肖皞，宋喆女，姜聞

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)湖北有限公司，湖北武漢，430023）

1 基于LBS的移動(dòng)通信基站定位技術(shù)

正常情況下，一個(gè)基站有3個(gè)天線，每個(gè)天線稱為一個(gè)扇區(qū)，管轄一個(gè)小區(qū)。為了管理的方便，每個(gè)小區(qū)設(shè)置一個(gè)唯一不重名的識(shí)別碼（CELL ID）。基于LBS技術(shù)的定位技術(shù)，基礎(chǔ)是小區(qū)的識(shí)別碼。每一基站都有一個(gè)明確的絕對(duì)位置，標(biāo)識(shí)有經(jīng)度、維度等信息，這樣就可以確定小區(qū)的大概位置LAC/CI。表1為基于基站位置的定位技術(shù)描述。

圖1 基于CELL ID的E-CID定位技術(shù)

表1 從2G到5G基于LBS的定位技術(shù)

圖2 TOA定位與TDOA定位的實(shí)現(xiàn)原理示意圖

2 融合定位所使用的輔助技術(shù)

單純使用5G定位技術(shù)，定位精度可達(dá)到十米級(jí)或米級(jí)，但這無(wú)法滿足各類應(yīng)用場(chǎng)景的需求。基于此，可將其他技術(shù)引入到5G定位中來(lái)，實(shí)現(xiàn)融合定位。融合定位，顧名思義是多項(xiàng)定位技術(shù)的結(jié)合，充分發(fā)揮各自技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，起到1+1>2的效果。

（1）基于短距離通信的藍(lán)牙定位技術(shù)

藍(lán)牙是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無(wú)線電技術(shù)，能在包括移動(dòng)電話、PDA、無(wú)線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線信息交換。利用“藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無(wú)線通信拓寬道路。按照實(shí)現(xiàn)原理，藍(lán)牙定位技術(shù)又可分為iBeacon定位、AOA定位、網(wǎng)關(guān)定位等。總體而言，藍(lán)牙定位技術(shù)具有耗電量低、易于部署等優(yōu)勢(shì)，但在傳輸距離、穿透性、抗干擾性方面明顯不足，在工業(yè)廠區(qū)內(nèi)的適用性略有不足。

（2）基于脈沖通信的UWB定位技術(shù)

UWB（Ultra Wide band，超級(jí)寬帶）是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。UWB通過(guò)在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號(hào)，能在10米左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百M(fèi)bit/s至數(shù)Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。UWB具有抗干擾性能強(qiáng)、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發(fā)送功率小等諸多優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于室內(nèi)通信、高速無(wú)線LAN、家庭網(wǎng)絡(luò)、無(wú)繩電話、安全檢測(cè)、位置測(cè)定、雷達(dá)等領(lǐng)域。此外，在保密性方面，UWB的保密性極好。UWB保密性表現(xiàn)在兩方面：一方面是采用跳時(shí)擴(kuò)頻，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時(shí)才能解出發(fā)射數(shù)據(jù)；另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無(wú)法接收。

（3）基于WLAN的WIFI定位技術(shù)

WI-FI定位技術(shù)是當(dāng)前定位技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的一種室內(nèi)定位技術(shù)，通過(guò)無(wú)線接入點(diǎn)AP（或無(wú)線路由器、家庭網(wǎng)關(guān)、光貓等）組成的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)（WLAN），實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境中一定空間范圍內(nèi)的定位、監(jiān)測(cè)和追蹤任務(wù)。WI-FI定位技術(shù)它以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（無(wú)線接入點(diǎn)）的位置信息為基礎(chǔ)和前提，采用經(jīng)驗(yàn)測(cè)試和信號(hào)傳播模型相結(jié)合的方式，對(duì)已接入的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行位置定位，最高精確度大約在1米至20米之間。如果定位測(cè)算僅基于當(dāng)前連接的Wi-Fi接入點(diǎn)，而不是參照周邊Wi-Fi的信號(hào)強(qiáng)度合成圖，則Wi-Fi定位就很容易存在誤差（例如：定位樓層錯(cuò)誤）。另外，Wi-Fi接入點(diǎn)通常都只能覆蓋半徑90米左右的區(qū)域，而且很容易受到其他信號(hào)的干擾，從而影響其精度，定位器的能耗也較高。

