衛(wèi)星導(dǎo)航與5G移動(dòng)通信融合架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究

馬越

摘要：新時(shí)期發(fā)生了巨大的變化，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和變革，國家在長期的探索過程當(dāng)中，有了非凡的創(chuàng)造成果。例如：自動(dòng)控制技術(shù)以及遙感技術(shù)等，這些技術(shù)的產(chǎn)生帶給了人們生活巨大的變化。在眾多的技術(shù)成果當(dāng)中，衛(wèi)星導(dǎo)航可以說是具有代表意義的新技術(shù)，科研人員將衛(wèi)星導(dǎo)航的效用充分地進(jìn)行發(fā)揮，并將衛(wèi)星導(dǎo)航和5G移動(dòng)通信技術(shù)結(jié)合在一起進(jìn)行研究，目的就是為了獲得更大的技術(shù)方面的突破。本文就是針對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航與5G移動(dòng)通信融合架構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的研究。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星導(dǎo)航;5G 移動(dòng)通信;融合;技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）24-0038-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)作為我國技術(shù)研究的一項(xiàng)重要成果，在方方面面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它代表著國家多年以來在技術(shù)方面的重大發(fā)展，也是我國日后進(jìn)一步發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)，在這種情況之下，也帶動(dòng)了5G移動(dòng)通信技術(shù)的變革，5G移動(dòng)通信技術(shù)不僅能帶來新技術(shù)的研究和產(chǎn)生，而且對(duì)我們整個(gè)國家而言也能起到一種保障性的作用。如果我們將衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)和5G移動(dòng)通信技術(shù)相結(jié)合，一定可以產(chǎn)生意想不到的收獲。因此，一些科研人員提出來關(guān)于兩者的融合架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)的研究，為了給衛(wèi)星導(dǎo)航和5G通信技術(shù)的融合提供科學(xué)方案。

1 衛(wèi)星導(dǎo)航與 5G 移動(dòng)通信融合體系架構(gòu)

在現(xiàn)階段對(duì)這兩個(gè)架構(gòu)的研究過程中，科研人員將進(jìn)行多個(gè)層次的研究和探討。

首先就是衛(wèi)星導(dǎo)航與5G移動(dòng)通信技術(shù)之間硬件設(shè)備統(tǒng)一的研究。如果要想促進(jìn)兩者之間的合理有效的交融，那么應(yīng)該先對(duì)這兩項(xiàng)技術(shù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行較為透徹的研究，在研究的基礎(chǔ)之上，能夠在不同的表象當(dāng)中發(fā)現(xiàn)兩者之間的相似之處，然后根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的研究。比如：這兩項(xiàng)技術(shù)當(dāng)中的部分芯片如果直接進(jìn)行對(duì)比，是很難發(fā)現(xiàn)相似支出的，但是，如果采取一種新的研究方式，就可以準(zhǔn)確地將二者聯(lián)系起來，發(fā)現(xiàn)兩者的芯片存在可以融合的地方，也可以在一個(gè)容器當(dāng)中進(jìn)行研究，這樣更有利于發(fā)現(xiàn)那些微小的相同點(diǎn)。

其次就是兩者間協(xié)調(diào)的問題分析。這主要是因?yàn)檫@兩項(xiàng)技術(shù)都是屬于不同的研究方向的，所以在研究的整個(gè)過歷程當(dāng)中，對(duì)于科研人員來說也提出來了更高的要求，對(duì)它們來說，這也具有一定的挑戰(zhàn)性，因此就需要科研人員進(jìn)行嚴(yán)格的談?wù)?，提前做好?guī)劃和布局，這樣也可以為后期的研發(fā)節(jié)約時(shí)間，也可以使得整個(gè)過程更加具有條理性，更加清晰。

