備連接在一起。
因此，企業(yè)渴望準(zhǔn)確、穩(wěn)健、靈活、可擴(kuò)展且具有成本效益的定位技術(shù)解決方案，能夠無(wú)縫解決各種室內(nèi)和室外定位場(chǎng)景，以實(shí)現(xiàn)廣泛的基于位置的服務(wù)，進(jìn)入更多關(guān)鍵垂直市場(chǎng)。
02乘5G東風(fēng)：5G定位或是最優(yōu)選擇
“56%的受訪(fǎng)者表示，5G定位是適合他們的技術(shù)。”Saadi強(qiáng)調(diào)到。由此可見(jiàn)，當(dāng)現(xiàn)有的RTLS技術(shù)面臨挑戰(zhàn)時(shí)，5G定位成為了許多企業(yè)期待的最佳定位解決方案。5G的確在全球規(guī)模發(fā)展，但憑什么在定位技術(shù)中脫穎而出?
對(duì)此，Saadi講述了自己的觀點(diǎn)。第一，終端續(xù)航需求高，5G定位終端將成首選。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，99%的調(diào)查受訪(fǎng)者認(rèn)為，多數(shù)使用中所需的最佳終端電池壽命至少在30天或更長(zhǎng)時(shí)間，62%的調(diào)查受訪(fǎng)者認(rèn)為應(yīng)在90天及以上，20%的調(diào)查受訪(fǎng)者認(rèn)為要在一年以上。
我們來(lái)看5G定位下的終端續(xù)航情況。今年3月，3GPP正式通過(guò)了Rel-17 5G NR定位增強(qiáng)的WID(工作項(xiàng)目描述)——LPHAP（低功耗高精度定位）——這預(yù)示著5G定位，正在朝著將終端電池壽命提高到數(shù)月或數(shù)年的方向發(fā)展。
第二，5G定位可以提供亞米級(jí)精度的定位系統(tǒng)。據(jù)ABI Research調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，46%的受訪(fǎng)者認(rèn)為，企業(yè)所需的典型定位精度應(yīng)在1-2米或以下，超過(guò)1/5受訪(fǎng)者稱(chēng)其需要亞米級(jí)和以下精度。因?yàn)?-5米的定位精度雖然可以滿(mǎn)足跟蹤資產(chǎn)的需求，但卻無(wú)法滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛、AGV小車(chē)、關(guān)鍵圍欄或工人安全所需的自動(dòng)跟蹤。
相比而言，5G具備提供米級(jí)甚至亞米級(jí)的定位的能力。從3GPP的5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)，我們可以清晰的感受到這一點(diǎn)。在3GPP的5G R16版本中，5G室內(nèi)定位精確度能夠達(dá)到3米，室外定位精確度能夠達(dá)到10米;在3GPP R17版本中，將通過(guò)改進(jìn)關(guān)鍵的5G定位功能，滿(mǎn)足更多室內(nèi)定位需求。
而在3GPP R18版本中，3GPP正式定義了5G-Advanced。LPHAP就是5G-Advanced增強(qiáng)的功能之一，其包括亞米級(jí)精度，進(jìn)一步降低延遲和終端功耗，使得5G定位能夠滿(mǎn)足更多終端市場(chǎng)對(duì)精度和延遲更高的要求。
第三，5G定位可以覆蓋更多場(chǎng)景，滿(mǎn)足更多維度需求。盡管超寬帶和藍(lán)牙RTLS技術(shù)，在精度和電池續(xù)航方面具備競(jìng)爭(zhēng)力，但這些技術(shù)的解決方案通常針對(duì)少數(shù)使用場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化，并不能針對(duì)所有場(chǎng)景。反觀5G定位在技術(shù)成熟時(shí)，可以解決幾乎所有用例和所有垂直行業(yè)。
比如，針對(duì)商業(yè)用例定位精度小于1米，目標(biāo)延遲小于100ms;針對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用時(shí)，目標(biāo)精度小于50cm，延遲小于100ms，90%的可靠性——5G定位都能滿(mǎn)足。
據(jù)悉，在ABI的調(diào)查中，57%的受訪(fǎng)者能接受定位終端價(jià)格在10-30美元，他們?cè)敢鉃楦煽?、更?qiáng)大的定位技術(shù)付費(fèi)。
第四，5G定位與通信融合，最大程度體現(xiàn)了“一網(wǎng)多用”的優(yōu)勢(shì)。除了性能滿(mǎn)足企業(yè)客戶(hù)需求，5G定位能幫客戶(hù)少建一張網(wǎng)以及附帶的維護(hù)與人力的節(jié)省都是5G為什么更受青睞的原因。
