新一代無(wú)線定位技術(shù)研究與發(fā)展趨勢(shì)分析

陳詩(shī)軍 王慧強(qiáng) 陳大偉

摘要：認(rèn)為現(xiàn)有的無(wú)線定位技術(shù)無(wú)法滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在定位網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、部署費(fèi)用、定位精度以及終端兼容性等方面的需求。通過(guò)對(duì)無(wú)線定位產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀以及未來(lái)無(wú)線定位標(biāo)準(zhǔn)提案信息的分析，指出了通信定位一體化的發(fā)展趨勢(shì)，并從運(yùn)營(yíng)商的角度提出了通信定位一體化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的技術(shù)路線。

關(guān)鍵詞： 室內(nèi)定位；位置服務(wù)；管道化；定位網(wǎng)

Abstract： Existing wireless positioning technologies cannot meet the Internet applications requirements in terms of coverage， deployment costs， location accuracy and terminal compatibility. By analyzing the status of wireless positioning industry and standard initiative for future location technology， the integration trend of communication and positioning is demonstrated. Furthermore， the roadmap of communication and positioning integrated network is proposed from the perspective of communication carriers.

Key words： indoor positioning； location-based service； pipelining； location network

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，尤其是電子地圖應(yīng)用的大量涌現(xiàn)，基于位置的服務(wù)（LBS）已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)[1]。針對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钪幸?、食、住、行等各個(gè)方面，各種新興服務(wù)行業(yè)不斷推出嵌入LBS的移動(dòng)應(yīng)用程序，為終端用戶提供了極大的便利[2]。此外，如車輛、運(yùn)輸、交通管理等傳統(tǒng)行業(yè)為完成信息化升級(jí)，主動(dòng)引入LBS，以完成相關(guān)產(chǎn)業(yè)及其生態(tài)鏈的深度改造和整合[3-4]，產(chǎn)生了以滴滴快車、優(yōu)步、ofo共享單車等為代表的應(yīng)用形態(tài)?？梢钥闯?，無(wú)論從新興行業(yè)還是傳統(tǒng)行業(yè)角度觀察，LBS都是強(qiáng)有力的增長(zhǎng)點(diǎn)。

目前，雖然以全球定位系統(tǒng)（GPS）為代表的定位技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)能夠?yàn)橛脩籼峁M意的室外定位精度，但城市化進(jìn)程的加速使人們大多數(shù)時(shí)間在室內(nèi)活動(dòng)，來(lái)自商業(yè)、政府、通信領(lǐng)域的室內(nèi)定位需求與日俱增。新興應(yīng)用需求對(duì)定位服務(wù)提出了更高的覆蓋要求[5]，定位網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該不僅能夠覆蓋室外環(huán)境，也應(yīng)該能夠覆蓋包括室內(nèi)空間在內(nèi)的特殊場(chǎng)景，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)室外定位服務(wù)的無(wú)縫銜接。從相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)可判斷：能否提供有效覆蓋室外環(huán)境與復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境的一體化定位服務(wù)，關(guān)乎人們生活質(zhì)量乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，是定位服務(wù)提供商急需解決的問(wèn)題。

一體化定位服務(wù)需要在覆蓋范圍與定位精度兩方面兼顧室內(nèi)、室外場(chǎng)景。與寬廣的室外環(huán)境不同，室內(nèi)場(chǎng)景空間狹窄，且隨著5G時(shí)代的來(lái)臨，物聯(lián)網(wǎng)和智能化對(duì)位置服務(wù)提出了更高的要求，一般認(rèn)為室內(nèi)定位精度需達(dá)到3 m以下，甚至小于1 m才能夠滿足日常使用要求，更要求無(wú)縫定位覆蓋[6]；另外，區(qū)別于室外較為簡(jiǎn)單的信道環(huán)境，室內(nèi)的建筑結(jié)構(gòu)、材料材質(zhì)將引起復(fù)雜的多徑效應(yīng)，無(wú)線信號(hào)傳播受到非視距（NLOS）因素影響較大，上述室內(nèi)環(huán)境的特性導(dǎo)致傳統(tǒng)的面向室外環(huán)境的定位技術(shù)已經(jīng)不能滿足室內(nèi)定位的精度需求，而專門(mén)的室內(nèi)定位技術(shù)往往存在覆蓋范圍小、部署成本高等缺點(diǎn)[7-8] ，高精度、無(wú)縫覆蓋對(duì)通信網(wǎng)和定位網(wǎng)協(xié)同發(fā)展提出了迫切的新需求。

