北斗＋4G/5G屋内測位技術および応用

屋内測位技術は現在、非常に活発な研究開発段階にあり、まさに百花繚乱の状態にあると言える。この分野における主な既存問題は、運営コストと投資である。移動体通信ネットワークは、通信サービスを提供するだけでなく、4Gや5Gの大規模ネットワーク展開の機会を活用し、北斗システムと連携して、宇宙と地上を統合した低コストかつ高精度な測位システムの研究開発を行うこともできる。

なぜ屋内測位は業界で徐々に人気を集めているのでしょうか？ Wi-Fi測位の始まりから現在に至るまで、屋内測位には10年以上の歴史がありますが、常に運用コストの問題がありました。2019年は5Gの最初の年です。この段階では、5Gは主にIoT（モノのインターネット）によって支えられており、あらゆる産業に力を与えています。これにより、人々の測位ニーズだけでなく、多くの緊急時や火災関連のアプリケーションニーズ、医療業界のロボットナビゲーション、医療配送物流など、物体の測位ニーズも生じ、すべて屋内測位のニーズがあります。

地下鉄、特に5GとSTOが連携するスマート地下鉄の分野では、中国電信の匿名化されたユーザーデータによってヒートマップの位置を特定でき、これは人の流れの方向転換です。ニューリテールに関しては、華潤集団と万達も屋内測位の探求を始めています。ニューリテールはもともと従来の小売業を変革することを目的としていました。現在、米国のウォルマートは、商品を選択するユーザーの経路を分析することによって運営モデルを変更することを計画しており、これもニューリテールのニーズです。展示ホールに関しては、中国は将来巨大な市場になるでしょう。たとえば、上海国際展示センターでは、多くの展示会や展示会イベントが開催されています。現在、方向を示すために道路標識が主に使用されています。実際には、道路標識があっても、行きたい展示ホールを見つけるのが難しい場合があるため、人々は大規模な展示ホールの測位も必要としています。

画像認識やAI測位を含まない分野では、無線通信技術に関連する屋内測位技術が使用されています。無線通信技術は主に通信事業者によって提供されています。例えば、上海電信は4Gおよび5Gネットワ​​ークを最大規模で展開しています。さらに、上海電信はchainNETも展開しています。IoT関連の研究に従事している人々も多くいます。より人気のあるものの1つがUWBです。AppleはiPhone 11の発表会でUWB技術について言及しました。中国電信の強みは何ですか？5Gだけです。私たちはHuaweiと通信しており、5Gシミュレーションデータで屋内測位精度を約1メートルに達成できます。これが上海電信が検討している屋内測位ソリューションです。私たちの強みは収集エンドにあります。基地局、Wi-Fi、有線ネットワークはすべて収集エンドであり、データのアップロード状況を把握できます。さらに、基本データ、つまりCAD図面も必要です。ネットワークポイントを含む建物のCAD図面を使用して、各建物の分配システムを作成します。これらがデータの基礎です。この基盤の上に、まず屋内オペレーター向けの地理情報システムが構築されます。アルゴリズムには、指紋データベース、TODA、電界強度三角測量測位の3種類があります。測位データはこの端末を通して継続的にアップロードされ、アルゴリズムエンジンによって位置が計算されます。現在はすべて内部アプリケーションであり、プラットフォームはコンピュータ室にあるため、次に探索を通じてデータの匿名化を実施したいと考えています。セキュリティの観点から、機能の開放方法についても検討する必要があります。

GIS ソリューションの構築に関しては、まず Beidou システムと組み合わせて、シームレスな屋内および屋外マップ ネットワークを開発する必要があります。このマップでは、まず統一された座標系を作成する必要があります。インターネット マップがベース マップです。このベース マップ上で、座標マッチングによって屋内情報が接続され、基本的なマップ GIS システムが形成されます。さらに、測位ソリューションでは、最も基本的なネットワークを使用し、すべてのアーキテクチャは基本的にセカンダリベースです。つまり、PRU が基地局として機能し、オブジェクトや人の端末をスキャンしてコンピュータ ルームにアップロードされたデータを収集します。これが当社の強みの 1 つです。測位エンジンに追加され、中央で展開されて、すべての携帯電話またはオブジェクトの位置を計算します。上海テレコムは、屋内測位のためのいくつかの主要な技術もテストしました。その 1 つは初期測位技術です。2、3 年の努力の後、この技術が実現しました。データには強度情報などが含まれます。初期測位はフロアを特定できます。さらに、精密測位には 3 つの主要な方法があります。1 つ目はアップリンク標準です。すべての基地局は、無線ネットワークのブロードバンド信号をスキャンできます。データが送信された後、経路を通じて地点位置と時間差が計算されます。データには、屋外GPS信号、基地局情報、および信号強度情報が含まれる場合があります。この計画は、まず情報マップを作成し、それを他の情報と組み合わせて、最終的に住宅地の階と区画システムの階を特定することによって実施されました。