最后就是關(guān)于衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與5G移動(dòng)通信技術(shù)融合研究。 從理論的角度來進(jìn)行分析，這個(gè)過程可以主要可以這樣來看待：①可以通過地面通信系統(tǒng)或者通信衛(wèi)星來提升導(dǎo)航系統(tǒng);②利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)增強(qiáng)移動(dòng)通信能力，給用戶帶來更好的體驗(yàn)。5G移動(dòng)通信技術(shù)的優(yōu)勢，就是信息轉(zhuǎn)低速率快、傳遞時(shí)間短、數(shù)據(jù)連接量大。在5G移動(dòng)通信系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)于衛(wèi)星的功能來說，具有重要的意義。同時(shí)，導(dǎo)航衛(wèi)星為了更好地實(shí)現(xiàn)通信功能，也可以利用5G通信技術(shù)，增強(qiáng)信息之間的無縫傳遞。

2 衛(wèi)星導(dǎo)航與 5G 移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 5G 蜂窩室內(nèi)定位技術(shù)

和其他的移動(dòng)通信技術(shù)不同，5G蜂窩室內(nèi)定位技術(shù)能夠通過毫米波密集化部署來進(jìn)行定位，這樣進(jìn)行定位是更加準(zhǔn)確的。比如：對(duì)于小區(qū)域而言，就可以利用一種比較簡單的蜂窩技術(shù)，覆蓋范圍在50m以內(nèi)。

2.2 衛(wèi)星導(dǎo)航與 5G 基站混合定位架構(gòu)技術(shù)

當(dāng)前，普遍應(yīng)用的基站定位技術(shù)和方法還是比較多的，5G移動(dòng)通信技術(shù)是采用毫米波來通訊，毫米波是具有一定的方向性的，從而增加了測量方位的精準(zhǔn)性，有利于準(zhǔn)確地進(jìn)行定位。同時(shí)，5G移動(dòng)通信技術(shù)運(yùn)用大規(guī)模天線，對(duì)于距離的測量以及角度的測量，都具有更高的準(zhǔn)確性。為了擴(kuò)大定位的范圍，增強(qiáng)經(jīng)緯的精準(zhǔn)度，應(yīng)當(dāng)采用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與衛(wèi)星基站結(jié)合的方式。按照5G移動(dòng)通信技術(shù)的特點(diǎn)，可以分成兩種方案，首先就是衛(wèi)星定位與5G基站定位之間的交互的方式，然后就是兩者之間一種融合，第一個(gè)方法主要是通過環(huán)境變化來進(jìn)行切換，第二種就是充分促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與5G移動(dòng)通信技術(shù)的結(jié)合。

2.3 大規(guī)模 MIMO

MIMO 系統(tǒng)主張?jiān)诎l(fā)射機(jī)和接收機(jī)端使用多個(gè)天線，這項(xiàng)技術(shù)有利于提高頻譜的效率，大規(guī)模MIMO主張多用戶使用，可以有效地提高天線的數(shù)目。當(dāng)多個(gè)天線為百倍的用戶提供服務(wù)的時(shí)候，頻譜的效率達(dá)到五倍以上，即使對(duì)于范圍邊緣的用戶，也能提供很高的吞吐量。除此之外，用戶的預(yù)編碼也在極大程度上減少了，對(duì)于發(fā)射機(jī)獲取信息的渠道也存在不同，使用上下行一致的頻段，下行和上行基本相似，然后用戶只需要在上行發(fā)出正交導(dǎo)頻，之后可以進(jìn)行上行信道估計(jì)，也能得出下行的結(jié)論。但是，很多情況下是不存在正交的，這也會(huì)形成人們口中的“導(dǎo)頻污染”，從而形成估計(jì)誤差，要想減少“導(dǎo)頻污染”的發(fā)生，就可以通過導(dǎo)頻復(fù)用這種方式，在周圍的小區(qū)信道是互易的，但是對(duì)于發(fā)送路徑和接受路徑而言，并非如此。上下行實(shí)質(zhì)差別的時(shí)候就需要進(jìn)行天線的校準(zhǔn)，我們應(yīng)該明確的是，大規(guī)模MIMO對(duì)于個(gè)別用戶的控制速率來說，并沒有太大的影響，這主要是因?yàn)椋挥蟹?wù)于多個(gè)用戶，才可以達(dá)到高頻譜效率。

