李娜娜

（河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南 鄭州 454000）

0 引 言

所謂高精度定位技術(shù)就是通過對RTK分差技術(shù)、基準(zhǔn)站以及GNSS衛(wèi)星等各種輔助手段進(jìn)行應(yīng)用，從而更加合理地應(yīng)用5G移動通信技術(shù)，更好地完成定位服務(wù)。從目前發(fā)展情況來看，高精度定位技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)物流、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、自動駕駛以及緊急援救等多個(gè)領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用，而且取得了較好的應(yīng)用效果，可見該項(xiàng)技術(shù)具有不錯(cuò)的應(yīng)用前景。

1 5G移動通信高精度定位技術(shù)面臨的問題

現(xiàn)階段，以全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為基礎(chǔ)的定位技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并且取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。但是，從實(shí)際應(yīng)用情況來看，在定位過程中受各種不同類型建筑物影響，衛(wèi)星定位信號將會遭受到遮擋，導(dǎo)致室內(nèi)定位精度存在問題，難以滿足人們對定位的高精度要求[1]。目前，室內(nèi)定位采用的點(diǎn)定位技術(shù)，經(jīng)常出現(xiàn)整體覆蓋范圍小和部署成本相對較高等多項(xiàng)問題，不利于對定位技術(shù)的應(yīng)用。采取何種措施提高室內(nèi)定位精度，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位與室外定位連續(xù)無縫覆蓋是現(xiàn)階段高精度定位需要解決的一項(xiàng)重點(diǎn)問題[2]。

2 4G定位技術(shù)重點(diǎn)內(nèi)容概述

2.1 4G定位標(biāo)準(zhǔn)與關(guān)鍵技術(shù)

傳統(tǒng)移動定位信息技術(shù)通常采用的是定時(shí)提前量定位、上行時(shí)間差定位以及增強(qiáng)觀察時(shí)間定位等各項(xiàng)技術(shù)。在具體應(yīng)用過程中，這些技術(shù)在室外定位方面取得的效果十分突出，但是受多項(xiàng)因素限制，無法滿足室內(nèi)高精度定位需求，這也就對高精度定位技術(shù)應(yīng)用造成了一定限制，難以達(dá)到人們的應(yīng)用要求標(biāo)準(zhǔn)[3]。隨著科技的不斷發(fā)展，各大運(yùn)營商都提高了對4G網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位精度內(nèi)容的重視。該項(xiàng)內(nèi)容主要體現(xiàn)在如下3個(gè)方面。

一是在共享PCI場景下，增加觀察時(shí)間差的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。該技術(shù)可對不同場景內(nèi)的具體節(jié)點(diǎn)加以識別，使定位精度能夠得到進(jìn)一步提高，進(jìn)而滿足應(yīng)用需求。

二是以定位參考信號為基礎(chǔ)而來的一項(xiàng)信標(biāo)技術(shù)。通過合理方式對該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，能夠使終端有效識別額外定位參考信號，最終達(dá)到高定位精度目的[4]。

三是定位參考信號與小區(qū)參考信號進(jìn)行合理結(jié)合的一項(xiàng)高精度定位技術(shù)。通過對該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用，能夠精準(zhǔn)獲取到參考信號時(shí)間差測量值，進(jìn)而完成對到達(dá)時(shí)間差（Time Difference of Arrival，TDOA）定位精度的有效改善，確保定位精準(zhǔn)，滿足應(yīng)用需求[5]。

2.2 4G定位技術(shù)存在的不足之處

從4G定位技術(shù)的具體應(yīng)用情況來看，人們并未對同步技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行深入研究，也未嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定，這也就導(dǎo)致采用的定位技術(shù)仍然還停留在傳統(tǒng)通信方式上，難以滿足應(yīng)用需求。因此，4G定位技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，在具體定位方面未得到顯著提升，無法滿足應(yīng)用需求[6]。此外，采用的4G定位技術(shù)在架構(gòu)層面缺少不同類型定位技術(shù)的合理結(jié)合，現(xiàn)階段采用的只是一種單一類型的定位技術(shù)，這也是4G定位技術(shù)在應(yīng)用時(shí)存在的不足之處。

