「科普贴」WiFi室内定位技术及其演进室内定位技术中的WiFi优势WiFi室内定位关键技术痛点剖析基于WiFi的高精度定位新兴技术毫米波频段技术精准测时机制(Fine Timing Measureme

原标题:「科普贴」WiFi室内定位技术及其演进
室内定位技术中的WiFi优势当前定位领域的主流技术包括蜂窝网、卫星、ZigBee、蓝牙、超宽带和WiFi等 。 蜂窝网上百米的定位精度无法满足物联网小尺度定位的要求 , 而卫星定位的致命缺陷是基本无法在室内收到可用的信号 。
ZigBee、蓝牙和超宽带等短距离无线通信技术虽然适合应用场景的定位要求 , 但是 , 超宽带技术成本过高 , 难以推广 , ZigBee和蓝牙定位精度只有5~10米左右 , 其带宽限制使二者在未来也难有较大的提升 。
而WiFi在定位方面有着得天独厚的带宽优势 , 其也在向更高带宽和多天线的方向演进 , 更高的带宽意味着更好的测时/测距分辨率 , 更多天线的支持意味着为测角引入更多维度 , 从而显著提高定位的精度 。
WiFi的另一个优势是其在现实中的商业成功会产生良性循环 , 对其它领域的应用形成正向驱动——WiFi芯片早已是智能手机的标配 , 而WiFi接入点已有大量部署 , 这些现成的基础设施将为定位应用的商业推广提供便利 , WiFi的日益广泛应用还会进一步降低其成本 。
【「科普贴」WiFi室内定位技术及其演进室内定位技术中的WiFi优势WiFi室内定位关键技术痛点剖析基于WiFi的高精度定位新兴技术毫米波频段技术精准测时机制(Fine Timing Measureme】
「科普贴」WiFi室内定位技术及其演进室内定位技术中的WiFi优势WiFi室内定位关键技术痛点剖析基于WiFi的高精度定位新兴技术毫米波频段技术精准测时机制(Fine Timing Measureme
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WiFi室内定位关键技术痛点剖析然而 , WiFi室内定位还未广泛应用于物联网领域 , 主要受困于4个方面 。
1、解决方案无普适性
物联网领域定位应用多在室内环境 , 如商场、展览馆等人流巨大的公共场所 , 定位信号传播过程中易受干扰、衰减 , 进而影响精度 , 而且设备器件精度的差异、场所内物品的摆放都会引起定位偏差 , 不同的室内环境更是如此 。 这导致了定位解决方案的复杂多样 , 也会带来额外的成本开销 。
2、解决方案的后期维护成本太高
定位方案通常基于测距或指纹两类技术 , 基于测距的技术需要额外部署锚点并记录锚点的位置 , 往往还要通过大量测试进行信道建模 , 导致成本过高;而基于指纹的技术需要事先采集大量实地数据 , 由于定位环境的差异 , 指纹采集自动化率低 , 往往极其耗费人力 , 同时指纹采集的颗粒度与定位精度相关 , 定位精度越高意味着数据维护成本也越高 。 更令人困扰的是 , 环境的轻微变化、锚点的变动都会影响定位环境而需要指纹库的维护 , 从而增加维护成本 。
3、产业链不成熟导致成本较高
定位应用的产业链 , 涉及到终端定位设备商、地图管理方、定位整体方案集成方、后端定位应用开发方和定位服务运营方等多个产业环节 , 然而他们几乎各自为政 , 产业链生态圈尚处于初级阶段 , 还未到达产业链成熟的低成本阶段 。
4、定位精度还不能满足物联网领域的需求
主要原因是WiFi设计之初只考虑了通信的需求 , 定位只是后来的一个附加功能 。 如果将前3个原因归纳为成本过高 , 长远来看 , 成本的限制可能随着技术发展的完善而渐渐消失 , 因此 , 提高定位精度将是迫切需要解决的重要课题 。

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基于WiFi的高精度定位新兴技术虽然WiFi应用于定位具有良好的前景 , 但其精确定位的潜力并没有很好地发掘出来 。 而新应用尤其是物联网相关应用的迅猛发展 , 使得定位精度的相对落后变成了一个桎梏 。 因此 , 很有必要基于WiFi技术进行改造 , 释放其在高精度定位方面的潜力 。 让我们将目光投向那些有可能提升WiFi定位精度的新技术 。
毫米波频段技术毫米波是指频率在30GHz~300GHz的电磁波 , 因衰减较大且一些频段的电波易被大气吸收而被认为不适用于远距离无线通信 , 但由于其丰富的频谱资源 , 以及通过微蜂窝的密集部署可以缩小通信范围 , 使得短距离通信的问题也不再成为阻碍 , 因此被列为5G通信的主要发展技术点之一 , 同时也被IEEE802.11标准组列入下一代60G通信标准——这使得基于WiFi的毫米波技术变得极具期待性 。
毫米波频段提供的超高带宽能够保证更高的测时分辨粒度 , 而且 , 毫米波波束窄 , 角度分辨率高 , 更适合高精度室内定位 。 尽管毫米波传输距离短、对遮挡和移动敏感 , 以及缺乏组网管理引入的干扰等等会影响定位的准确性和稳定性 , 但其与WiFi技术融合 , 将有可能克服这些缺陷 。