導讀

隨著首個RedCap標準問世，業界也開始依據標準推動其商用化進程，本土AIoT芯片與解決方案提供商北京智聯安科技有限公司不僅著眼于RedCap自身的通訊特性，更是將其與5G定位融合。 多年來，通信代際升級一直是推動數字經濟發展的中堅力量。1990年的2G開啟了語音時代；2000年的3G實現了移動互聯；2010年來到了4G的移動寬帶互聯階段；而4.5G時代下的蜂窩IoT則是開啟了移動物聯的新紀元；行至2020年，5G的商用落地又再一次推動產業向萬物互聯躍遷。

5G演進過程中的標準化工作一直備受矚目，是其產業應用的重要基石。就在今年6月，5G R17標準宣布凍結，標志著5G第二個演進版本標準正式完成。按照3GPP此前的計劃，R18將開始對5G Advanced進行標準化，所以R17作為5G標準第一階段收官之作，具有承上啟下的意義。而5G R17版本中引入的最具代表性的技術當屬RedCap，為5G一張網中引入了中高速物聯網的能力。

隨著首個RedCap標準問世，業界也開始依據標準推動其商用化進程，其中，本土AIoT芯片與解決方案提供商北京智聯安科技有限公司不僅著眼于RedCap自身的通訊特性，更是將其與5G定位融合。在11月14日召開的首屆移動物聯網大會上，北京智聯安科技有限公司市場銷售高級副總裁王志軍帶來了主題為《5G RedCap高精度定位驅動新型物聯網業務》的演講，展示了公司定義的新一代RedCap高精度定位定位芯片的優勢。

補齊5G網絡能力的中間地帶

眾所周知，5G定義了三大場景——eMBB針對大帶寬應用，uRLLC針對高可靠超低時延應用，而mMTC主要針對低速率、大連接的物聯網應用。看似全面，但其實還隱藏了一塊未被輻射到的需求空白區。

例如，在智慧工廠內，5G的超大帶寬和高可靠低時延特性可以實現對工業機器人的精準控制，但仍有一類設備，既用不到如eMBB那般高速傳輸，卻又需要比NB-IoT和eMTC這些低功耗廣域網更高性能的網絡，典型的比如監控攝像頭、溫濕度傳感器、工業可穿戴設備等。此時，5G RedCap終端就能派上用場，它能滿足低成本、低功耗、中等數據傳輸的物聯網需求。

“小紅帽”RedCap的全稱是ReducedCapability，即“降低能力”，定位是應用于中高速物聯網場景。當前，RedCap主要針對的領域包括工業無線傳感網、智慧城市視頻、智能車聯和可穿戴設備。由于原生于5G，RedCap天然便具有5G NR的優勢，除了支持包括毫米波在內的非常廣泛的頻段、網絡效率更高、支持波束賦形、可連接到5G核心網等特性之外，RedCap與5G定位的結合更值得引起業界關注。

物聯網創新離不開位置服務作為支撐，尤其是高精度定位，例如老人/兒童防走丟、停車場車位引導、工廠內機器人工作軌跡、貨物流轉軌跡記錄等場景。隨著應用場景更加細化、需求更加明確，終端對于定位系統的低功耗、低成本與高精度需求也更加強烈。

同時，無論是消費端亦或產業應用都更加強調全場景智能，而這無疑也要求定位系統能夠做到室內、室外位置信息的無縫銜接。縱觀現有的主流定位技術，UWB、WiFi、藍牙由于定位精度、信號穿透能力、部署成本的差異，分別在家居、商超、體育場館等室內場景下實現了規模化應用，但在面對室內、室外定位銜接時，均需要通過技術融合的方式來補齊室外定位。而隨著5G定位標準的落地，以及5G定位能力的進一步增強，高精度定位市場也迎來一輪革新。

早在R16中引入的5G定位由UE終端、5G無線接入網、5G核心網、運營商5G位置服務平臺組成，定位精度可以達到室內3米以及室外10米，滿足了普通商用場景米級定位的需求。而R17中則是進一步增強了5G的精準定位，針對一般商用場景，R17定位精度目標從室內3m、室外10m提升到了亞米級，定位的時延要求小于100ms；在工業物聯網場景，R17定位精度誤差要求小于20cm，定位的時延要求小于10ms。

顯然，依托成熟的基礎網絡建設優勢，5G定位不僅可實現通信+定位一張網、室內定位+室外定位一張網，還將定位精度提升到了亞米級，已經具備了沖擊成熟商用場景的能力與優勢。

縱觀目前的高精度定位市場也是呈現百家爭鳴的態勢，針對室內、室外的不同應用場景，衛星定位、藍牙、UWB等都在隨著終端需求的增長而快速發展。然而，在室內外定位銜接時，目前的解決方案大多是采用融合定位，如GNSS+UWB/BLE等。當應用場景有回傳位置信息等數據傳輸需求時，則需要單獨輔以通信技術方案，采用4G或LoRa進行通訊。

