室內定位(indoor location)某天可能會像是GPS地圖那樣被廣泛應用,為了實現那一天,有六家供應商認證了至少八款支援一種新型Wi-Fi定位(Wi-Fi Location) 服務的晶片;同時還有另一家公司發表了透過4G蜂巢式網路支援類似服務的新軟體。

兩種新技術的目標,都是提供超越目前藍牙、超寬頻(ultrawideband)信標(beacon)之替代解決方案;而無論是那一個技術陣營,都希望能實現一個預期規模會很大的市場──ABI Research估計,到2021年全球出貨5,000萬個藍牙信標,其中以零售業為主流市場;屆時整體即時定位服務與資產追蹤市場規模總計可達150億美元。

剛發表新解決方案的Wi-Fi聯盟(WFA)對市場前景更樂觀;該聯盟預期到2020年,行動定位服務(mobile location-based services)市場將達到350億美元的規模,而他們的Wi-Fi定位方案屆時可達到25億美元營收。

無論市場規模有多大、市場何時起飛,工程師們已經在努力前進;WFA認證了來自博通(Broadcom)、英特爾(Intel)、邁威爾(Marvell)、聯發科(Mediatek)、高通(Qualcomm)與瑞昱(Realtek)等六家廠商的所謂Wi-Fi定位晶片。

這種方案能以奈秒(nanosecond)等級的精確度量測訊號時間戳記(signal timestamps),以提供通常是在一公尺之內的定位資料,是利用IEEE 802.11-2016的精細時序量測(Fine Timing Measurement)通訊協議。

另一種Wi-Fi標準──802.11az──正在訂定中,據說能在幾年內提供公分等級的精確度;其目標是利用來自以新一代多天線系統接收之訊號的角度相關資訊。不過,適合用來打造晶片的標準草案,預計最快要到明年才會準備就緒。

20170224 location NT02P1

Wi-Fi定位採用與相同時脈同步的封包來回時間(round-trip time)戳記
(來源:WFA)

第一代Wi-Fi定位技術大概要到明年才會問世,目前並沒有採用更新版晶片的接取店或是智慧型手機出貨;行動作業系統也需要打造軟體,讓應用程式開發商能充分發揮其功能。

WFA行銷副總裁Kevin Robinson表示,長期來看,該種Wi-Fi方案應該能有助於讓室內定位服務更廣泛應用、也更廉價;而最終所有的新型接取點以及智慧型手機都會啟動定位功能,可實現更一致性的精確度,範圍也比需要專屬信標的藍牙與超寬頻方案更廣。

此外,Wi-Fi支援提供實際的地址以及其他資料,能有助於緊急救護等使用;而定位資料的保護也是使用目前應用於保護所有Wi-Fi資料的技術。這種Wi-Fi服務也有其侷限,其最佳定位結果要在系統能利用多個接取點的情境下才會出現;因此在家庭中等只有單一個接取點的地方,其精確度可能會降低。

規劃在下一代方案會出現的次米級(sub-meter)服務,可能一部分會依賴60Hz Wi-Fi的寬頻技術,或是工程師還在發明的新技術。在此同時,藍牙信標並沒有停滯不前──Google發起了一個以開放性通訊協議為基礎的計畫。

LTE也推定位服務

一家名為PoLTE的業者則表示,還有一種比Wi-Fi更棒的定位解決方案,該公司與英特爾共同撰寫的白皮書上指出,其精確度目前為2~6公尺;PoLTE將在年度世界行動通訊大會(MWC 2017)上展示其室內「LTE方位(position over LTE)」演算法,與使用GPS以及現有LTE硬體、安全技術的定位軟體。

PoLTE聲稱他們是利用雷達定位技術,將嵌入於LTE傳輸中的參考訊號資料轉為精確的位置資料;該公司表示,其專利演算法能提供比舊有解決方案高十倍的解析度/定位精確度。

在一份新聞稿中,PoLTE 執行長Russ Markhovsky表示:「行動網路營運商或企業不再需要嘗試拼接Wi-Fi、藍牙或GPS技術;」而該公司技術長John Dow表示,消費性裝置確實需要該公司的韌體,服務供應商需要運作以軟體為基礎的定位伺服器。

Dow表示:「我們預期將進行多個現場測試,包括與一線電信業者、LTE晶片領導製造商,全球手機與物聯網裝置製造商…等等,目標是在2018年達到一般可用性。」

他表示,Wi-Fi缺乏蜂巢式通訊的滲透率,而高滲透率能讓LTE定位具備更高的精確度,特別是對擁有自己小型基地台的大樓建築來說:「在一個辦公大樓進行的測試中,我們提供了95%時間內達到3公尺的精確度,以及68%時間內約1公尺精確度;該場所擁有建築物內的LTE網路提供之LTE覆蓋率。

20170224 location NT02P2

在PoLTE與Intel的測試中,LTE技術展現了2~6公尺的精確度
(來源:Intel、PoLTE)

Wi-Fi與LTE競逐定位服務市場,是兩種網路技術越演越烈之相互角力的案例之一;而室內定位的使用案例逐漸廣泛,也衍生了熟悉的隱私權爭議。舉例來說,一位工程師提及了讓實體店面使用精確的定位資料,就能取得更多有關於現場買家的行為資訊,就像是Amazon在線上商店所做的。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Wi-Fi, LTE Spar over Location,by Rick Merritt)