3 5G移動通信網(wǎng)精準(zhǔn)定位技術(shù)概述

在對4G定位精技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與不足進(jìn)行概述基礎(chǔ)上，對5G定位技術(shù)加以分析，提高定位精準(zhǔn)性，進(jìn)而使5G移動通信網(wǎng)能夠?yàn)槿藗兲峁└痈哔|(zhì)量的服務(wù)，使人們生活和工作等各項(xiàng)內(nèi)容都能夠變得更加便捷、高效。

3.1 5G定位關(guān)鍵技術(shù)

3.1.1 超密集組網(wǎng)定位

超密集組網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用期間可以為5G定位提供合理的網(wǎng)絡(luò)支持，但從現(xiàn)階段發(fā)展情況來看，相關(guān)人員和工作部門還要加強(qiáng)對單射頻單元問題的研究。針對不同場景中的中遠(yuǎn)端無線射頻單元，只可以復(fù)制基帶信息，并且對復(fù)制信息內(nèi)容進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，而終端無法判斷各項(xiàng)信息內(nèi)容是從哪個(gè)無線射頻發(fā)射的，這一現(xiàn)象的存在會影響高精度定位[7]。因此，在不同場景中每個(gè)遠(yuǎn)端無線射頻單元中都要分配一個(gè)獨(dú)立的PRSID，合理分辨基帶信號，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

3.1.2 TDOA與AOA定位

TDOA與AOA是目前室內(nèi)定位技術(shù)中常用兩種基本技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用過程中具有如下特點(diǎn)。第一，5G通信技術(shù)在應(yīng)用時(shí)采用的是毫米或高頻通信波，具有一定的指向性，能夠滿足人們對于高精度定位的需求。第二，5G采用大規(guī)模天線技術(shù)，具有更高分辨率的波束，也可以實(shí)現(xiàn)更高精度的測距和測角特性[8]。

3.1.3 上行與下行定位

上行與下行定位技術(shù)是4G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中最基本的定位方式，并且上行定位曾一度被行業(yè)看好是解決室內(nèi)定位的主要解決方案。上行利用終端合理發(fā)射定位信號，通過基站完成相應(yīng)定位，保證定位的精準(zhǔn)性；下行利用基站將定位信號發(fā)送出去，然后利用終端完成相應(yīng)定位。在實(shí)際定位期間，對下行定位方法進(jìn)行應(yīng)用，合理應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)具有的大帶寬、低延遲以及密集組網(wǎng)等多項(xiàng)特點(diǎn)，通過對基站發(fā)射功率優(yōu)勢的全面應(yīng)用，擴(kuò)大室內(nèi)定位覆蓋范圍，大幅度降低了下行定位技術(shù)在應(yīng)用時(shí)對于網(wǎng)絡(luò)密度的依賴程度，進(jìn)而更好地完成定位[9]。

3.2 5G定位網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析

室內(nèi)一體化定位服務(wù)是一項(xiàng)對技術(shù)要求很高的工作。要想實(shí)現(xiàn)一體化定位服務(wù)，在采用5G技術(shù)時(shí)，要提高定位精度，同時(shí)還要借助5G移動通信網(wǎng)絡(luò)與平臺的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)定位與通信功能一體化，更加精準(zhǔn)地完成定位。本文將從一體化與技術(shù)融合兩個(gè)方面入手，完成對5G定位精度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具體情況的合理分析。

3.2.1 一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析

整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)要以通信網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)通信與定位兩項(xiàng)功能，能夠?yàn)槿藗兲峁└哔|(zhì)量服務(wù)。

（1）從目前我國通信行業(yè)整體發(fā)展情況來看，我國標(biāo)準(zhǔn)基站網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行時(shí)無法實(shí)現(xiàn)高精度同步，而通過對一體化網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，可以使不同基站的高精度同步問題得到解決，從而完成精準(zhǔn)定位。

（2）通過一體化網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⑼ㄐ排c定位兩者合理融合在一起，實(shí)現(xiàn)雙重功能，而且可以依據(jù)具體情況，針對這兩種功能網(wǎng)元進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，確保最終設(shè)計(jì)內(nèi)容的合理性。