1 通信行業(yè)面臨的問(wèn)題

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，數(shù)據(jù)流量需求激增，運(yùn)營(yíng)商之間、運(yùn)營(yíng)商和關(guān)聯(lián)行業(yè)之間的“花園圍墻”不復(fù)存在，整個(gè)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈主導(dǎo)權(quán)發(fā)生轉(zhuǎn)移，主要表現(xiàn)為運(yùn)營(yíng)商的管道化困境[9]，即對(duì)業(yè)務(wù)和用戶控制權(quán)日益削弱。運(yùn)營(yíng)商成本與收入變化如圖1[10]所示。為避免管道化命運(yùn)，電信運(yùn)營(yíng)商雖然積極開(kāi)展新業(yè)務(wù)，然而面臨的競(jìng)爭(zhēng)卻日益加劇。一方面，運(yùn)營(yíng)商推出的新業(yè)務(wù)范圍互相重疊，如：視頻業(yè)務(wù)、應(yīng)用商店業(yè)務(wù)等，在業(yè)務(wù)內(nèi)容和業(yè)務(wù)模式方面缺乏新意，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商之間的同質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈；另一方面，運(yùn)營(yíng)商介入IM、電子商務(wù)、手機(jī)支付等互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，而不得不應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)公司的正面交鋒。

然而相應(yīng)的努力收效甚微，其原因可以歸納為以下兩點(diǎn)。首先，受傳統(tǒng)思維影響，運(yùn)營(yíng)商難以主動(dòng)放棄通信行業(yè)的核心地位，導(dǎo)致其產(chǎn)業(yè)規(guī)劃主要以技術(shù)為導(dǎo)向，而忽視市場(chǎng)需求。但在消費(fèi)者自我意識(shí)逐漸成熟，互聯(lián)網(wǎng)思維被普遍接受的市場(chǎng)環(huán)境中，通信行業(yè)的發(fā)展必然會(huì)從以運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)向以消費(fèi)者需求主導(dǎo)的模式轉(zhuǎn)移，以用戶需求為中心的服務(wù)模式是不可逆轉(zhuǎn)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。其次，技術(shù)的發(fā)展會(huì)使邊際成本越來(lái)越高，而邊際效益則隨之降低，運(yùn)營(yíng)商不可能從已經(jīng)高度發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域攫取利益。因此，運(yùn)營(yíng)商為解決其面臨的問(wèn)題，必須準(zhǔn)確發(fā)掘用戶痛點(diǎn)，分享新技術(shù)起步階段的研發(fā)紅利，深耕藍(lán)海市場(chǎng)。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)浪潮為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了重大的發(fā)展機(jī)遇。以手機(jī)為代表的移動(dòng)終端，已成為人們生活中不可或缺的一部分，人們的工作和生活都圍繞移動(dòng)終端進(jìn)行，而移動(dòng)終端的精準(zhǔn)定位正在成為改善用戶體驗(yàn)，增強(qiáng)應(yīng)用品質(zhì)的關(guān)鍵因素。移動(dòng)終端的無(wú)縫覆蓋正是運(yùn)營(yíng)商的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域，僅需要在傳統(tǒng)的帶內(nèi)信號(hào)基礎(chǔ)上添加必要基礎(chǔ)設(shè)施就可以輕松完成通信定位一體化的網(wǎng)絡(luò)，相對(duì)于GPS定位、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位，在室內(nèi)外融合場(chǎng)景下具有先天優(yōu)勢(shì)，且無(wú)需增添新的定位輔助設(shè)備。LBS服務(wù)可以作為新的“基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)”提供給各類互聯(lián)網(wǎng)公司使用，從在廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景，從而帶來(lái)新的巨大利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。因此，如何針對(duì)用戶對(duì)基于LBS的日常應(yīng)用的使用需求，結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)發(fā)展通信定位一體化網(wǎng)絡(luò)是運(yùn)營(yíng)商在未來(lái)5G時(shí)代解決自身管道化問(wèn)題的有效途徑。

2 無(wú)線定位技術(shù)及存在問(wèn)題

目前，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景與需求存在多種特點(diǎn)各異的無(wú)線定位技術(shù)，下面我們對(duì)常見(jiàn)的技術(shù)做介紹。

（1）衛(wèi)星定位系統(tǒng)

