北斗在電信領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展思考

金 耀 張 賀 史正思 張晶晶 趙 良

1 中國聯(lián)通研究院 北京 100048

2 中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司 北京 100033

引言

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(簡稱北斗系統(tǒng))是為滿足國家安全和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要而自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，國家和相關(guān)部委出臺相關(guān)政策，要求加快北斗和5G網(wǎng)絡(luò)的融合創(chuàng)新和應(yīng)用推廣。電信行業(yè)響應(yīng)國家號召，研發(fā)北斗+5G融合創(chuàng)新產(chǎn)品，推廣北斗在電信領(lǐng)域的應(yīng)用落地。目前，北斗已廣泛地應(yīng)用于通信領(lǐng)域，提升運(yùn)營商高精度定位服務(wù)能力，為通信網(wǎng)提供高精度授時(shí)和應(yīng)急通信等服務(wù)，支撐通信網(wǎng)的安全高效運(yùn)行。北斗和通信網(wǎng)絡(luò)的深度融合，將構(gòu)建天地一體化的PNTC服務(wù)能力，提升PNTC服務(wù)的覆蓋范圍、精度、可靠性和安全性，實(shí)現(xiàn)我國對時(shí)空信息資源及通信安全的自主掌控。

隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)已不能滿足用戶需求，電信運(yùn)營商需要通過技術(shù)和業(yè)務(wù)創(chuàng)新來提升服務(wù)質(zhì)量，增強(qiáng)市場競爭力，而北斗和5G的融合應(yīng)用為電信運(yùn)營商提供了產(chǎn)品創(chuàng)新點(diǎn)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)切入點(diǎn)。此外，北斗+5G高精度融合定位，有助于電信行業(yè)開拓基于高精度時(shí)空基準(zhǔn)的信息化業(yè)務(wù)，延伸信息通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈，提高電信企業(yè)的科技創(chuàng)新和市場競爭力。

關(guān)于北斗在電信領(lǐng)域的應(yīng)用研究，已有學(xué)者做過相關(guān)研究，如北斗與5G融合定位[1-3]，北斗授時(shí)應(yīng)用于通信網(wǎng)的時(shí)間同步[4-5]，及通信導(dǎo)航融合[6-7]等。這些研究主要聚焦于北斗單個(gè)功能在電信的研究應(yīng)用，而北斗在電信領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展的綜合性研究工作較少，江華(2016)雖提出了北斗在移動通信中的多種應(yīng)用[8]，但隨著技術(shù)的發(fā)展和演進(jìn)，北斗在電信領(lǐng)域的研究與應(yīng)用有了新的變化和發(fā)展。因此，本文將系統(tǒng)性地研究北斗在電信領(lǐng)域的研究進(jìn)展、應(yīng)用場景、存在問題及發(fā)展思考，為持續(xù)推進(jìn)北斗在電信領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展提供借鑒。

1 北斗在電信領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀

電信行業(yè)響應(yīng)國家北斗產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略，圍繞北斗+5G開展了一系列的技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用探索，在北斗+5G融合創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)、北斗地基增強(qiáng)設(shè)施建設(shè)及北斗標(biāo)準(zhǔn)化研究方面做了大量研究和探索工作。這些工作在推動北斗+5G融合創(chuàng)新與推廣應(yīng)用方面發(fā)揮了重要作用，相關(guān)進(jìn)展情況如下。

1.1 產(chǎn)品研發(fā)及應(yīng)用情況

在5G商用后，國內(nèi)學(xué)者探討了北斗+5G的融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展，電信企業(yè)也圍繞“北斗+5G”開發(fā)了一些列融合產(chǎn)品研發(fā)。中國聯(lián)通與合作伙伴聯(lián)合研發(fā)了面向5G+北斗的1588v2時(shí)頻同步芯片，發(fā)布了“5G+北斗”時(shí)空服平臺，平臺融合了北斗定位、超寬帶定位等高精度定位技術(shù)，構(gòu)筑“5G+北斗”時(shí)空能力基座。中國移動研發(fā)了OnePoint“北斗+5G”高精度定位產(chǎn)品及通導(dǎo)一體化模組和終端產(chǎn)品[9]，發(fā)布了“北斗三號短報(bào)文公眾服務(wù)——星地融合技術(shù)方案”，提供面向大眾和行業(yè)的短報(bào)文+短消息一號雙網(wǎng)融合通信服務(wù)。華為發(fā)布了支持北斗短報(bào)文通信服務(wù)的手機(jī)，在無地面網(wǎng)絡(luò)的情況下，該手機(jī)通過北斗短報(bào)文服務(wù)發(fā)送短消息。