隨著5G標(biāo)準(zhǔn)的不斷演進(jìn)，我們可以肯定的是，5G定位在定位精度、延遲、功耗等方面將不斷演進(jìn)，與企業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)定位技術(shù)的需求保持一致。
03共話(huà)5G定位：行業(yè)大咖均看好其未來(lái)
從前面的分析我們不難看出，5G定位能夠更好的滿(mǎn)足企業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)定位技術(shù)的需求。據(jù)ABI白皮書(shū)預(yù)計(jì)，亞米級(jí)RTLS標(biāo)簽收入，預(yù)計(jì)將到2025年僅占整體RTLS部署的2%;而1-2米級(jí)別的比例為37%;3-5米及以上級(jí)別占62%。
這預(yù)示著，5G定位市場(chǎng)空間廣闊。那行業(yè)聯(lián)盟、運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商、分析師對(duì)5G定位優(yōu)勢(shì)和未來(lái)發(fā)展，有著怎樣的觀點(diǎn)呢?
Ublox蜂窩技術(shù)戰(zhàn)略主管Sylvia Lu表示，從Ublox在定位市場(chǎng)25年的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，用戶(hù)最關(guān)心的是定位技術(shù)易于部署和操作。因?yàn)檫^(guò)高的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)工作量，可能會(huì)成為企業(yè)采用定位系統(tǒng)的障礙。從目前市場(chǎng)主流定位技術(shù)來(lái)看，更容易安裝和運(yùn)維的定位系統(tǒng)占據(jù)主導(dǎo)地位。
Lu還指出，用戶(hù)希望定位技術(shù)能為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)使用場(chǎng)景，提供更好的準(zhǔn)確性支持。比如，無(wú)人機(jī)或智能制造業(yè)的應(yīng)用，更關(guān)注3D定位;覆蓋室內(nèi)外場(chǎng)景的應(yīng)用場(chǎng)景，希望提供無(wú)縫的本地化體驗(yàn)。“5G定位可以提供房間級(jí)精度、2D/3D，以及無(wú)縫的本地化體驗(yàn)”Lu總結(jié)說(shuō)。
德國(guó)電信專(zhuān)家Arndt Kadelka博士認(rèn)為，從德國(guó)電信的視角來(lái)看，行業(yè)需要長(zhǎng)期研究5G等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用于定位服務(wù)的潛力，特別是專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和園區(qū)解決方案中，蘊(yùn)含著廣闊需求。在這些場(chǎng)景提供標(biāo)準(zhǔn)化的定位解決方案，將獲得巨大的推廣發(fā)展?jié)摿Α?strong>這些解決方案不僅是獨(dú)立的定位解決方案，更是提供了聯(lián)接和定位一體化的5G解決方案。
華為無(wú)線(xiàn)營(yíng)銷(xiāo)副總裁朱慧敏認(rèn)為，5G作為一張物理網(wǎng)絡(luò)，可以提供多種能力和服務(wù)，比如為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、垂直行業(yè)提供服務(wù)。因此，5G提供定位服務(wù)具備更低的TCO。與此同時(shí)，5G定位與4G或其他RTLS技術(shù)相比，能提供更高的同步精度、更強(qiáng)大的基站算力、更寬的頻譜——這對(duì)提供更高定位精度很重要。而且，5G是授權(quán)頻譜，與非授權(quán)頻譜相比，安全級(jí)別更高。
朱慧敏還介紹到，華為在5GtoB發(fā)展中已獲得數(shù)千個(gè)合同，在落地這些項(xiàng)目的過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)定位幾乎是剛需，比如資產(chǎn)跟蹤、車(chē)輛跟蹤和員工管理等應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)都有廣泛的需求。
GSA總裁Joe Barrett談到，GSA統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度非?？?。目前已有133個(gè)國(guó)家的436家運(yùn)營(yíng)商投資5G。其中，69個(gè)國(guó)家和地區(qū)的166家運(yùn)營(yíng)商以及推出商用服務(wù)。
