基于5G基站定位服务的应用探讨

肖皞，宋喆女，姜闻

（中国移动通信集团湖北有限公司，湖北武汉，430023）

1 基于LBS的移动通信基站定位技术

正常情况下，一个基站有3个天线，每个天线称为一个扇区，管辖一个小区。为了管理的方便，每个小区设置一个唯一不重名的识别码（CELL ID）。基于LBS技术的定位技术，基础是小区的识别码。每一基站都有一个明确的绝对位置，标识有经度、维度等信息，这样就可以确定小区的大概位置LAC/CI。表1为基于基站位置的定位技术描述。

图1 基于CELL ID的E-CID定位技术

表1 从2G到5G基于LBS的定位技术

图2 TOA定位与TDOA定位的实现原理示意图

2 融合定位所使用的辅助技术

单纯使用5G定位技术，定位精度可达到十米级或米级，但这无法满足各类应用场景的需求。基于此，可将其他技术引入到5G定位中来，实现融合定位。融合定位，顾名思义是多项定位技术的结合，充分发挥各自技术的优势，起到1+1>2的效果。

（1）基于短距离通信的蓝牙定位技术

蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术，能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。按照实现原理，蓝牙定位技术又可分为iBeacon定位、AOA定位、网关定位等。总体而言，蓝牙定位技术具有耗电量低、易于部署等优势，但在传输距离、穿透性、抗干扰性方面明显不足，在工业厂区内的适用性略有不足。

（2）基于脉冲通信的UWB定位技术

UWB（Ultra Wide band，超级宽带）是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。UWB通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。UWB具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势，主要应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。此外，在保密性方面，UWB的保密性极好。UWB保密性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据；另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。

（3）基于WLAN的WIFI定位技术

WI-FI定位技术是当前定位技术中应用最为广泛的一种室内定位技术，通过无线接入点AP（或无线路由器、家庭网关、光猫等）组成的无线局域网络（WLAN），实现复杂环境中一定空间范围内的定位、监测和追踪任务。WI-FI定位技术它以网络节点（无线接入点）的位置信息为基础和前提，采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，对已接入的移动设备进行位置定位，最高精确度大约在1米至20米之间。如果定位测算仅基于当前连接的Wi-Fi接入点，而不是参照周边Wi-Fi的信号强度合成图，则Wi-Fi定位就很容易存在误差（例如：定位楼层错误）。另外，Wi-Fi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。

（4）SLAM（Simultaneous Locali zation And Mapping）定位技术

SLAM定位技术提出了一种即时定位与地图构建的概念，希望借助机器人从未知环境的未知地点出发，在运动过程中通过重复观测到的地图特征（比如地标、墙角、柱子、广告牌等）定位自身位置和姿态，再根据自身位置增量式的构建地图，从而达到同时定位和地图构建的目的。

3 5G融合定位场景开发

5G融合定位技术，具有众多应用场景，在ToB、ToC、ToG等领域，均具有广袤的发展空间，比如商场购物的导购与定位、物料的定位与找寻、电力重要枢纽的实时定位与状态监测、高速公路边坡监测等。这里，介绍两种有待开发的应用场景。

场景1：电瓶车的定位与防盗监测

在二线、三线城市，电动自行车的保有量一只居高不下，部分一线城市也是车满为患。电瓶车的偷盗现象、充电时起火现象等时有发生，电瓶车的改装、超速、超载等问题也十分严重。电瓶车的定位与监测需求，一直受到高度重视。如若5G融合定位技术应用到车事领域，将电瓶车监控起来，一方面，可实现电瓶车的位置监控，大幅降低电瓶车的偷盗、肇事逃逸风险。另一方面，对电瓶车的充电位置进行监控，严禁居民在楼宇、室内等区域进行充电，可大幅降低消防隐患。

场景2：恋人相互定位

热恋中的两人，为了对方的安全，需要实时了解对方的位置信息，方便相互找寻。值得说明的是，恋人相互定位，具有一定的法律风险，开通业务前，务必三方（恋人双方、移动通信运营商）签订位置服务协议，确保定位信息仅限于恋人之间的共享。

恋人相互定位只是该类业务的一种应用，可进行扩展，比如夫妻相互定位、父母与子女相互定位、家庭成员多方相互定位、项目团队多方相互定位等。这里业务的特点在于，定位仅限于某一个小团体，且是相互之间的定位，彼此都知道对方的位置，方便找寻。

4 结束语

作为一种新的应用，5G融合定位也将暴漏出新的瓶颈点，比如定位精度无法达到亚米级、定位终端品种少、定位终端价格昂贵、用户隐私如何保护、如何规避法律风险等。接下来，将主要从两个方面开展工作。在纵向方面，将开发更多的定位技术，通过技术改进来进一步提升定位精度降低终端的价格，让更多人具备使用5G融合定位的能力。在横向方面，将开发更多的应用场景和基于不同应用场景的解决方案，不断地开拓市场，实现现有融合定位方案的价值最大化，让更多人从中收益。