為了推廣北斗應(yīng)用的落地，電信運(yùn)營商依據(jù)服務(wù)場景，提出了“北斗+5G”融合應(yīng)用行業(yè)解決方案，為各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供時(shí)空和信息技術(shù)支撐。中國聯(lián)通針對智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及交通物流等6個(gè)行業(yè)推出了5G+北斗應(yīng)用解決方案；中國移動發(fā)布了包括智能駕駛、智慧港口和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等10個(gè)行業(yè)的解決方案；中國電信在能源和鐵路行業(yè)探索5G+北斗的應(yīng)用落地。

隨著電信運(yùn)營商在北斗+5G融合領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用推廣，北斗+5G融合應(yīng)用已經(jīng)在多個(gè)行業(yè)中落地。例如，在智慧港口領(lǐng)域，中國聯(lián)通基于5G+北斗融合技術(shù)，聯(lián)合黃驊港研發(fā)了集軟硬件為一體的5G+北斗高精度位姿測量自動化裝船控制系統(tǒng)，解決了復(fù)雜海況下的定位定姿等技術(shù)難題，并通過5G專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)本地化處理，實(shí)現(xiàn)了“船岸協(xié)同”自動化煤料裝載。船基自動化裝船方案如圖1所示。

圖1 船基自動化裝船方案示意圖

1.2 “北斗+5G”基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

電信運(yùn)營商投資北斗基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)北斗連續(xù)運(yùn)行參考站(Continuously Operating Reference Stations，CORS)，降低了建站成本，提升了運(yùn)營商高精度定位服務(wù)能力。中國聯(lián)通基于5G基站建設(shè)北斗CORS站，實(shí)現(xiàn)了水平定位精度優(yōu)于3cm，垂直定位精度優(yōu)于5cm；中國移動在全國建設(shè)了4 000多個(gè)CORS站，打造北斗+5G 融合定位網(wǎng)[9]；中國電信投資高精定位服務(wù)公司在全國建設(shè)CORS站。電信運(yùn)營商參與北斗CORS站的建設(shè)，促進(jìn)了北斗+5G應(yīng)用的落地。

國內(nèi)電信運(yùn)營商也開展了通信網(wǎng)北斗授時(shí)改造工作，截至2022年四季度，全國約有近330萬座4G和5G基站采用了北斗授時(shí)，其中5G基站北斗授時(shí)數(shù)量超過160萬座，在全國5G基站中占比超過70%[10]。中國聯(lián)通同步網(wǎng)采用“天面主用、地面鏈路備用”的原則將北斗授時(shí)應(yīng)用到通信網(wǎng)時(shí)間同步中，天面采用北斗/GPS雙模接收為時(shí)間源，地面采用IEEE 1588v2協(xié)議基于網(wǎng)絡(luò)傳遞地面參考時(shí)間基準(zhǔn)源，其時(shí)間同步結(jié)構(gòu)如圖2所示[11]。

圖2 中國聯(lián)通時(shí)間同步結(jié)構(gòu)總體示意圖

1.3 北斗在電信領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定

中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(CCSA)設(shè)立了“導(dǎo)航和位置服務(wù)特設(shè)任務(wù)組ST9”，開展與電信行業(yè)相關(guān)的位置服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化研究，推進(jìn)北斗在通信領(lǐng)域的應(yīng)用研究，并跟蹤和組織參與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的相關(guān)工作。中國信通院聯(lián)合國內(nèi)通信企業(yè)共同推進(jìn)推動了北斗三號B1C新信號進(jìn)入3GPP標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)了在移動通信輔助衛(wèi)星定位方法中引入北斗信號[12]。