目前手機(jī)、車載導(dǎo)航儀等設(shè)備的基礎(chǔ)定位信息主要是由以GPS、GLONASS、Galileo以及北斗等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供[11-14]。

然而，由于導(dǎo)航衛(wèi)星位于萬(wàn)米高空，信號(hào)衰落與障礙物的阻礙導(dǎo)致終端在特定位置無(wú)法搜索到足夠數(shù)量的定位衛(wèi)星，難以滿足定位的必要條件；同時(shí)，美國(guó)軍方只開(kāi)放C/A碼供民用系統(tǒng)使用，其定位精度普遍在幾十米到百米的范圍內(nèi)，該定位精度雖然能夠支持道路導(dǎo)航類服務(wù)，但無(wú)法滿足室內(nèi)定位、車輛管理等應(yīng)用的米級(jí)定位精度要求。此外，目前也產(chǎn)生了GPS、GLONASS、Galileo以及北斗的融合定位算法，但是精度一般仍保持在5 m以上。

（2）地面?zhèn)涡l(wèi)星解決方案

為彌補(bǔ)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的缺陷，NextNav等公司提出了在地面布設(shè)偽衛(wèi)星（PL）的補(bǔ)充方案。所謂偽衛(wèi)星，是一種地面定位信號(hào)發(fā)射裝置，發(fā)射的信號(hào)格式、帶寬、電文等一般都和GPS一致[15]。偽衛(wèi)星定位的基本原理與GPS相同，排除硬件設(shè)備對(duì)定位精度的影響，其準(zhǔn)確性主要由偽衛(wèi)星的幾何分布決定[16]。雖然PL部署位置靈活，缺陷也與GPS相同，難以滿足室內(nèi)定位的需求。

（3）輔助GPS技術(shù)（A-GPS）技術(shù)

GPS設(shè)備利用衛(wèi)星發(fā)出的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行定位，但在實(shí)際使用過(guò)程中，地理環(huán)境和人文建筑常常會(huì)對(duì)信號(hào)造出一定的影響，使得定位信號(hào)被削弱，而不能完成定位的請(qǐng)求。在這種情況下，可以利用A-GPS系統(tǒng)完成快速定位。A-GPS以GPS為基礎(chǔ)，是一種利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基站信息輔助GPS實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備定位的技術(shù)，能夠在各種制式的2G、3G乃至4G網(wǎng)絡(luò)中使用。

利用A-GPS進(jìn)行定位，除需要一部擁有GPS定位功能的手機(jī)外，還需要電信運(yùn)營(yíng)商為通信網(wǎng)絡(luò)增加位置服務(wù)器、差分GPS基準(zhǔn)站等設(shè)備[17]。簡(jiǎn)單地說(shuō)，A-GPS是借助手機(jī)基站來(lái)為GPS提供前期位置調(diào)星服務(wù)與后期位置校準(zhǔn)服務(wù)，以提高GPS的定位精度[18]。

（4）Wi-Fi定位技術(shù)

基于無(wú)線局域網(wǎng)的解決方案是室內(nèi)定位問(wèn)題研究的一個(gè)重要方向，該方案需要按照定位需求設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的Wi-Fi熱點(diǎn)，利用基于信號(hào)強(qiáng)度的指紋定位技術(shù)，對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行定位[19]。首先需要建立Wi-Fi信號(hào)強(qiáng)度的指紋庫(kù)[20]，在定位過(guò)程中終端設(shè)備將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的Wi-F熱點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度與指紋庫(kù)中記錄進(jìn)行比對(duì)，確定定位結(jié)果。

（5）無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）定位技術(shù)

基于RFID的定位系統(tǒng)通常將信號(hào)強(qiáng)度作為定位依據(jù)。定位系統(tǒng)主要由RFID標(biāo)簽、參考標(biāo)簽以及讀卡器3部分組成[20]。其中，讀卡器能夠發(fā)出特定頻率的信號(hào)，以激活休眠狀態(tài)的標(biāo)簽，同時(shí)也能讀取標(biāo)簽的識(shí)別碼信息與信號(hào)強(qiáng)度。RFID標(biāo)簽被激活后，能夠利用標(biāo)簽內(nèi)置天線發(fā)送包含自身識(shí)別碼的信息。當(dāng)待定位的RFID標(biāo)簽處于讀卡器作用范圍內(nèi)時(shí)，讀卡器讀取該標(biāo)簽識(shí)別碼，并將其信號(hào)強(qiáng)度與參考標(biāo)簽比對(duì)，以計(jì)算待定位標(biāo)簽位置。

