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面向5G的高精度室内定位设备研发及产业化

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-09-27 17:30:25

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”技术交易专业科技服务团| 朱娟 | 2022-10-11 16:41:45

目前室内定位方案尚不能同时满足高精度、广覆盖的需求,本项目基于室内逆定位理论模型,采用到达时间之差(TDOA)技术原理,研发面向5G基站的高精度定位模块产品。逆定位理论模型是通过用户设备发送探测参考信号(SRS,Sounding ReferenceSignal),基站作为接收机处理TDOA以及实现定位引擎。逆定位中的TDOA技术以基站时间同步为前提,接收由用户设备发出的5G SRS信号,各个基站将信号的到达时间相对事先确定的主基站计算时间之差,再结合基站的位置坐标对用户设备进行定位。在二维平面内,源信号到两基站的到达时间之差确定了一对以该两基站为焦点的双曲线,采用四个基站,则可得到三条双曲线,其唯一的交点就是信号源的位置。高精度定位模块产品拟采用面向5G基站架构的嵌入式开发平台实现软、硬件。

该项目具有以下3个技术亮点:

1.提出使用参考用户设备发送定位参考信号,基站接收机基于TDOA双差逆定位标定法实现高精度的基站间时间同步的算法;

2.根据室内环境下多径效应的空域重复性,提出用多径室内地图来实时改正多径效应;

3.采用卡尔曼滤波实现移动状态下逆定位算法优化。根据现有5G产业和定位产业市场预测,预计未来五年5G位置服务可以达到百亿元以上市场,本项目商业化前景良好,五年内可以产生2000万元以上营收。应用领域为提供5G位置服务的企业,如5G基站设备商、运营商,以及相关垂直行业领域企业等。

基于现有 5G 发展水平,本项目的技术成熟度预计在 2023 年可以达到小规模产业化应用水平,2025 年达到大规模产业化应用。根据现有 5G 产业和定位产业市场预测,预计未来五年 5G 位置服务可以达到百亿元以上市场,该项目商业化前景良好,五年内可以产生2000万元以上营收。

该项目应用领域为提供 5G 位置服务的企业,如 5G 基站设备商、运营商,以及相关垂直行业领域企业等。

该项目是上海某高校通信与电子工程学院的研究成果,团队主要负责人为博士、研究员,其主要研究方向是电子信息领域、信号处理学习、编程(Verilog、Python等),在国内外发表了多篇学术论文。

随着移动通信技术的飞速发展,在满足语音功能的同时,用户对数据业务的要求不断提升,而5G时代超过70%以上的应用将发生在室内,同时5G网络具有大带宽、低时延、广连接技术特点,为推动室内业务可靠运营,提供了必要的网络基础。 然而,目前采用室内分布式基站实现室内定位功能的成本较高,同时单一的蜂窝网定位精度有待提高。 本项目基于5G实现室内定位的系统、基于5G实现室内定位的方法、基于5G实现室内定位的装置,以及实现上述方法的计算机可读存储和电子设备,能够实现亚米级定位,进而至少在一定程度上提升室内定位精度。

该项目拟采用专利转让的方式完成产业化转化,目前该项目已申请以下专利:

1、华程;郑正奇;董大南;赵昆;余超;张裕;赵甜甜;朱启超;一种基于多路径建模

的室内定位 TDOA 处理方法,201910515408.5(已授权)。

2、赵甜甜;郑正奇;华程;董大南;余超;张裕;一种基于锚节点差分时间同步和

Taylor 协同的定位算法,201910104100.1(实审)。

3、赵甜甜;郑正奇;华程;董大南;余超;张裕;一种基于锚节点差分时间同步和

“Taylor”协同的定位系统,201910104111.X(实审)。

4、纪文清;郑正奇;赵昆;余超;张裕;华程;黄帅;一种基于观测量降维的 MLP 室内定位方法,202011189852.1(实审)。

5、顾恒豪;余超;赵昆;郑正奇;彭萍萍;夏祺皓;汪宇航;一种基于 5G 上行信道参考信号SRS的TOA估计方法 202011336112.6(申请)。