（3）一體化定位網(wǎng)元可以與基站實(shí)現(xiàn)共站，可以為后續(xù)各項(xiàng)工作順利開展提供了強(qiáng)有力的支持。

（4）在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中將采用的定位設(shè)備獨(dú)立出來，通過獨(dú)立形態(tài)提高5G網(wǎng)絡(luò)具體定位時(shí)覆蓋面積，滿足需求。

（5）通過對一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的合理應(yīng)用，能夠完成對不同類型技術(shù)的全面融合，進(jìn)而在考慮各項(xiàng)要求基礎(chǔ)上，建設(shè)出異構(gòu)定位網(wǎng)絡(luò)，其主要包含的技術(shù)有內(nèi)網(wǎng)、頻帶以及TBS等各種不同類型的定位技術(shù)，每一項(xiàng)技術(shù)都會對定位精準(zhǔn)性造成一定影響，因此必須要保證采用每一項(xiàng)技術(shù)的合理性。

（6）一體化網(wǎng)絡(luò)中會應(yīng)用到不同類型的定位技術(shù)，每一項(xiàng)技術(shù)都可以支持5G網(wǎng)接入，而且能夠在網(wǎng)絡(luò)終端完成融合定位。

3.2.2 異構(gòu)融合技術(shù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

異構(gòu)融合定位系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用期間并非簡單的對各種定位網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行疊加處理，而且要將多不同定位技術(shù)進(jìn)行智能融合，通過對綜合定位技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)定位。智能異構(gòu)融合定位技術(shù)架構(gòu)具有如下特點(diǎn)。

（1）異構(gòu)一體化融合定位架構(gòu)。將異構(gòu)一體化融合機(jī)制建立在架構(gòu)層面，對多種有機(jī)融合機(jī)制進(jìn)行合理應(yīng)用，進(jìn)而確保最終輸出定位結(jié)果的合理性。

（2）多層次融合。將多種支持室外定位技術(shù)以及補(bǔ)充定位技術(shù)進(jìn)行合理融合。針對采用的不同定位技術(shù)，在融合上要支持基本定位技術(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)而確保多層融合的合理性。

（3）反饋式融合定位決策機(jī)制。融合定位架構(gòu)主要包含了具體位置結(jié)果預(yù)估和預(yù)測，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上，擬合結(jié)果間的具體反饋決策機(jī)制，通過對預(yù)測、空間等智能分析方法進(jìn)行應(yīng)用，最大程度減少各種異常定位結(jié)果的出現(xiàn)，提升定位穩(wěn)定性和可靠性。

4 以5G網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的高精度定位解決方案

4.1 調(diào)研競品市場

高精度定位領(lǐng)域中，主要產(chǎn)品生產(chǎn)商有如下5家。

4.1.1 千尋位置

從2016年起提供商用服務(wù)，建設(shè)的基準(zhǔn)站超過了2 500個(gè)，能夠?yàn)槿藗兲峁└哔|(zhì)量定位服務(wù)。

4.1.2 星輿科技

2018年，海格通信旗下的公司分別在廣東、湖南等地區(qū)建設(shè)了超過100個(gè)基準(zhǔn)站試點(diǎn)，后期又持續(xù)建設(shè)了基準(zhǔn)站，基準(zhǔn)站超過了3 000個(gè)，通過對這些基準(zhǔn)站進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全國定位。

4.1.3 中國電信

在全國范圍內(nèi)不同地區(qū)建設(shè)了定位系統(tǒng)，這些定位系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)定位精準(zhǔn)度高，可以為5G用戶提供精度達(dá)到厘米級的定位服務(wù)。

4.1.4 中國聯(lián)通

中國聯(lián)通實(shí)際發(fā)展期間與華大北斗相互合作，成立了“5G+北斗高精度定位開放實(shí)驗(yàn)室”。同時(shí)，中國聯(lián)通也與中興通訊進(jìn)行合作，向人們展示了各種高精度定位設(shè)備。將這些先進(jìn)的高精度設(shè)備合理應(yīng)用到5G中，能夠更加精準(zhǔn)地完成定位，從而為人們提供高質(zhì)量服務(wù)。