（6）超寬帶（UWB）定位技術(shù)

UWB是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至皮秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號(hào)，UWB能在10 m左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)每秒數(shù)百兆至數(shù)吉比特的數(shù)據(jù)傳輸速率。與藍(lán)牙、Wi-Fi等帶寬相對(duì)較窄的無(wú)線技術(shù)相比，UWB具有抗干擾能力強(qiáng)、帶寬極寬、耗能低、發(fā)送功率小、保密性好等優(yōu)點(diǎn)，特別適合在室內(nèi)定位系統(tǒng)中應(yīng)用[22]。然而UWB受通信距離的限制，部署密度較高，在諸如首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)這類大型室內(nèi)場(chǎng)景中需要部署數(shù)百萬(wàn)計(jì)的節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)部署開(kāi)銷較大，這也限制了UWB的廣泛應(yīng)用。

（7）其他室內(nèi)定位解決方案

此外，針對(duì)特定環(huán)境與應(yīng)用需求，還有很多其他室內(nèi)定位技術(shù)，如：紅外室內(nèi)定位[22]、藍(lán)牙室內(nèi)定位[23]以及超聲波室內(nèi)定位[24]等。這些定位技術(shù)只適合某些特定場(chǎng)合，無(wú)法為用戶提供一個(gè)適應(yīng)性一致收斂的全網(wǎng)解決方案。

（8）現(xiàn)有定位技術(shù)存在的問(wèn)題

現(xiàn)有定位技術(shù)存在的問(wèn)題可以歸納為以下4個(gè)方面：

適應(yīng)性問(wèn)題：融合不同定位技術(shù)是普遍采用的方案，但是這些技術(shù)都無(wú)法做到普適于各類室內(nèi)場(chǎng)景。例如：A-GPS基本能夠覆蓋室外環(huán)境，但不能夠應(yīng)用于室內(nèi)定位場(chǎng)景。

覆蓋問(wèn)題：無(wú)法提供大范圍覆蓋和無(wú)縫覆蓋，如UWB和藍(lán)牙。

成本問(wèn)題：有些技術(shù)原理上可行，但真正建設(shè)時(shí)會(huì)涉及大量的建設(shè)成本和維護(hù)成本。

精度問(wèn)題：精度動(dòng)態(tài)范圍大，很難提供一致質(zhì)量的定位服務(wù)。

同時(shí)，可以看出無(wú)線定位網(wǎng)在室內(nèi)定位方面還處于從屬、補(bǔ)充的地位，無(wú)法充分發(fā)揮蜂窩網(wǎng)覆蓋范圍大、已有基礎(chǔ)設(shè)施完善的特點(diǎn)。

3 室內(nèi)定位產(chǎn)業(yè)發(fā)展及 無(wú)線定位標(biāo)準(zhǔn)

導(dǎo)航與位置服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)已成為國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，廣域高精度室內(nèi)定位技術(shù)更是支撐導(dǎo)航與位置服務(wù)的關(guān)鍵。據(jù)估計(jì)2015年之后，中國(guó)位置服務(wù)應(yīng)用行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將以大于50%速率增長(zhǎng)，到2020年，室內(nèi)位置服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模將超2萬(wàn)億。因此，很多著名互聯(lián)網(wǎng)公司都重點(diǎn)布局了室內(nèi)定位業(yè)務(wù)。其中，Google室內(nèi)定位服務(wù)目前擁有1萬(wàn)多個(gè)場(chǎng)所的地圖，已經(jīng)進(jìn)入了包括美、英、法、日等10多個(gè)國(guó)家，在機(jī)場(chǎng)、商城、火車站、體育館和博物館等公共場(chǎng)所提供室內(nèi)導(dǎo)航服務(wù)；蘋(píng)果公司也已經(jīng)意識(shí)到地圖、室內(nèi)定位對(duì)未來(lái)應(yīng)用和商業(yè)形態(tài)的巨大影響力，于2013年收購(gòu)WiFiSLAM公司，以獲取該公司的室內(nèi)定位技術(shù)；Nokia、三星、Sony Mobile及Broadcom等22家手機(jī)廠商及芯片領(lǐng)域廠商共同成立室內(nèi)定位聯(lián)盟，攜手建立室內(nèi)定位的系統(tǒng)解決方案，并已經(jīng)完成技術(shù)架構(gòu)白皮書(shū)。

