基于5G移动通信系统融合定位的关键技术与系统架构演进
2021-04-17洪学敏许雪婷汤贵敏郑灵翔石江宏
洪学敏,许雪婷,彭 敖,孙 甜,汤贵敏,杨 琦,郑灵翔,石江宏
(厦门大学信息学院,福建 厦门 361005)
物联网的发展催生了丰富的通信及定位需求.第5代移动通信系统(5th-generation,5G)被广泛地认为是新一代互联网的基座,驱动着互联网应用向物联网和工业互联网发展.2015年9月,国际电信联盟正式提出了5G的三大应用场景.1)增强移动宽带:面向人类多媒体感知,以高速率、大容量通信为特点,主要应用包括增强现实和虚拟现实,需要对设备位置进行精确定位以实现基于位置的媒体服务;2)大连接物联网(massive machine type of communication,mMTC):面向物联网和传感网,以低功耗、密集链接为特点,相关定位需求包括关键物资及人员跟踪等;3)超高可靠低时延:主要面向工业领域,以高可靠、低时延通信为特点,相关需求包括运营车辆定位,无人车、无人机的精确定位等.可见,随着5G应用场景的拓展以及各类新型终端接入5G网络,对定位服务的需求持续增长,并且在定位场景、定位精度、定位安全性等方面出现了差异化、多样化的需求.2017年12月,主导5G通信系统标准的国际标准组织3GPP(3rd Generation Partnership Project)在标准TR 22.872[1]中正式定义了5G定位需求涵盖的7大商业应用场景:应急、个人业务、工业医疗、公路运输、货运管理、无人机应用、个性化定位服务等.
定位导航授时(positioning-navigation-timing, PNT)技术可以在不同的场景下借助多种信号媒介来实现定位,包括无线电磁波、光波(视觉)、声波、惯性传感器、气压传感器、地磁信息等.其中,无线电定位的应用最为普及,包括了全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)以及……