都会信标系统提高LTE室内定位准确度

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长期演进技术(LTE)存在一个“短期”问题。它在室内定位方面无法满足美国联邦通讯委员会(FCC)的2021法令要求——E911的位置准确度必须达到在164英尺范围内显示拨打紧急电话者的位置。

当处于户外环境时,LTE可以利用全球卫星定位系统(GPS)原子钟实现准确的三角校正定位;而当使用者在室内时,目前还没有理想的解决方案。

“NextNav为目前的GPS不足之处提供了补强方案。”NextNav生态系统开发副总裁Tom Wrappe表示,“透过GPS加上我们的都会信标系统(metro-beacon-system;MBS),让用户能始终如‘亲临现场’,利用户外、室内和垂直导航服务提供所在位置以及想去的楼层等资讯。”

GPS讯号一般在远离都市丛林以外之处****;然而,都会信标系统则为室内、户外以及建筑物之间提供一致的讯号覆盖

美国加州公司NextNav LLC宣称为此提供基于MBS的‘计时即服务’(Timing as a Service;TaaS)解决方案。此外,这家由Sirius XM Radio前主席Gary Parsons创办的NextNav*近还悄悄地斥资1亿美元,大力推动其MBS系统并渗透至**。与GPS不同的是,该MBS讯号可穿透厚墙,并提供低于10ns级的**讯号计时,使LTE技术更易于在室内进行(而不至于自动转换成3G讯号)。透过结合GPS与MBS的新晶片组合,未来就能让搭载MBS的智慧型手机实现室内定位导航,以及让5G讯号无所不在。

NextNav的长远目标在于让智慧型手机超实现超**的导航服务,而无论其所在位置。然而,为了实现这一目标,NextNav不仅必须在全球部署信标,同时还得说服智慧型手机制造商使用行动晶片供应商的GPS+MBS组合晶片,以取代传统的纯GPS晶片。如今,NextNav表示已经与所有主要的GPS晶片制造商签署合作了,将在其晶片中增添MBS功能——首先就从博通(Broadcom)开始。

宽间距的信标极易于覆盖全球范围。据NextNav表示,只需设置75座通讯塔即可覆盖旧金山湾区(Bay Area),并由所有的电信业者共用;相形之下,如果每一家手机业者分别 部署则需超过700座

目前,NextNav还面对着“先有鸡还是先有蛋”的因果问题。智慧型手机必须采用GPS+MBS组合晶片,但这一切还有待**网路顺利上线之后。据称NextNav已握有一项可解决这个“鸡与蛋”问题的秘密武器,那就是FCC对于E911紧急电话必须在2021年以前达到164英尺的准确度规定。根据NextNav,这项法规要求必须透过NextNav(或由计划抑价的电信业者分别部署)才能实现。因此,NextNav正与所有主要的电信营运商洽谈,考虑强制要求授权使用其网路的智慧型手机都必须使用新的GPS+MBS晶片,期望因此解决这个“鸡与蛋”的因果问题。

为了进行评估,NextNav已经将方案渗透至美国的许多地区了,尤其是旧金山湾区(约900平方英哩),它仅需使用75个MBS信标(相形之下,每一家LTE业者分别部署则需建置多达750座通讯塔)。透过MBS基地台(每一个都有各自的原子钟),这些测试信标不仅能让智慧型手机原型执行室内导航,同时将使LTE与5G可在室内作业。MBE不仅让宽间距的信标为都会或郊区的大型、微型或微微型(pico)基地台提供准确度达10nm的时间讯号,同时也解决了小型蜂巢式基地台的问题。甚至是在偏远地区,建置低成本的回程网路也将成为现实。

“Columbia Capitol是我们的支持者之一,该公司从1990年代开始购买被拍卖的行动定位频段。从那时起,他们已经买下其他的所有权以及在**的架构下进行整并,并由FCC取得授权,”Wrappe表示。“不仅如此,我们的MBS技术还通过FCC的Part 90认证,取得920-928 MHz(在免授权频段以上)的发射器授权,这表示我们能以*大30W的发射功率无线传送收费标签。”

由于每一座通讯塔中都有原子钟,NextNav的整体规划在于将其**的计时服务销售给所有主要的LTE电信业者(让用户能使用先进的LTE室内服务,免于在室内降级至3G讯号)、Wi-Fi路由器制造商、多输入多输出(MIMO)设备制造商、机器对机器(M2M)设备制造商、低功耗蓝牙、5G、甚至是**以及需要超**计时讯号的地面对卫星通讯等。一旦嵌入其晶片后,无论置身室内或户外,都能在全世界实现准确的导航服务。

由于每信标30W的独特Part 90授权,NextNav需要的信标比竞争者更少。事实上,根据Wrappe表示,其地面发射器可传送低于10ns准确度的讯号,并能在郊区信标间距远达6.2英哩或*密集的城市环境中约0.3英哩间距时,在3个信标之间实现三角校正定位。而至于农村中建置的Pico蜂巢式基地台,则只需要接收单个信标的讯号,即可取得所需的原子钟准确度。

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