编者按
2017上海国际导航产业与科技发展论坛于10月27日在沪举行，该论坛的主题为：“融合•引领—高精度定位导航”。论坛汇集了业内的知名专家学者和企业界代表。与会者围绕高精度定位导航的大众应用等议题，就共性技术展开了热烈的专题性交流和研讨，以期推动产、学、研、用的深度合作，促进卫星导航产业技术创新和跨界融合。
以“5G/GNSS高精度定位与空间数据深度应用”为主题的高峰论坛上，华为技术有限公司无线定位功能中心张毅主任带来了题为《从5G看无线定位技术的新趋势》的报告，描绘出5G时代移动网络定位精度出现的新趋势。
目前，5G对运营商的需求是实现1米内的定位精度。这实际上是对以往无线通信定位自身的颠覆，目标是使用手机而不是专用测绘终端或者车载终端实现亚米级的定位精度。另外，移动通信本身具有全程全网的特点，要保证无缝覆盖，尽量在多种场景下都能保证一定的精度，这也是较大的挑战。
3GPP这类国际性通信标准组织从2G开始就制定标准。我们目前看到2G或者3G定位用得非常少，主要还是因为它精度不够高。有这么几个方面的原因：
第一、以往2G和3G系统都不是严格的同步网络，要保证站点之间有严格的同步或者能够做一个精确的同步补偿。以往2G、3G是FDD的系统，即使是TD系统，同步要求也不是特别高；
第二、以往通信系统带宽普遍比较窄，3G是5兆系统，它的参数估计很难做到非常精确。带宽不够大，在复杂环境下，性能是比较差的，这决定了以往的通信系统很难做到高度精确。当然，这个问题在4G的时候出现了转机。4G的特点是带宽变大了，并引入了多天线、多载波系统，从原理上更容易实现一些更高精度的参数估计。我们也可以利用一些特别的机制实现节点精确同步，保证最终的定位精度。到了5G时代，我们认为高精度定位或许能与差分定位相匹敌，这种可能性越来越大。
5G目前来看带宽较大，一般带宽也有100兆。大带宽对于参数估计是非常有利的。此外，5G为了充分利用空间自由度来并发进行多流传输，引入了多天线技术，尤其是大规模天线，典型的是128T。基站可能会装配128个天线单元，对应128个收发通道，要进行严格校准，实现比较高的角度估计。目前，采用大规模天线对于角度估计进而对于单站或者两站高精度定位是非常有利的。
华为是一个全系统厂商，我们既做网络设备也做终端设备。目前来看，采用GNSS系统的消费级终端比较多。目前的消费级GNSS有如下特点：第一、对于单点定位，尤其是手机芯片做单点定位，我们经过实测，在高架或者立交等场景中，受弱信号等影响，位置漂移严重，高程误差更大，导航体验差。不同公司的芯片有不同的性能。总体而言，即使在相对开阔的场景中性能也不是特别好。第二、差分定位：目前，我们看到的差分方式主要采纳一些专用的终端，一般会装配特殊天线来抑制多径。手持终端多会采用共形天线，很难抑制多径的效果。传统的测绘级固然精度非常高，但因尺寸大，天线、电池、板卡的功耗也很大，适用场景比较有限。另外，成本偏高，便宜些的天线售价也要百元，很难推广到消费级市场。我们现在也在密切关注业界动态，已有公司推出或即将推出低功耗的双频芯片，支持GPSL1和L5。据悉，功耗能够节约70%。除便于消除电离层误差外，L5带宽比较大，多径情况下有利于实现对于首径的识别。
双频芯片将来会涵盖更广的业务范围，包括车联网的应用等，不仅仅依赖于GNSS，而且对5G提出了亚米级高精度需求。基于GNSS双频芯片的一些主流厂家明年将推出一些终端，有可能在会一定程度上冲击现有的差分定位市场。差分定位目前主要是针对单频的，未来双频单点定位或许比较接近差分的单频定位，华为也希望能够在这些领域中与业界的各位专家进一步展开合作。
本次论坛的主题是融合，我们认为融合是非常有必要的，而且要找到合理的方式实现融合，可采取的方式包括松耦合和紧耦合。就松偶合而言，我们可以用蜂窝通信做差分的数据链，基于专用的信道接收或发送基准站的观测数据和导航数据，或由终端发送自己的观测数据，由服务器进行统一解算。这种方式完全把蜂窝通信作为通道利用。紧耦合：我们可以用蜂窝或GNSS进行解算，根据解算的结果，如一致性、置信度等判断哪些点更为可信，在此基础上做一些舍弃。更进一步，有没有可能利用两者的特点产生一些化学反应？诸如此类的问题都是非常值得探讨的。
总体而言，我们认为卫星和通信定位都是非常重要的技术，一旦基于现有定位取得成本和精度的突破，市场空间预计会达到千亿级水平，当然要做很多细分。一是市场的突破，一是性能的突破，上下游都会因此而受益，也会为大众生活和娱乐提供更多便利。目前，华为正在构建一个开放的业务平台，目标是能够兼容室内定位和室外定位。室内定位是基于蜂窝的，当然我们也不排斥使用其他的方式，但是相对来说操作比较麻烦，需要和用户的个人信息关联，进行一些主动操作，不象蜂窝通信只要插上SIM卡就自动关联了。室外定位包括GNSS定位和LBS定位。基于蜂窝，目前用LTE已经实现了米级的深度定位，预计明年5G能够实现室外的亚米级定位。我们这个平台是开放的，可以提供数据和仿真结果。目前，我们和很多单位都在进行合作，包括室内室外定位领域的国家重大专项和研发计划等。希望通过定位技术能够为人类创造更为美好的世界。
2017上海国际导航产业与科技发展论坛暨第22次金桥产业技术创新会议于10月27日召开，以“融合·引领—高精度定位导航”为主题，集结了众多业内大咖与专业人士，共探北斗导航系统的未来发展之路、共促深度标配化的产业革新，是颇具影响力的业内高端科技论坛。
作者简介
张毅华为技术有限公司无线定位功能中心主任
1998年毕业于中国科学技术大学，此后一直在华为技术有限公司无线部门从事研发工作。先后参与了DECT、VRP、CDMA项目，并主持了WLAN、LTE Relay、MU-MIMO、VMIMO等领域研究，现负责无线定位技术研究。在上述相关领域申请超过20项专利并授权。目前牵头国家重大专项中“5G室内高精度定位”课题，并作为代表负责国家研发计划“协同精密定位”项目中移动网络定位部分。
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