CCSA組織開展了5G+北斗通導(dǎo)融合等一系列課題研究及標(biāo)準(zhǔn)制定工作，發(fā)布了《5G同步組網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)白皮書》，提出基于衛(wèi)星授時(shí)與地面鏈路天地互備的思路。電信企業(yè)也積極開展企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究，例如中國聯(lián)通制定了《中國聯(lián)通定位系統(tǒng)技術(shù)體制》等多項(xiàng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還發(fā)布了《中國聯(lián)通高精度時(shí)間同步及定位技術(shù)應(yīng)用白皮書》。

這些工作推進(jìn)了北斗在電信行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，但是當(dāng)前北斗在電信領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)工作還有待提升；此外目前的標(biāo)準(zhǔn)化工作主要側(cè)重于北斗定位方面，在北斗授時(shí)和短報(bào)文方面的標(biāo)準(zhǔn)化工作有待加強(qiáng)。

2 北斗在電信領(lǐng)域中的應(yīng)用場景研究

2020年，北斗三號系統(tǒng)完成全球組網(wǎng)，向用戶提供定位導(dǎo)航、授時(shí)、國際搜救和短報(bào)文通信服務(wù)。北斗全球定位精度優(yōu)于9m，垂直定位精度優(yōu)于10m，授時(shí)精度優(yōu)于20ns，通過北斗定位地基增強(qiáng)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)定位精度可達(dá)厘米級。北斗與5G技術(shù)深度融合，催生了“北斗+5G”時(shí)空信息新業(yè)態(tài)，為我國的數(shù)字化轉(zhuǎn)型及智慧城市建設(shè)提供了精準(zhǔn)的時(shí)空底座。北斗在電信領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在三方面：一是北斗+5G構(gòu)建泛在高精度定位；二是北斗授時(shí)保障通信網(wǎng)時(shí)間同步；三是北斗短報(bào)文為應(yīng)急通信服務(wù)提供重要保障。

2.1 北斗+5G構(gòu)建泛在高精度定位服務(wù)

電信運(yùn)營商在2G時(shí)期就提供手機(jī)定位服務(wù)，但是基于通信基站的定位精度較低，精度只有數(shù)十米到數(shù)百米。隨著通信技術(shù)的演進(jìn)，移動通信的定位精度也逐步提升，3GPP在R17中將5G定位的目標(biāo)精度設(shè)置為優(yōu)于1m[13]，但目前5G定位還未能大范圍商用。隨著自動駕駛、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)場景對高精度定位需求越來越多，傳統(tǒng)的移動通信定位技術(shù)難以滿足用戶需求。

北斗定位是普適的高精度定位技術(shù)，通過后差分定位精度可達(dá)毫米級，但在衛(wèi)星信號遮擋區(qū)北斗定位存在短板，5G亞米級的高精度定位可以彌補(bǔ)北斗定位的不足。北斗+5G融合定位可以構(gòu)建室內(nèi)外一體化高精度服務(wù)，可滿足用戶在不同場景下對高精度定位的需求，如圖3所示，在室外開闊區(qū)域，終端1以北斗定位為主，5G定位為輔；在室外衛(wèi)星信號被遮擋區(qū)域，終端2采用北斗+5G融合定位的策略，也可使用5G獨(dú)立定位；在室內(nèi)，終端3采用5G定位或5G與偽衛(wèi)星、超寬帶等技術(shù)融合定位[3]。北斗+5G構(gòu)建室內(nèi)外高精度定位服務(wù)，提升了電信運(yùn)營商的定位服務(wù)能力，便于運(yùn)營商開展基于高精度定位服務(wù)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)。

圖3 北斗+5G融合定位示意圖[3]