同時(shí)，為了適應(yīng)高精度室內(nèi)定位的需求，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）、第3代合作伙伴項(xiàng)目（3GPP）、電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）等國(guó)際組織已將廣域高精度室內(nèi)定位確立為下一代移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)功能。其中，在蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)定位技術(shù)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方面，IEEE 802.11成立了NGP研究下一代高精度室內(nèi)定位。目前3GPP標(biāo)準(zhǔn)中的定位方法如表1所示。從表中可以看出：相比3G時(shí)代通信網(wǎng)定位方式，定位方法更加豐富，要求更高的定位精度；通信網(wǎng)開(kāi)始努力增強(qiáng)自身定位能力，以及融合其他定位技術(shù)。其中，3GPP LTE Release 9規(guī)范了通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)或更多的基站參考信號(hào)（RS）的到達(dá)時(shí)間差（RSTD）來(lái)計(jì)算手機(jī)位置的技術(shù)觀察到達(dá)時(shí)間差法（OTDOA），在物理層的協(xié)議中增加了定位參考信號(hào)的特性，彌補(bǔ)了全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）在室內(nèi)無(wú)法定位的缺陷[25]。在2016年6月，3GPP公布了5G標(biāo)準(zhǔn)的首個(gè)版本Release 15的計(jì)劃，描述了各工作組的協(xié)調(diào)項(xiàng)目和檢查重點(diǎn)，并計(jì)劃于2018年6月之前完成標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，其中高精度定位被列為一項(xiàng)內(nèi)容。此外，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）也已正式啟動(dòng)5G標(biāo)準(zhǔn)研究工作，于2015年6月提出IMT-2020計(jì)劃，確定5G愿景、時(shí)間表等關(guān)鍵內(nèi)容，到2020年完成5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，5G進(jìn)入到技術(shù)突破及標(biāo)準(zhǔn)研究的關(guān)鍵階段。

此外，以高通為代表的傳統(tǒng)通信技術(shù)公司，在芯片方面也已經(jīng)進(jìn)行了大量先期研發(fā)。由于各標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)室內(nèi)定位立項(xiàng)時(shí)間較短，絕大多數(shù)室內(nèi)定位技術(shù)方案仍處于非公開(kāi)狀態(tài)，只能通過(guò)其專利涉及領(lǐng)域分析各公司提案內(nèi)容，見(jiàn)表2。中國(guó)IMT-2020（5G）推進(jìn)組2015年2月發(fā)布的《5G概念白皮書(shū)》中把“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)將成為5G發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力”作為5G系統(tǒng)需求基礎(chǔ)，而高精度室內(nèi)定位技術(shù)是未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的重要核心業(yè)務(wù)之一。未來(lái)移動(dòng)通信論壇是在中國(guó)發(fā)改委、科技部、工信部的共同支持下，由移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)企業(yè)、設(shè)備制造企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、高等院校等26家單位共同發(fā)起成立的非營(yíng)利性國(guó)際社團(tuán)組織，其在2016年末發(fā)布了以中國(guó)聯(lián)通、中興通訊、清華大學(xué)和哈爾濱工程大學(xué)等單位撰稿的文章，專門(mén)論述5G高精度定位的關(guān)鍵技術(shù)。

從現(xiàn)有資料分析，在下一代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中十分可能加入對(duì)定位功能支持，未來(lái)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將和定位網(wǎng)相結(jié)合，發(fā)展出具有通信定位一體化功能的新一代網(wǎng)絡(luò)。

4 通信定位一體化網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)定位系統(tǒng)覆蓋的范圍可大致將定位網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展劃分為球域空間定位、地面基礎(chǔ)定位以及局部精確定位三個(gè)維度。其中，球域空間定位技術(shù)主要針對(duì)特殊定位需求，提供能夠覆蓋全部近地空間的海、陸、空天一體化的立體定位服務(wù)；地面基礎(chǔ)定位技術(shù)能夠滿足人們?nèi)粘９ぷ?、生活中大部分需求，具有較大的地面定位覆蓋范圍；局部精確定位技術(shù)為迎合特定場(chǎng)合對(duì)定位精度的需求，只能覆蓋較小的范圍。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是一種常見(jiàn)的地面基礎(chǔ)定位系統(tǒng)，借助運(yùn)營(yíng)商部署的大量基站，通信網(wǎng)絡(luò)具有室內(nèi)外一體化覆蓋、相對(duì)部署成本低以及終端設(shè)備兼容性高等優(yōu)點(diǎn)，是構(gòu)建未來(lái)通信定位一體化網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。

