5G通讯如何达到“高精准度定位”？ _知识百科

Release-16 这个版本有何突破？不像外界强调的 10 Gps 传输速度，这次的标准制定更着重于 5G 通讯对于物联网 A-IoT 与车联网的应用规范要求，要求通讯标准的效能与效率都要达到一定的标准，例如传输讯号的覆盖范围、延迟、能源消耗、讯号干扰、多天线传输（MIMO）以及定位效能提升（5G Location and Positioning Enhancements）。
虽然说新版的 5G 通讯标准有众多的新规格，预计带来更完整的通讯功能，但“高精度定位”的革新绝对是最引人注目的功能，假设新一代的通讯标准有办法实现更精准的定位，那么未来的潜在应用将充满想象空间。
高精准度的定位与追踪系统地图导航、呼叫出租车、位置共享、物体追踪等等的常见日常应用都需要开启智能手机的“定位（Location）”功能，但我们也深受其误差困扰，比如说实际位置与屏幕上的位置常常误差了数十公尺，导致司机找不到乘客或是无法掌握对方的正确位置，目前 4G 时代的民用定位性能虽然相较过去有了长足的进步，但只能算是堪用的地步。
当精准定位成为可能，人们还有隐私吗？浅谈 5G 通讯如何达到“高精准度定位”
根据 3GPP 所提出的研究报告，以现有的定位技术来说，单一系统的定位方式不足以提供足够的精确度，误差范围都在 50 公尺之内，必须使用混合的模式增加定位的精确度，目前主流的定位系统包含：3GPP（LTE）、室内定位技术（Terrestrial Beacon System, TBS）、 WiFi 定位、蓝芽（Bluetooth）以及全球卫星定位系统（GNSS）── 综合上述技术，民用精准度可提升到一般户外 0.3 公尺的正确度，不过要达到这个数值依然高度仰赖现场的环境条件。
智能手机同时使用数种方式进行定位，最主要的方式有两种，分别是 3GPP（LTE）及全球卫星定位系统（GNSS）。
LTE 是透过基地台发送的相对讯号进行三角定位，电信商可以透过基地台的位置及对应的讯号强弱程度判断接收者的位置，但这项技术精准度不高，通常会搭配 GNSS 来提高精准度，像是智能手机均会搭载 GPS 芯片接收卫星的位置讯息，原理是单向接受数颗卫星的讯号进行定位，常见的卫星系统像是 GLONASS 、北斗、伽利略及最常见的 GPS 系统。
虽然现有的技术可以在户外提供不错的效果，但受到建筑物群遮蔽及讯号的影响，到了室内精准度却会大幅下降，但物联网所规划的应用场景，却对室内高精度定位有着严苛的要求，比如说需要掌握工厂内的货物位置、城市内的移动车辆或是医院内的病患等等移动对象，目前混合式定位技术的精准度仍然过低， 3GPP 寄望接下来 5G 通讯系统能给予更大程度的效能改善，将室内定位精确度从公尺提升到公分的级别。
如果先前多次提到， 5G 通讯系统相较于 4G 拥有频率更高的讯号、更大的通讯带宽、多天线数组的指向性传输以及密集的小型基地台部属特性，这些都是 5G 通讯系统能够提升定位精度的关键，根据 3GPP 电信组织所制定的 Release-16 标准报告， 3GPP NR 技术设计上针对定位效能做了不少改善。
回归本质，为何 5G 定位性能相较 4G 可以改善这么大？这边先提醒，这是我读过多篇 5G 定位论文取其中较易懂的部分所整理而成，为了方便读者理解的科普文章，省略了许多严谨的技术原理，若真的想理解完整技术的读者，建议可以去详读 3GPP 所提供的详细技术规格及论文导读。
高频波的直径路线特性（High Frequencies）5G 通讯高频波的路径传输损失（Path Loss）与穿透损失（Penetration Loss）都较低频波来得严重，路径传输损失的意思是基地台发出讯号后，会经过一段距离才会到接收装置，中间这段距离会有讯号衰减的问题，而电磁波的频率越高、波长就越小，越容易被建筑物阻挡，导致 5G基地台的讯号覆盖范围会比较小，特别是在建筑物林立的环境中，毫米波的覆盖范围仅有数百公尺。

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