目前全球已推出500多個(gè)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。而擁有RTLS功能的5G專(zhuān)網(wǎng)，是企業(yè)和工廠數(shù)字化的關(guān)鍵。隨著5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，5G定位將滿(mǎn)足更多垂直場(chǎng)景對(duì)定位技術(shù)的需求。
筆者觀察：5G定位依然面臨挑戰(zhàn)，需產(chǎn)業(yè)共同推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)及生態(tài)繁榮
越來(lái)越多的人認(rèn)可5G定位在企業(yè)管理、安防監(jiān)護(hù)、應(yīng)急救援、行程監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的價(jià)值，也發(fā)現(xiàn)5G定位正在興起。
在國(guó)內(nèi)，筆者看到中國(guó)移動(dòng)發(fā)布了《5G定位能力開(kāi)放產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》。中國(guó)移動(dòng)還在蘇州進(jìn)行了5G室內(nèi)定位能力驗(yàn)證，在基站pRRU隱藏部署的情況下實(shí)現(xiàn)了地鐵站臺(tái)和站廳范圍內(nèi)90%的區(qū)域 3-5米定位精度。
但正如ABI白皮書(shū)中講的那樣，5G定位不會(huì)一蹴而就，其大規(guī)模的部署將在幾年后開(kāi)啟。一方面5G定位面臨不同RTLS技術(shù)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，另一方面5G定位自身標(biāo)準(zhǔn)和能力還需提升。
諸多專(zhuān)家呼吁業(yè)界加強(qiáng)5G標(biāo)準(zhǔn)、芯片、終端、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用場(chǎng)景的研究。
對(duì)于5G定位未來(lái)發(fā)展，ABI資深分析師AndrewZignani指出，5G定位規(guī)模發(fā)展，需要行業(yè)各方從標(biāo)準(zhǔn)端到端解決方案準(zhǔn)備就緒，更需要在完整的系統(tǒng)集成上努力。
而Malik Saadi更是指出，3GPP需要加快在標(biāo)準(zhǔn)上對(duì)5G定位的支持，如若不然，5G定位的機(jī)會(huì)將可能被3GPP所浪費(fèi)，從而造成5G定位碎片化。
朱慧敏從技術(shù)角度分析認(rèn)為，第一代5G芯片是針對(duì)eMBB服務(wù)量身定制，在定位應(yīng)用方面缺乏優(yōu)勢(shì)，呼吁3GPP定義低功耗高精度定位技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要芯片供應(yīng)商、設(shè)備供應(yīng)商、運(yùn)營(yíng)商甚至垂直行業(yè)，共同關(guān)注和推進(jìn)5G定位標(biāo)準(zhǔn)的制定。
“我認(rèn)為5G標(biāo)準(zhǔn)制定的第一天就應(yīng)該考慮定位能力。”Sylvia Lu認(rèn)為，定位技術(shù)的發(fā)展是一場(chǎng)馬拉松，而不是短跑。這需要產(chǎn)業(yè)各方進(jìn)行大量合作，并從生態(tài)角度考慮降低成本。
筆者認(rèn)為，對(duì)于許多垂直行業(yè)而言，5G定位擁有獨(dú)到優(yōu)勢(shì)，如無(wú)縫的室內(nèi)外覆蓋、強(qiáng)大的終端續(xù)航、較低的運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本、越來(lái)越成熟的技術(shù)、獨(dú)到的安全可靠性。
而要進(jìn)一步加快5G定位發(fā)展，業(yè)界需要構(gòu)建繁榮的5G生態(tài)系統(tǒng)，從標(biāo)準(zhǔn)角度開(kāi)始發(fā)力，共同升級(jí)5G定位技術(shù)關(guān)鍵指標(biāo)，助力千行百業(yè)企業(yè)更高定位需求的實(shí)現(xiàn)。
可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)幾年5G定位技術(shù)，必將成為突破行業(yè)企業(yè)定位問(wèn)題的重要利器。
作者：海峰看科技
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