通信定位一體化網(wǎng)絡(luò)是一種結(jié)合通信與定位功能的網(wǎng)絡(luò)新型態(tài)，能夠提供室內(nèi)室外一體化的高精度地位服務(wù)，如圖2所示。一般認(rèn)為通信定位一體化技術(shù)的演進(jìn)路線包括以下幾種：（1）通信網(wǎng)與偽衛(wèi)星系統(tǒng)、TC-OFDM定位系統(tǒng)等異構(gòu)地面定位融合；（2）通信網(wǎng)與Wi-Fi定位系統(tǒng)、藍(lán)牙定位系統(tǒng)等局部定位網(wǎng)絡(luò)融合；（3）具有帶內(nèi)高精度定位技術(shù)的新一代通信網(wǎng)絡(luò)。通信定位一體化網(wǎng)絡(luò)是解決現(xiàn)有定位技術(shù)存在問(wèn)題的有效手段，在提供室內(nèi)室外一體化的定位服務(wù)覆蓋的基礎(chǔ)上，兼顧了室內(nèi)高定位精度的要求，同時(shí)以現(xiàn)有移動(dòng)通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)，能夠最大限度地降低定位網(wǎng)絡(luò)的部署成本，提高定位終端的兼容性。

從運(yùn)營(yíng)性角度分析，高精度的一體化付費(fèi)定位服務(wù)能夠成為新興的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)，也是擺脫管道化困境的機(jī)遇。以移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)發(fā)展通信定位網(wǎng)絡(luò)需要解決定位精度的問(wèn)題，可從以下兩個(gè)方面著手：（1）增強(qiáng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)自身的定位功能，可以通過(guò)構(gòu)建地面高精度無(wú)線定位網(wǎng)解決通信網(wǎng)定位的關(guān)鍵瓶頸，同時(shí)引入基于設(shè)備到設(shè)備（D2D）輔助定位技術(shù)進(jìn)一步增強(qiáng)定位精度；（2）異構(gòu)定位系統(tǒng)的融合，引入地面?zhèn)涡l(wèi)星、Wi-Fi定位、UWB定位以及RFID定位等技術(shù)，為其設(shè)計(jì)相應(yīng)的接口使其能夠與通信網(wǎng)絡(luò)交互信息，融合定位結(jié)果以提高定位精度。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起與不斷發(fā)展，定位產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。為了滿足未來(lái)智能化社會(huì)需求，解決定位精度和定位覆蓋兩大核心問(wèn)題，從未來(lái)5G的多種演進(jìn)途徑可以看到未來(lái)定位技術(shù)的兩個(gè)趨勢(shì)：融合定位趨勢(shì)和通信定位一體化趨勢(shì)?，F(xiàn)有的各種定位技術(shù)都無(wú)法同時(shí)滿足覆蓋范圍與定位精度的需求，而現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有覆蓋范圍大、設(shè)備兼容性高等特點(diǎn)，通過(guò)構(gòu)建融合的地面定位網(wǎng)有助于提高定位精度和室內(nèi)區(qū)域定位覆蓋。同時(shí)，移動(dòng)通信網(wǎng)不僅是管道，將有機(jī)形成地面定位網(wǎng)，并在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和定位技術(shù)層面和通信網(wǎng)一體化發(fā)展。室內(nèi)外一體化覆蓋的高精度定位服務(wù)不但將在室內(nèi)導(dǎo)航、商品索引、特殊人員照理等新興市場(chǎng)有巨大的需求，而且對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)的改造升級(jí)具有巨大的促進(jìn)作用，如：能在智能社會(huì)中的智能交通、動(dòng)物管理、智能環(huán)保等方面創(chuàng)造巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)有的定位技術(shù)都無(wú)法同時(shí)滿足覆蓋范圍與定位精度的需求，而現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有覆蓋范圍大、設(shè)備兼容性高等特點(diǎn)。因此，以移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，構(gòu)建覆蓋室內(nèi)外環(huán)境的通信定位一體化網(wǎng)絡(luò)是滿足未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)中定位需求的最佳解決方案。

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