此外，北斗高精度定位可提升運(yùn)營商對網(wǎng)絡(luò)的精細(xì)化管理和運(yùn)營能力。北斗高精度定位應(yīng)用于通信基站，有助于優(yōu)化基站布局、網(wǎng)絡(luò)覆蓋和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。高精度的終端位置信息還能夠輔助通信系統(tǒng)提升天線波束管理的準(zhǔn)確性，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率等[14]。5G網(wǎng)絡(luò)的高精度定位方法依賴于已知基站準(zhǔn)確的位置信息，北斗高精度定位讓通信基站的位置信息更加準(zhǔn)確，提升了5G定位的精度。

2.2 北斗授時(shí)提升同步網(wǎng)安全

同步網(wǎng)是電信網(wǎng)的重要基礎(chǔ)支撐網(wǎng)之一，為電信網(wǎng)內(nèi)所有電信設(shè)備提供同步控制信號，使電信設(shè)備工作在共同的時(shí)間基準(zhǔn)上。5G高精度時(shí)間同步需求主要體現(xiàn)在基本業(yè)務(wù)、協(xié)同增強(qiáng)及部分新業(yè)務(wù)上，基本業(yè)務(wù)時(shí)間同步要求為3μs[15]，協(xié)同業(yè)務(wù)時(shí)間同步要求為100ns量級[16]，5G支撐的新業(yè)務(wù)提出了更高要求的時(shí)間同步精度，例如5G高精度定位業(yè)務(wù)要求基站間的時(shí)間同步精度達(dá)到10ns量級，甚至更高[17]。全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System, GPS)授時(shí)是通信網(wǎng)重要的時(shí)間源，但GPS授時(shí)存在一定的安全隱患，影響國家通信網(wǎng)安全和網(wǎng)絡(luò)通信能力[18]。

北斗授時(shí)精度滿足通信網(wǎng)的時(shí)間同步要求，且安全可控，目前已廣泛應(yīng)用到我國通信同步網(wǎng)中。當(dāng)前在通信同步網(wǎng)中引入北斗授時(shí)有2種方式：一是基站通過天面北斗衛(wèi)星獲取北斗授時(shí)；二是基于IEEE 1588v2協(xié)議，通過地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)傳遞北斗地面時(shí)間源。如圖4所示，圖中3個(gè)站點(diǎn)都可以通過IEEE 1588v2協(xié)議傳遞北斗時(shí)間，站點(diǎn)3還可以直接獲取北斗授時(shí)。僅依靠天基北斗衛(wèi)星授時(shí)存在一定風(fēng)險(xiǎn)，北斗+IEEE 1588v2時(shí)間同步方案可以構(gòu)建天地互備的授時(shí)方式，提升時(shí)間同步網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。

圖4 北斗+IEEE 1588v2時(shí)間同步示意圖

通過天面北斗衛(wèi)星獲取北斗授時(shí)，時(shí)間傳輸鏈路短，時(shí)間同步精度高，可以滿足未來5G協(xié)同業(yè)務(wù)對高精度時(shí)間同步的要求；但部署北斗接收機(jī)天饋線難度較大，且成本較高。基于IEEE 1588v2協(xié)議通過地面鏈路傳輸時(shí)間，存在時(shí)間同步精度降低的問題，且需要運(yùn)營商對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行改造。因此，建議5G基站時(shí)間同步方案采用天面北斗授時(shí)為主用同步參考基準(zhǔn)，同時(shí)采用IEEE 1588v2協(xié)議通過逐點(diǎn)傳遞方式從本地時(shí)間服務(wù)器設(shè)備獲取同步參考基準(zhǔn)作為備用參考基準(zhǔn)，也可依據(jù)業(yè)務(wù)需求在局部部署低成本小型化時(shí)間服務(wù)器，滿足對高精度時(shí)間同步業(yè)務(wù)的支持[5]。

2.3 北斗短報(bào)文保障應(yīng)急通信服務(wù)

我國地面通信網(wǎng)絡(luò)雖然很成熟，但在沙漠、草原及海洋等地區(qū)沒有覆蓋地面通信服務(wù)。北斗短報(bào)文是北斗系統(tǒng)的特色服務(wù)，可為中國及周邊地區(qū)用戶提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，該服務(wù)具備傳輸文字、圖片、語音等多種能力，最大單次報(bào)文可達(dá)14 000bit。北斗短報(bào)文通信作為一種天基通信方式，在一些地面通信服務(wù)無法保證的區(qū)域，北斗短報(bào)文可以做到穩(wěn)定持續(xù)地傳輸數(shù)據(jù)。