5Gの測位における利点。まず、標準化です。3GPPはRel-15とRel-16で標準的な測位ネットワークソースと標準的な利点を定義しているため、基地局側から携帯電話側への情報伝送を変更する必要はありません。後ほど、これらのデータを計算するコンピューティングプラットフォームを追加します。5Gには他に2つの大きな利点があります。1つは高帯域幅です。帯域幅が大きいほど、より多くの信号を識別し、時間差を計算しやすくなります。遅延によるエラーがなくなり、精度が向上します。5Gのもう1つの利点は、複数のアンテナを使用することです。そのため、今後は新しい計算方法が導入されます。5Gは異なるアンテナを使用して異なるユーザーに対応できるため、ユーザーの位置をより正確に特定できます。現在、5Gは屋内において比較的強い利点を持っているようです。そのため、今年は北斗と協力して5G+北斗の屋内および屋外測位の研究を実施し、それを拡大したいという希望についても議論しました。

通信の利点は何でしょうか？上海電信は、すべての基幹ネットワークの構築に参加します。パイプラインネットワークや上海の市場規模に関わらず、当社はトップに君臨します。北斗衛星測位システムと連携することで、より強力な統合型空間・地上ネットワークを構築します。5G開発の過程では、クラウド＋AI＋セキュリティを基盤としたサポートシステムの開発と、エコシステムの構築を目指します。5Gの到来後、通信事業者間の競争はエコシステム間の競争となるため、当社独自の能力をカプセル化する必要があります。位置情報のカプセル化に加え、既存の大規模ネットワークリソースとクラウドリソースを活用して、システムとエコシステムを構築し、能力を開放したいと考えています。

以下では、上海電信のアプリケーション事例を紹介します。

ケース1：ネットワーク計画ネットワーク最適化屋内測位のビジネス応用では、3次元シミュレーション、オンライン反復、高精度予測、的を絞った建設投資、屋内測位によるユーザー位置の特定、ユーザーからの苦情への効率的な対応、屋内測位による仮想CQTテストの実施、コスト削減と効率向上、物品の位置特定、機器資産の正確な管理などを行います。

ケース2：医療用屋内測位のビジネス応用は、ロボットとビッグデータプラットフォームを接続する5Gの高帯域幅・低遅延のインテリジェントパイプラインに基づいています。クラウドプラットフォームのビッグデータ分析機能を通じて、データ収集・分析機能と学習機能を迅速に獲得し、多様なシナリオにおけるアプリケーションのニーズに対応できます。

ケース３：産業用屋内測位システムのビジネス応用例。大規模な製造組立工程においては、屋内測位システムを用いて部品や工具を管理することで、効率を大幅に向上させることができる。

ケース4：商用4G/Wi-Fi測位のビジネス応用例。例えば、屋内マップにロゴを表示することで、複雑なマップ上でユーザーが自分の位置を簡単に把握できるようになります。ユーザーはアプリケーションにコメントしたり共有したりすることができ、新製品通知やグループ購入通知などを端末に即座に送信することで、潜在顧客を発見・獲得できます。また、既存顧客を引き付けるための優遇戦略と、ユーザーのソーシャルサークル内のアプリケーションを活用した新規顧客開拓戦略を組み合わせることも可能です。

事例5：屋内測位のビジネス応用例として、人流モニタリングがあります。主な応用シナリオは4つあります。都市部における乗客流モニタリング：屋外データと組み合わせて、都市内の乗客流の分布と傾向をモニタリングし、旅行の提案を行います。駅構内における乗客流モニタリング：駅構内の乗客流状況をリアルタイムでモニタリングし、安全な乗客流制御のためのデータ参照を提供します。区間における乗客流モニタリング：駅間の乗客流を計測し、ライトストリップに列車の混雑レベルを表示します。精密な会計：各地下鉄路線の年間乗客流比率を計測し、利益分配の指針とします。

事例6：スマート地下鉄屋内測位のビジネス応用。10月31日、上海STO地下鉄グループと上海電信、CASCO、ファーウェイ、上海コムサービスなどのパートナーが共同で構築した「5G+スマート地下鉄プラットフォーム」が上海地下鉄徐涇東駅で正式に運用開始されました。高精細モバイルビデオ、高精細インターホン、カスタマーサービス担当者の位置情報など、5G高帯域幅ネットワークに基づくアプリケーションを活用し、地下鉄運営会社が大規模な乗客の流れに対する緊急計画を実行したり、中国国際輸入博覧会での大規模な乗客の流れの現場で乗客の流れの避難誘導などのサービスを実行したりすることを可能にします。このプラットフォームは、「3路線3駅」とCIIE会場の乗客の流れデータをリアルタイムで監視し、過去のデータに基づいて分析し、次の15分間の乗客の流れの状況を正確に予測します。これにより、指揮官は当日の作戦組織や作業計画をより効果的に判断し、必要に応じて乗客の流れに関する緊急管理計画を事前に開始することが可能になります。例えば、バスのルート変更を事前に乗客に通知するなどです。

ケース7：屋内Wi-Fi測位の公共安全分野におけるビジネス応用。監視対象フロアを選択することで、測位端末の位置情報情報をリアルタイムで監視できます。また、携帯電話と時間範囲を選択することで、携帯電話の位置移動履歴を再生できます。

北斗衛星測位システムと5Gの統合が、将来的に産業アプリケーションにさらなるメリットと収益成長の機会をもたらすことを期待しています！

本記事は「上海北斗航法イノベーション研究所」からの転載です。同研究所は知的財産権の保護を支持しています。転載の際は、出典と著者名を明記してください。著作権侵害がございましたら、ご連絡ください。削除いたします。