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第五代行動通訊(5G)基站的定位精度和全球導航衛星系統(GNSS)相比能達到多少?

2020-06-28科學

基站定位業務和GPS的原理都是基於到達時間差(TDOA),但實作方式稍有不同。

基站定位是使用者手機廣播訊號,然後被臨近不同位置的基站接收到。由於使用者距不同位置基站的距離不同,因此基站收到使用者發送的訊號的時間會稍有差別。進而透過分析不同基站接收到該訊號時間的時間差,就能算出使用者的位置。

而GPS則是衛星廣播訊號,然後手機透過分析不同衛星訊號到達手機的時間差,進而計算出自己的位置。所以從理論上看,GPS更加安全,不會向任何人暴露自己的位置。

基站定位的精度和基站之間的時間相位誤差直接相關。根據3GPP規範,在不同套用場景下,同步需求可包括65ns/130ns/260ns/3us等不同精度級別。 對應的誤差量級可以用光速乘以時間精度來估算,65ns的情況大概就是20公尺作用 。但這一誤差可以透過冗余基站的數據來修正一部份。

總體來看,在一般情況下, 5G系統基站間同步需求仍為3us ,與4G TDD相同,即同一基站的 不同RRU/AAU之間的同步需求主要為3us,少量 套用場景可能需要百納秒量級。

因此,基站定位業務若想有超越GPS的精度,除了自身覆蓋更加密集的優勢外,可能還需要設定更高的時間同步需求。