面向5G移動通信網的高精度定位技術探討

李娜娜

（河南牧業經濟學院，河南 鄭州 454000）

0 引 言

所謂高精度定位技術就是通過對RTK分差技術、基準站以及GNSS衛星等各種輔助手段進行應用，從而更加合理地應用5G移動通信技術，更好地完成定位服務。從目前發展情況來看，高精度定位技術已經在工業物流、農業生產、自動駕駛以及緊急援救等多個領域中都得到了廣泛應用，而且取得了較好的應用效果，可見該項技術具有不錯的應用前景。

1 5G移動通信高精度定位技術面臨的問題

現階段，以全球衛星導航系統為基礎的定位技術已經得到了廣泛應用，并且取得了不錯的應用效果。但是，從實際應用情況來看，在定位過程中受各種不同類型建筑物影響，衛星定位信號將會遭受到遮擋，導致室內定位精度存在問題，難以滿足人們對定位的高精度要求[1]。目前，室內定位采用的點定位技術，經常出現整體覆蓋范圍小和部署成本相對較高等多項問題，不利于對定位技術的應用。采取何種措施提高室內定位精度，實現室內定位與室外定位連續無縫覆蓋是現階段高精度定位需要解決的一項重點問題[2]。

2 4G定位技術重點內容概述

2.1 4G定位標準與關鍵技術

傳統移動定位信息技術通常采用的是定時提前量定位、上行時間差定位以及增強觀察時間定位等各項技術。在具體應用過程中，這些技術在室外定位方面取得的效果十分突出，但是受多項因素限制，無法滿足室內高精度定位需求，這也就對高精度定位技術應用造成了一定限制，難以達到人們的應用要求標準[3]。隨著科技的不斷發展，各大運營商都提高了對4G網絡室內定位精度內容的重視。該項內容主要體現在如下3個方面。

一是在共享PCI場景下，增加觀察時間差的一項先進技術。該技術可對不同場景內的具體節點加以識別，使定位精度能夠得到進一步提高，進而滿足應用需求。

二是以定位參考信號為基礎而來的一項信標技術。通過合理方式對該項技術進行合理應用，能夠使終端有效識別額外定位參考信號，最終達到高定位精度目的[4]。

三是定位參考信號與小區參考信號進行合理結合的一項高精度定位技術。通過對該項技術應用，能夠精準獲取到參考信號時間差測量值，進而完成對到達時間差（Time Difference of Arrival，TDOA）定位精度的有效改善，確保定位精準，滿足應用需求[5]。

2.2 4G定位技術存在的不足之處

從4G定位技術的具體應用情況來看，人們并未對同步技術內容進行深入研究，也未嚴格依據標準進行制定，這也就導致采用的定位技術仍然還停留在傳統通信方式上，難以滿足應用需求。因此，4G定位技術在實際應用時，在具體定位方面未得到顯著提升，無法滿足應用需求[6]。此外，采用的4G定位技術在架構層面缺少不同類型定位技術的合理結合，現階段采用的只是一種單一類型的定位技術，這也是4G定位技術在應用時存在的不足之處。

3 5G移動通信網精準定位技術概述

在對4G定位精技術標準與不足進行概述基礎上，對5G定位技術加以分析，提高定位精準性，進而使5G移動通信網能夠為人們提供更加高質量的服務，使人們生活和工作等各項內容都能夠變得更加便捷、高效。

3.1 5G定位關鍵技術

3.1.1 超密集組網定位

超密集組網在實際應用期間可以為5G定位提供合理的網絡支持，但從現階段發展情況來看，相關人員和工作部門還要加強對單射頻單元問題的研究。針對不同場景中的中遠端無線射頻單元，只可以復制基帶信息，并且對復制信息內容進行轉發，而終端無法判斷各項信息內容是從哪個無線射頻發射的，這一現象的存在會影響高精度定位[7]。因此，在不同場景中每個遠端無線射頻單元中都要分配一個獨立的PRSID，合理分辨基帶信號，進而實現精準定位。

3.1.2 TDOA與AOA定位

TDOA與AOA是目前室內定位技術中常用兩種基本技術，在實際應用過程中具有如下特點。第一，5G通信技術在應用時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采用大規模天線技術，具有更高分辨率的波束，也可以實現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是4G網絡運行過程中最基本的定位方式，并且上行定位曾一度被行業看好是解決室內定位的主要解決方案。上行利用終端合理發射定位信號，通過基站完成相應定位，保證定位的精準性；下行利用基站將定位信號發送出去，然后利用終端完成相應定位。在實際定位期間，對下行定位方法進行應用，合理應用5G網絡具有的大帶寬、低延遲以及密集組網等多項特點，通過對基站發射功率優勢的全面應用，擴大室內定位覆蓋范圍，大幅度降低了下行定位技術在應用時對于網絡密度的依賴程度，進而更好地完成定位[9]。

3.2 5G定位網絡結構分析

室內一體化定位服務是一項對技術要求很高的工作。要想實現一體化定位服務，在采用5G技術時，要提高定位精度，同時還要借助5G移動通信網絡與平臺的優勢，實現定位與通信功能一體化，更加精準地完成定位。本文將從一體化與技術融合兩個方面入手，完成對5G定位精度網絡結構具體情況的合理分析。

3.2.1 一體化網絡架構分析

整體網絡架構要以通信網絡作為基礎，可以同時實現通信與定位兩項功能，能夠為人們提供高質量服務。

（1）從目前我國通信行業整體發展情況來看，我國標準基站網絡在運行時無法實現高精度同步，而通過對一體化網絡的應用，可以使不同基站的高精度同步問題得到解決，從而完成精準定位。