將北斗短報(bào)文與移動通信融合，可有效補(bǔ)充地面通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的短板，構(gòu)建5G+北斗星地一體化綜合通信體系，以滿足在無地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)應(yīng)急通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)刃枨蟆Ｄ壳氨倍啡柖虉?bào)文服務(wù)已與地面移動通信網(wǎng)絡(luò)打通，可用于大眾短信息通信服務(wù)。其通信服務(wù)鏈路如圖5所示，使用配有北斗短報(bào)文功能的終端，直接向北斗地球靜止軌道衛(wèi)星(Geostationary Earth Orbits，GEO)發(fā)送信息，北斗GEO衛(wèi)星收到消息后，將信息發(fā)給地面短報(bào)文通信平臺，然后再接入地面通信網(wǎng)絡(luò)完成通信服務(wù)。

圖5 北斗短報(bào)文公眾通信服務(wù)示意圖

3 北斗在電信領(lǐng)域應(yīng)用的挑戰(zhàn)和問題

隨著北斗技術(shù)的不斷發(fā)展，北斗定位、授時(shí)及短報(bào)文服務(wù)廣泛地應(yīng)用于電信領(lǐng)域，保障了我國通信服務(wù)的安全穩(wěn)定，同時(shí)也促進(jìn)了電信行業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新，但北斗在電信領(lǐng)域應(yīng)用還面臨一些挑戰(zhàn)和問題。

1)信號覆蓋及穩(wěn)定性：衛(wèi)星信號經(jīng)過長距離傳到地面后信號較弱，且易受干擾，特別是在高山、隧道及城市峽谷等地形復(fù)雜或遮擋區(qū)域，北斗系統(tǒng)的信號會受到影響，導(dǎo)致服務(wù)不穩(wěn)定或無法提供，這對高精度定位、通信網(wǎng)的時(shí)間同步及應(yīng)急通信服務(wù)的應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)。

2)地基系統(tǒng)建設(shè)成本：北斗高精度定位和授時(shí)服務(wù)有賴于地基增強(qiáng)系統(tǒng)，建設(shè)北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)和相關(guān)的配套改造，需要大量資金投入。此外，當(dāng)前我國北斗CORS站建設(shè)已趨于飽和，如何將CORS站與通信網(wǎng)進(jìn)行深度融合，提升北斗CORS站的利用效率也是面臨的問題。

3)5G網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)：雖然北斗+5G融合定位可以構(gòu)建泛在高精度定位服務(wù)，但目前5G定位還處于測試驗(yàn)證和試點(diǎn)應(yīng)用階段，大規(guī)模商用還需要解決5G時(shí)間同步和網(wǎng)絡(luò)改造成本等問題，例如5G上行到達(dá)時(shí)間差定位方法，需要通信基站間的時(shí)間同步精度小于3ns，定位精度才能破亞米級。

4)短報(bào)文通信承載能力：北斗短報(bào)文作為北斗系統(tǒng)的特色服務(wù)，對于高并發(fā)、高隨機(jī)性的通信業(yè)務(wù)承載能力還有待完善，目前適用于小容量、低并發(fā)的應(yīng)急通信場景，對數(shù)據(jù)密集型通信和低時(shí)延傳輸應(yīng)用還難以滿足。此外，目前支持北斗短報(bào)文服務(wù)的大眾類手機(jī)終端較少，這也阻礙了北斗短報(bào)文公眾服務(wù)的市場化應(yīng)用。

4 未來發(fā)展思考

針對北斗系統(tǒng)存在的問題，楊元喜院士提出了彈性PNT戰(zhàn)略[19]，后來一些學(xué)者在PNT基礎(chǔ)上增加了通信，構(gòu)成了PNTC的理論[20-21]。在國家綜合PNT體系里地面通信基站是地基PNT基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分[22]，地面通信基站可作為我國PNT服務(wù)的重要補(bǔ)充[6]。北斗與地面通信網(wǎng)絡(luò)深度融合，構(gòu)建高精度泛在定位服務(wù)、天地互備的授時(shí)體系及星地一體化通信服務(wù)，推進(jìn)國家PNTC能力建設(shè)。