換言之，5G高精度定位如果想要在物聯網行業實現規模化商用，一方面需要解決室內外定位銜接問題，另一方面則是要降低終端芯片的功耗與成本，同時還要能夠根據不同業務需求，與其他技術結合以實現數據回傳功能。

首先，5G一張網的優勢可以輕松解決室內外定位銜接問題，無需增加輔助技術，同時，5G定位還能復用現成的5G宏站或室分站，無需像UWB等定位技術一樣重新布站；其次，RedCap的輕量化、低功耗、低成本、中高速數據傳輸優勢，則可以很好地幫助5G定位完成位置信息傳輸。剩下的芯片的功耗與成本問題則需要芯片供應商來解決，而在終端數量遞增、定位需求爆發之際，針對5G高精度定位的布局對于企業而言又何嘗不是一個新機遇？

搶占5G高精度定位新機遇

2021年3月，3GPP正式通過了新的WID（Work Item Description，工作項目描述）——LPHAP（Low Power High Accuracy Positioning，低功耗高精度定位），其目標是把定位精度大幅提高至0.5米@90%甚至更高精度，并使定位終端電池續航能力達到“月”級甚至“年”級。這標志著3GPP將深度耦合5G通信及定位能力。

5G R17中，首先是通過優化差分定位降低了終端和基站收發時延的影響，同時支持多路徑信號測量上報，輔助信息發送等提高到達角和離開角的測量精度，從而提高了定位精度；其次還通過定義按需發送的定位導頻信號，降低定位測量的請求回應時間、終端測量時間及測量Gap激活時間等舉措降低了時延；最后還通過支持RRC非激活狀態終端的定位測量、信令和流程等降低了功耗，并支持GNSS定位的完好性判決增強，以及A-GNSS定位增強，實現更優的GNSS（全球導航衛星系統）輔助定位性能。

據智聯安市場銷售高級副總裁王志軍介紹，5G高精度低功耗定位基于UTDOA基站側測量定位，在R17標準下可實現亞米級，將在R18標準下實現厘米級，上行帶寬可以達到100MHz/200MHz，而這也與定位精度息息相關，“只有帶寬高了，定位精度才能高”。同時，5G高精度低功耗定位的下行帶寬為20MHz，這也正是RedCap在Sub-6GHz頻段下的帶寬。

誠如上文所言，在R17標準中得以進一步增強的5G定位對于芯片廠商而言可謂是一片亟待開墾的沃土，“修剪”掉功耗與成本之后便可看到無限生機。作為一家專業從事蜂窩物聯網通訊芯片研發的IC設計公司，智聯安科技早在2021年便啟動了高精度低功耗定位芯片（MK8510）的研發工作，要知道，5G R17標準是在今年6月才宣布凍結的。

正是因為對于5G物聯網通信技術趨勢的靈敏嗅覺，智聯安率先發布了第一款5G高精度低功耗定位芯片——MK8510，具備5G LPHAP低功耗高精度定位能力，支持N41，N77，N78，N79頻段，上行100MHz定位信號發射，定位精度＜1m CEP 90％ @LOS@100MHz，還為定位專門優化RF設計，支持全向發射。同時，得益于智聯安特有的低功耗控制技術，其可實現每6s一次定位，1000mAh電池續航可達12個月，覆蓋更廣，室內支持30~60米，室外支持200~300米。

RedCap引領5G定位創新

可以說，智聯安已經率先在5G定位的賽場上耕耘出了基礎“試驗田”，MK8510在產業應用中也收到了更多切實的需求反饋，其中最重要的便是數據回傳、也就是通訊功能。

王志軍坦言，MK8510雖然具備一定的通信能力，但在面對實際業務場景的大量數傳需求時仍顯得力不從心，這也是為何智聯安在其迭代產品MK8520中引入了RedCap，為5G高精度低功耗定位增強了通訊能力。

據介紹，智聯安5G RedCap高精度定位基于高性能通信DSP的軟基帶方案，能夠實現亞米級的高精度低功耗定位，同時還配備了靈活強大的物理層加速器單元、經過硅驗證的Sub-6G 射頻收發機以及功能豐富的擴展外設接口，可以滿足更多應用場景的室內外定位需求以及位置信息傳輸需求。

毋庸置疑，5G定位憑借其室內室外一張網、易部署等特點，將逐步取代一些場景下的傳統多定位技術融合方案，尤其是在其精度、功耗與成本逐步下探、可滿足規模化應用之際，加之RedCap的輕量化、低功耗、低成本傳輸特性，RedCap融合5G定位兼具通信能力與高精度定位能力，勢必將在更多物聯網垂直行業大放異彩！

審核編輯：郭婷