Castle on a Cloud

在上一篇文章中, 介紹了 iBeacon 的定位技術, 但是, 對於行動通訊商而言, 另一個更為可行的定位方案是Terrestrial Beacon System (TBS), TBS是一種模仿GPS的定位技術, 在R13的架構下, LTE正式宣布了對此技術的支持, http://www.nextnav.com/news/3gpp-release-13-specification-adds-support-metropolitan-beacon-system-mobile-systems 在介紹TBS之前, 我們先概述一下GPS的技術, GPS是一種基於接收時間的定位技術, 首先, 我們假設天空中有4個同步的GPS衛星, 不斷放出帶時間標記的訊號, 且我們根據星圖知道這4顆衛星的位置, 接收裝置就能夠簡單的根據接收到訊號的時間, 推斷距離這4個衛星的距離, 進而算出: 經度, 緯度, 高度, 時間, 這四個訊息, 完成定位結果的運算. 來自:  http://gpsworld.com/indoor-location-breaking-through/ 而TBS就可以視為一組在地面上的GPS衛星, 一樣發送帶有同步的時間訊號, 在空曠空間中, 可以增加GPS定位中的參考座標, 減少運算所需的能力, 降低接收訊號的雜訊, 進而提供更為準確的定位結果.

在幾年前, iBeacon大概是最流行的定位技術, 這個由Apple所提出的定位規範, 結合了低功率藍牙 (Bluetooth Low Energy, BLE) 作為定位參考點, 以廣播的方式, 讓相同有藍牙接收器的裝置 (如: 手機), 能夠得知自己的地理位置. iBeacon的節點提供不同的功率設置, 以及廣播週期設計, 前者是用以調整iBeacon的訊號接收範圍, 大致分成三個等級: 10公尺, 數公尺, 數公分, 當使用者裝置接收到iBeacon節點的訊號時, 利用藍牙通訊中的識別碼 (UUID) 來分辨接收的iBeacon節點, 至於廣播周期則是用以決定多久發送一次iBeacon的廣播, 此週期可以調整從100ms (0.1秒) 到數秒, 按照不同的設定, 一顆水銀電池最多可以提供1~3個月的使用時間, iBeacon情境圖, 來自:  http://www.digitalavmagazine.com/en/2015/01/15/ibeacon-tendencia-innovadora-en-la-organizacion-de-eventos-para-interactuar-con-el-usuario/

雖然NR的架構尚未決定, 但是對於定位的規範已經開始討論, 在3gpp文件 RP-161576 中, Intel負責整理了NR對定位的需求, 我們列點如下, 並取重要的內容說明: The NR should enable, and improve if suitable, state-of-art positioning techniques, such as RAN-embedded (Cell-Id, E-CellID, OTDOA, UTDOA, etc.) and RAN-external (GNSS, Bluetooth, WiFi, terrestrial beacons, sensors, etc). The NR positioning shall exploit high bandwidth, massive antenna systems, network architecture/ functionalities (e.g. heterogeneous networks, MBMS) and deployment of massive number of devices. * MBMS: Multimedia Broadcast/Mukicast Service Additional NR positioning requirements include: 1. Support for different accuracy levels, latency levels and device categories 2. Support [1m] horizontal and vertical accuracy in [90%] of occasions 3. Reduced network complexity 3. Reduced device cost 4. Reduced device power consumption 5. Efficient signalling over the air interface and in the network 6. Support for hybrid positioning methods 7. Scalability (support for large nu

5G NR, 雖然被稱為New Radio, 但是他其實需要一整套新的核心網路作為搭配, 在3gpp的標準中, 稱為NGC (Next-Generation Core), (順帶一提, LTE網路中的核心網路稱為ePC, evolved Packet Core) 考慮到5G的進展, 以及NR和LTE的整合, 3gpp在設計NR時, 特別重視NR和既有LTE網路的整合, 我們可以看到下圖, 即為3gpp所探討的範例: 來自於:   http://www.zte.com.cn/cndata/magazine/zte_technologies/2017/2017_6/magazine/201706/t20170620_464364.html 其中, 沒有畫出來的Option 1, 為NR和LTE各自獨立營運, 而在所有的Option中, 除了Option 3之外, 都是以NGC作為整合的核心網路, 換句話說, 撇除過渡期的設計, 5G的核心網路應該是以NGC為主,

一開始, 我們先回顧一下甚麼是LTE (Long Term Evolution), 相較之前的3G以CDMA以及語音為主的電信服務, 當初在制定LTE時, (在WiMax的壓力下), 把telecom推進了一個未知的領域, 在4G, 或是LTE的架構下, 語音不再是通訊服務的唯一角色, 反而是資料傳輸, 應用, 即時影像成了網路服務的主流, 為了提供這樣的服務, LTE把背後的核心網路做了大幅度的改變, 如果我們不看接取技術, (從CDMA到OFDMA), 其主要的變化反而在於IP取代了原本的電話號碼, 成為主要的辨識單元, 也因此, 原本roaming, 或是資料庫的設計, 也就不那麼符合需要, 當時LTE的制定者們於是揮刀一砍, 重新設計一個更為簡潔的核心網路, 並命名為Long Term Evolution, 也應該是希望這樣的核心網路, 可以沿用許久, 然而, 從2005年至今, 12年後的現在, 大家也開始提出下一世代的無線網路架構, 也就是, New Radio (NR), 必須先說明的, 至少在目前, NR和5G是兩個相關但是不一樣的概念, 至少在5G的初期, 會是一種異質且拼湊的網路接取, 合併多種網路一起提供服務, 包括既有的LTE-A, WiFi (如同之前提到的LAA或LWA), 當然也包括NR, 如下圖所示: 來自:  http://www.edn.com/5G/4458325/What-is-5G-NR-