北斗定位與5G定位相輔相成，構(gòu)建室內(nèi)外無縫高精度定位服務(wù)。北斗定位可以提升運(yùn)營商的定位服務(wù)能力，5G定位也可以彌補(bǔ)北斗在信號遮擋區(qū)域的定位短板。北斗要實(shí)現(xiàn)快速高精度定位需要通信網(wǎng)絡(luò)的支持，基于通信網(wǎng)絡(luò)的輔助北斗定位，實(shí)現(xiàn)了北斗快速定位；基于通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)動態(tài)載波相位差分定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了厘米級高精度定位。此外，基于5G基站建設(shè)北斗CORS站，可以節(jié)約建設(shè)成本，并借助運(yùn)營商的運(yùn)維能力，將北斗CORS站的運(yùn)維水平提升至電信級別[23]。

國家正在建設(shè)地基授時(shí)系統(tǒng)，并基于通信光纖網(wǎng)絡(luò)傳遞時(shí)間信號，時(shí)間同步精度優(yōu)于100ps[24]，通信運(yùn)營商借助國家地基授時(shí)系統(tǒng)在通信網(wǎng)絡(luò)中引入北斗地基授時(shí)作為基準(zhǔn)時(shí)間參考，不僅能提升5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步精度，還可以實(shí)現(xiàn)天地互備的時(shí)間同步方式。建議運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)可以作為全國北斗地基授時(shí)網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，將骨干地基授時(shí)網(wǎng)絡(luò)延伸至本地網(wǎng)。

北斗在電信領(lǐng)域的應(yīng)用落地，不但延伸了信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈，還提升了電信運(yùn)營商的產(chǎn)品創(chuàng)新能力和市場競爭力。隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，北斗+5G將成為未來數(shù)字中國發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，這也對北斗在電信行業(yè)的創(chuàng)新研究和應(yīng)用提出了更高的要求，未來北斗與通信網(wǎng)絡(luò)的深度融合，還需在以下領(lǐng)域進(jìn)行更深入的研究。

1)完善通導(dǎo)融合標(biāo)準(zhǔn)。需要繼續(xù)推進(jìn)制定北斗在國際電信領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為北斗的國際化推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。加強(qiáng)制定北斗授時(shí)和短報(bào)文在電信行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，促進(jìn)北斗的規(guī)模化應(yīng)用，引導(dǎo)北斗與電信產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。

2)加數(shù)據(jù)安全研究。在北斗+5G的融合應(yīng)用過程中，大量時(shí)空信息被傳輸和處理，部分?jǐn)?shù)據(jù)涉及國家安全和個(gè)體隱私，如何保障數(shù)據(jù)安全成為需要解決的問題。

3)北斗+5G融合定位研究。加強(qiáng)北斗+5G深度融合定位研究，研究在信號層面的融合定位，例如衛(wèi)星信號遮擋時(shí)，5G定位信號作為補(bǔ)充，與北斗信號實(shí)現(xiàn)聯(lián)合定位。此外，還需要解決5G定位技術(shù)的瓶頸，加速5G定位的大規(guī)模商用。

4)北斗授時(shí)與時(shí)間同步研究。研究針對5G超低時(shí)延場景，利用光纖授時(shí)與波分系統(tǒng)混傳技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全國的北斗地基授時(shí)信號端到端高精度傳送。此外，還需要研究在北斗授時(shí)主用時(shí)，北斗信號異常情況下，如何切換成其它衛(wèi)星信號的策略。

5)星天地一體化的PNTC通導(dǎo)融合研究。隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，需要研究基于北斗、低軌通信衛(wèi)星和地面通信網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)天地互備的定位授時(shí)能力及星地一體化通信服務(wù)能力。

致謝：感謝中國聯(lián)通研究院的魏步征博士和張子寧博士在文章撰寫過程中提出的寶貴意見和建議！