（4）SLAM（Simultaneous Locali zation And Mapping）定位技術(shù)

SLAM定位技術(shù)提出了一種即時(shí)定位與地圖構(gòu)建的概念，希望借助機(jī)器人從未知環(huán)境的未知地點(diǎn)出發(fā)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)重復(fù)觀測(cè)到的地圖特征（比如地標(biāo)、墻角、柱子、廣告牌等）定位自身位置和姿態(tài)，再根據(jù)自身位置增量式的構(gòu)建地圖，從而達(dá)到同時(shí)定位和地圖構(gòu)建的目的。

3 5G融合定位場(chǎng)景開(kāi)發(fā)

5G融合定位技術(shù)，具有眾多應(yīng)用場(chǎng)景，在ToB、ToC、ToG等領(lǐng)域，均具有廣袤的發(fā)展空間，比如商場(chǎng)購(gòu)物的導(dǎo)購(gòu)與定位、物料的定位與找尋、電力重要樞紐的實(shí)時(shí)定位與狀態(tài)監(jiān)測(cè)、高速公路邊坡監(jiān)測(cè)等。這里，介紹兩種有待開(kāi)發(fā)的應(yīng)用場(chǎng)景。

場(chǎng)景1：電瓶車的定位與防盜監(jiān)測(cè)

在二線、三線城市，電動(dòng)自行車的保有量一只居高不下，部分一線城市也是車滿為患。電瓶車的偷盜現(xiàn)象、充電時(shí)起火現(xiàn)象等時(shí)有發(fā)生，電瓶車的改裝、超速、超載等問(wèn)題也十分嚴(yán)重。電瓶車的定位與監(jiān)測(cè)需求，一直受到高度重視。如若5G融合定位技術(shù)應(yīng)用到車事領(lǐng)域，將電瓶車監(jiān)控起來(lái)，一方面，可實(shí)現(xiàn)電瓶車的位置監(jiān)控，大幅降低電瓶車的偷盜、肇事逃逸風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，對(duì)電瓶車的充電位置進(jìn)行監(jiān)控，嚴(yán)禁居民在樓宇、室內(nèi)等區(qū)域進(jìn)行充電，可大幅降低消防隱患。

場(chǎng)景2：戀人相互定位

熱戀中的兩人，為了對(duì)方的安全，需要實(shí)時(shí)了解對(duì)方的位置信息，方便相互找尋。值得說(shuō)明的是，戀人相互定位，具有一定的法律風(fēng)險(xiǎn)，開(kāi)通業(yè)務(wù)前，務(wù)必三方（戀人雙方、移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商）簽訂位置服務(wù)協(xié)議，確保定位信息僅限于戀人之間的共享。

戀人相互定位只是該類業(yè)務(wù)的一種應(yīng)用，可進(jìn)行擴(kuò)展，比如夫妻相互定位、父母與子女相互定位、家庭成員多方相互定位、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)多方相互定位等。這里業(yè)務(wù)的特點(diǎn)在于，定位僅限于某一個(gè)小團(tuán)體，且是相互之間的定位，彼此都知道對(duì)方的位置，方便找尋。

4 結(jié)束語(yǔ)

作為一種新的應(yīng)用，5G融合定位也將暴漏出新的瓶頸點(diǎn)，比如定位精度無(wú)法達(dá)到亞米級(jí)、定位終端品種少、定位終端價(jià)格昂貴、用戶隱私如何保護(hù)、如何規(guī)避法律風(fēng)險(xiǎn)等。接下來(lái)，將主要從兩個(gè)方面開(kāi)展工作。在縱向方面，將開(kāi)發(fā)更多的定位技術(shù)，通過(guò)技術(shù)改進(jìn)來(lái)進(jìn)一步提升定位精度降低終端的價(jià)格，讓更多人具備使用5G融合定位的能力。在橫向方面，將開(kāi)發(fā)更多的應(yīng)用場(chǎng)景和基于不同應(yīng)用場(chǎng)景的解決方案，不斷地開(kāi)拓市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有融合定位方案的價(jià)值最大化，讓更多人從中收益。