（2）通過一體化網絡能夠將通信與定位兩者合理融合在一起，實現雙重功能，而且可以依據具體情況，針對這兩種功能網元進行合理設計，確保最終設計內容的合理性。

（3）一體化定位網元可以與基站實現共站，可以為后續各項工作順利開展提供了強有力的支持。

（4）在整個網絡中將采用的定位設備獨立出來，通過獨立形態提高5G網絡具體定位時覆蓋面積，滿足需求。

（5）通過對一體化網絡架構的合理應用，能夠完成對不同類型技術的全面融合，進而在考慮各項要求基礎上，建設出異構定位網絡，其主要包含的技術有內網、頻帶以及TBS等各種不同類型的定位技術，每一項技術都會對定位精準性造成一定影響，因此必須要保證采用每一項技術的合理性。

（6）一體化網絡中會應用到不同類型的定位技術，每一項技術都可以支持5G網接入，而且能夠在網絡終端完成融合定位。

3.2.2 異構融合技術網絡架構

異構融合定位系統在實際應用期間并非簡單的對各種定位網絡進行疊加處理，而且要將多不同定位技術進行智能融合，通過對綜合定位技術的應用，進而實現最優定位。智能異構融合定位技術架構具有如下特點。

（1）異構一體化融合定位架構。將異構一體化融合機制建立在架構層面，對多種有機融合機制進行合理應用，進而確保最終輸出定位結果的合理性。

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

（3）反饋式融合定位決策機制。融合定位架構主要包含了具體位置結果預估和預測，進而在此基礎上，擬合結果間的具體反饋決策機制，通過對預測、空間等智能分析方法進行應用，最大程度減少各種異常定位結果的出現，提升定位穩定性和可靠性。

4 以5G網絡為基礎的高精度定位解決方案

4.1 調研競品市場

高精度定位領域中，主要產品生產商有如下5家。

4.1.1 千尋位置

從2016年起提供商用服務，建設的基準站超過了2 500個，能夠為人們提供高質量定位服務。

4.1.2 星輿科技

2018年，海格通信旗下的公司分別在廣東、湖南等地區建設了超過100個基準站試點，后期又持續建設了基準站，基準站超過了3 000個，通過對這些基準站進行應用，實現全國定位。

4.1.3 中國電信

在全國范圍內不同地區建設了定位系統，這些定位系統在應用時定位精準度高，可以為5G用戶提供精度達到厘米級的定位服務。

4.1.4 中國聯通

中國聯通實際發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驗室”。同時，中國聯通也與中興通訊進行合作，向人們展示了各種高精度定位設備。將這些先進的高精度設備合理應用到5G中，能夠更加精準地完成定位，從而為人們提供高質量服務。

4.1.5 中國移動

中國移動高精準定位產品為人們提供了的毫米級別的靜態定位，而對于動態定位，精度可以達到厘米級別。目前，全國范圍內已經建設了大量基站，匯集了大量站址、機房以及傳輸等各項內容的邊際成本，這也就大幅度降低了建站和維護成本。

4.2 中移智行高精度定位產品

合理應用北斗衛星導航系統，進而向人們提供定位信息內容。通過適當整合中國移動建設5G基準站的各項資源，再合理應用核心云與數據技術等各項先進技術，建設一張全國網絡，形成一個能夠為人們提供高質量服務云平臺，滿足應用需求。中移智行高精度定位產品由3個部分構成，具體如下。

4.2.1 終端產品

終端產品主要包括專業用途高精度接收機和硬件定制性產品。通過對這些產品進行合理應用，能夠為人們提供定位硬件+服務、手持定位終端等信息，從而更好地完成定位。

4.2.2 高精準定位服務設施

高精度定位服務設施在應用時能夠在短期內為人們提供高精度服務。在進行定位時，客戶終端通過對互聯網的合理應用，對已經經過授權的CORS賬號進行應用，最終實現厘米級精準定位，為人們提供高質量服務，為日后各項工作開展提供更強有力支持。

4.2.3 高精度定位基礎設施

進行高精度定位基礎服務時，可以在具有高質量衛星條件基礎上，提高終端實時坐標信息的精度，使其能夠達到厘米級，該精準度完全可以滿足人們需求。

用戶對5G網絡進行合理應用，將起初位置坐標信息內容快速、精準地上傳到邊緣計算平臺上。完成信息上傳后，平臺通過對上傳的各項坐標信息及通過基準站上傳的差異碼進行合理應用，合理差分解算，進而獲取到高精準位置數據，再將信息反饋給客戶，完成服務。

邊緣計算平臺在運行期間對所有終端上報的位置信息進行接收，然后對各項信息內容進行計算，通過融合形成區域信息位示圖。通過對該示意圖進行應用，可以為我國智慧交通的運行提供信息，保證交通順暢，降低交通事故發生率，同時也可以為用戶提供大量數據服務。

5 結 論

近年來，隨著人們對5G移動通信技術研究的不斷深入，該項技術變得更加成熟，而且在許多行業中也得到了廣泛應用，并取得了較好的應用效果。但是，現代人們對室內外定位的精準性提出了更高要求，采用傳統定位技術顯然無法滿足應用需求，因此要加強相應內容的探討與分析。5G網絡自身具有超密集組網和延遲低等特點，為高精度定位技術的發展與應用提供了條件。從實際情況來看，建設一體化與異構融合定位網絡架構能夠實現高精度定位。