2.4 軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和信息中心網(wǎng)絡(luò)（ICN）

軟件定義網(wǎng)絡(luò)是將數(shù)據(jù)平面與控制平面區(qū)分開，然后對(duì)控制平面進(jìn)行編程的一種架構(gòu)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和計(jì)算的新需求的產(chǎn)生就需要通過軟件定義網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制。當(dāng)前，軟件定義網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的地位是非常重要的，數(shù)據(jù)中心之外的網(wǎng)絡(luò)需求的形成也需要軟件定義網(wǎng)絡(luò)。信息中心網(wǎng)絡(luò)指的是改變以“位置”為中心的架構(gòu)，變成把信息當(dāng)作中心架構(gòu)。這也就是說，網(wǎng)絡(luò)行為方式主要就是獲取信息的一個(gè)過程，這種信息架構(gòu)就是信息中心網(wǎng)絡(luò)，5G移動(dòng)通信技術(shù)就是根據(jù)新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)行安全性、高速性的準(zhǔn)則。然而，無論對(duì)于軟件定義系統(tǒng)（SDN）還是對(duì)于信息中心系統(tǒng)（ICN）來說都是一樣，都是屬于5G移動(dòng)通信技術(shù)當(dāng)中非常重要的一個(gè)組成部分，是需要我們充分的理解，然后進(jìn)行合理的應(yīng)用的。只有這樣，才有利于促進(jìn)5G移動(dòng)通信技術(shù)更大價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。

2.5 上下文感知網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)很難提供設(shè)備服務(wù)的專業(yè)化和上下文信息的綜合應(yīng)用，這是4G網(wǎng)絡(luò)不能實(shí)現(xiàn)的，但是，上下文感知網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)約束，滿足運(yùn)營商的需求，這是一種更好的方法。除此之外，使用上下文感知網(wǎng)絡(luò)可以帶給用戶更好的體驗(yàn)，這可以給用戶帶來更加及時(shí)的且準(zhǔn)確的信息，可以省略掉進(jìn)行信息檢索的過程，也無須經(jīng)過復(fù)雜的判斷過程而進(jìn)行有用信息的提取。上下文感知包括以下的感知：網(wǎng)絡(luò)分析、用戶分析、設(shè)備屬性和功能、應(yīng)用程序 要求、用戶偏好、運(yùn)營商策略和訂閱上下文。

3 結(jié)束語

通過以上的分析可知，衛(wèi)星導(dǎo)航與 5G 移動(dòng)通信技術(shù)的結(jié)合，在現(xiàn)階段已經(jīng)成了一種不可阻擋的發(fā)展趨向。兩種技術(shù)的融合，將會(huì)給國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生產(chǎn)活動(dòng)帶來巨大的推動(dòng)力，所以，在當(dāng)前的發(fā)展歷程當(dāng)中，關(guān)于這兩個(gè)方面的科研人員，一定要順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展趨向，要緊緊地跟隨潮流，也應(yīng)當(dāng)對(duì)自己未來的發(fā)展有所規(guī)劃，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)的融合。除此之外，我們還可以引進(jìn)國外的優(yōu)良技術(shù)以及先進(jìn)的思想，和我國現(xiàn)有的水平進(jìn)行對(duì)比，找出我們存在的不同之處，提高我國的技術(shù)水平，只有這樣才能體現(xiàn)出5G移動(dòng)通信技術(shù)和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)相融合的意義，帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)取得全新的進(jìn)展，用技術(shù)引領(lǐng)時(shí)代的發(fā)展和變革。

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【通聯(lián)編輯：李雅琪】