4.1.5 中國移動

中國移動高精準(zhǔn)定位產(chǎn)品為人們提供了的毫米級別的靜態(tài)定位，而對于動態(tài)定位，精度可以達(dá)到厘米級別。目前，全國范圍內(nèi)已經(jīng)建設(shè)了大量基站，匯集了大量站址、機(jī)房以及傳輸?shù)雀黜?xiàng)內(nèi)容的邊際成本，這也就大幅度降低了建站和維護(hù)成本。

4.2 中移智行高精度定位產(chǎn)品

合理應(yīng)用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，進(jìn)而向人們提供定位信息內(nèi)容。通過適當(dāng)整合中國移動建設(shè)5G基準(zhǔn)站的各項(xiàng)資源，再合理應(yīng)用核心云與數(shù)據(jù)技術(shù)等各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，建設(shè)一張全國網(wǎng)絡(luò)，形成一個(gè)能夠?yàn)槿藗兲峁└哔|(zhì)量服務(wù)云平臺，滿足應(yīng)用需求。中移智行高精度定位產(chǎn)品由3個(gè)部分構(gòu)成，具體如下。

4.2.1 終端產(chǎn)品

終端產(chǎn)品主要包括專業(yè)用途高精度接收機(jī)和硬件定制性產(chǎn)品。通過對這些產(chǎn)品進(jìn)行合理應(yīng)用，能夠?yàn)槿藗兲峁┒ㄎ挥布?服務(wù)、手持定位終端等信息，從而更好地完成定位。

4.2.2 高精準(zhǔn)定位服務(wù)設(shè)施

高精度定位服務(wù)設(shè)施在應(yīng)用時(shí)能夠在短期內(nèi)為人們提供高精度服務(wù)。在進(jìn)行定位時(shí)，客戶終端通過對互聯(lián)網(wǎng)的合理應(yīng)用，對已經(jīng)經(jīng)過授權(quán)的CORS賬號進(jìn)行應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)厘米級精準(zhǔn)定位，為人們提供高質(zhì)量服務(wù)，為日后各項(xiàng)工作開展提供更強(qiáng)有力支持。

4.2.3 高精度定位基礎(chǔ)設(shè)施

進(jìn)行高精度定位基礎(chǔ)服務(wù)時(shí)，可以在具有高質(zhì)量衛(wèi)星條件基礎(chǔ)上，提高終端實(shí)時(shí)坐標(biāo)信息的精度，使其能夠達(dá)到厘米級，該精準(zhǔn)度完全可以滿足人們需求。

用戶對5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理應(yīng)用，將起初位置坐標(biāo)信息內(nèi)容快速、精準(zhǔn)地上傳到邊緣計(jì)算平臺上。完成信息上傳后，平臺通過對上傳的各項(xiàng)坐標(biāo)信息及通過基準(zhǔn)站上傳的差異碼進(jìn)行合理應(yīng)用，合理差分解算，進(jìn)而獲取到高精準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)，再將信息反饋給客戶，完成服務(wù)。

邊緣計(jì)算平臺在運(yùn)行期間對所有終端上報(bào)的位置信息進(jìn)行接收，然后對各項(xiàng)信息內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算，通過融合形成區(qū)域信息位示圖。通過對該示意圖進(jìn)行應(yīng)用，可以為我國智慧交通的運(yùn)行提供信息，保證交通順暢，降低交通事故發(fā)生率，同時(shí)也可以為用戶提供大量數(shù)據(jù)服務(wù)。

5 結(jié) 論

近年來，隨著人們對5G移動通信技術(shù)研究的不斷深入，該項(xiàng)技術(shù)變得更加成熟，而且在許多行業(yè)中也得到了廣泛應(yīng)用，并取得了較好的應(yīng)用效果。但是，現(xiàn)代人們對室內(nèi)外定位的精準(zhǔn)性提出了更高要求，采用傳統(tǒng)定位技術(shù)顯然無法滿足應(yīng)用需求，因此要加強(qiáng)相應(yīng)內(nèi)容的探討與分析。5G網(wǎng)絡(luò)自身具有超密集組網(wǎng)和延遲低等特點(diǎn)，為高精度定位技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用提供了條件。從實(shí)際情況來看，建設(shè)一體化與異構(gòu)融合定位網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度定位。