衛星導航與5G移動通信融合架構與關鍵技術研究

馬越

摘要：新時期發生了巨大的變化，推動了科學技術的發展和變革，國家在長期的探索過程當中，有了非凡的創造成果。例如：自動控制技術以及遙感技術等，這些技術的產生帶給了人們生活巨大的變化。在眾多的技術成果當中，衛星導航可以說是具有代表意義的新技術，科研人員將衛星導航的效用充分地進行發揮，并將衛星導航和5G移動通信技術結合在一起進行研究，目的就是為了獲得更大的技術方面的突破。本文就是針對衛星導航與5G移動通信融合架構以及關鍵技術進行了相關的研究。

關鍵詞：衛星導航;5G 移動通信;融合;技術

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）24-0038-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

衛星導航技術作為我國技術研究的一項重要成果，在方方面面發揮著關鍵作用。它代表著國家多年以來在技術方面的重大發展，也是我國日后進一步發展的風向標，在這種情況之下，也帶動了5G移動通信技術的變革，5G移動通信技術不僅能帶來新技術的研究和產生，而且對我們整個國家而言也能起到一種保障性的作用。如果我們將衛星導航技術和5G移動通信技術相結合，一定可以產生意想不到的收獲。因此，一些科研人員提出來關于兩者的融合架構和關鍵技術的研究，為了給衛星導航和5G通信技術的融合提供科學方案。

1 衛星導航與 5G 移動通信融合體系架構

在現階段對這兩個架構的研究過程中，科研人員將進行多個層次的研究和探討。

首先就是衛星導航與5G移動通信技術之間硬件設備統一的研究。如果要想促進兩者之間的合理有效的交融，那么應該先對這兩項技術的內部結構進行較為透徹的研究，在研究的基礎之上，能夠在不同的表象當中發現兩者之間的相似之處，然后根據內部結構進行合理的研究。比如：這兩項技術當中的部分芯片如果直接進行對比，是很難發現相似支出的，但是，如果采取一種新的研究方式，就可以準確地將二者聯系起來，發現兩者的芯片存在可以融合的地方，也可以在一個容器當中進行研究，這樣更有利于發現那些微小的相同點。

其次就是兩者間協調的問題分析。這主要是因為這兩項技術都是屬于不同的研究方向的，所以在研究的整個過歷程當中，對于科研人員來說也提出來了更高的要求，對它們來說，這也具有一定的挑戰性，因此就需要科研人員進行嚴格的談論，提前做好規劃和布局，這樣也可以為后期的研發節約時間，也可以使得整個過程更加具有條理性，更加清晰。

最后就是關于衛星導航技術與5G移動通信技術融合研究。 從理論的角度來進行分析，這個過程可以主要可以這樣來看待：①可以通過地面通信系統或者通信衛星來提升導航系統;②利用衛星導航系統增強移動通信能力，給用戶帶來更好的體驗。5G移動通信技術的優勢，就是信息轉低速率快、傳遞時間短、數據連接量大。在5G移動通信系統當中，對于衛星的功能來說，具有重要的意義。同時，導航衛星為了更好地實現通信功能，也可以利用5G通信技術，增強信息之間的無縫傳遞。

2 衛星導航與 5G 移動通信的關鍵技術

2.1 5G 蜂窩室內定位技術

和其他的移動通信技術不同，5G蜂窩室內定位技術能夠通過毫米波密集化部署來進行定位，這樣進行定位是更加準確的。比如：對于小區域而言，就可以利用一種比較簡單的蜂窩技術，覆蓋范圍在50m以內。

2.2 衛星導航與 5G 基站混合定位架構技術

當前，普遍應用的基站定位技術和方法還是比較多的，5G移動通信技術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性，有利于準確地進行定位。同時，5G移動通信技術運用大規模天線，對于距離的測量以及角度的測量，都具有更高的準確性。為了擴大定位的范圍，增強經緯的精準度，應當采用衛星導航技術與衛星基站結合的方式。按照5G移動通信技術的特點，可以分成兩種方案，首先就是衛星定位與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，第一個方法主要是通過環境變化來進行切換，第二種就是充分促進衛星導航技術與5G移動通信技術的結合。

2.3 大規模 MIMO

MIMO 系統主張在發射機和接收機端使用多個天線，這項技術有利于提高頻譜的效率，大規模MIMO主張多用戶使用，可以有效地提高天線的數目。當多個天線為百倍的用戶提供服務的時候，頻譜的效率達到五倍以上，即使對于范圍邊緣的用戶，也能提供很高的吞吐量。除此之外，用戶的預編碼也在極大程度上減少了，對于發射機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出正交導頻，之后可以進行上行信道估計，也能得出下行的結論。但是，很多情況下是不存在正交的，這也會形成人們口中的“導頻污染”，從而形成估計誤差，要想減少“導頻污染”的發生，就可以通過導頻復用這種方式，在周圍的小區信道是互易的，但是對于發送路徑和接受路徑而言，并非如此。上下行實質差別的時候就需要進行天線的校準，我們應該明確的是，大規模MIMO對于個別用戶的控制速率來說，并沒有太大的影響，這主要是因為，只有服務于多個用戶，才可以達到高頻譜效率。

2.4 軟件定義網絡（SDN）和信息中心網絡（ICN）

軟件定義網絡是將數據平面與控制平面區分開，然后對控制平面進行編程的一種架構，對數據進行存儲和計算的新需求的產生就需要通過軟件定義網絡進行控制。當前，軟件定義網絡在數據中心網絡的地位是非常重要的，數據中心之外的網絡需求的形成也需要軟件定義網絡。信息中心網絡指的是改變以“位置”為中心的架構，變成把信息當作中心架構。這也就是說，網絡行為方式主要就是獲取信息的一個過程，這種信息架構就是信息中心網絡，5G移動通信技術就是根據新的網絡結構實行安全性、高速性的準則。然而，無論對于軟件定義系統（SDN）還是對于信息中心系統（ICN）來說都是一樣，都是屬于5G移動通信技術當中非常重要的一個組成部分，是需要我們充分的理解，然后進行合理的應用的。只有這樣，才有利于促進5G移動通信技術更大價值的實現。

2.5 上下文感知網絡

網絡很難提供設備服務的專業化和上下文信息的綜合應用，這是4G網絡不能實現的，但是，上下文感知網絡能夠適應網絡約束，滿足運營商的需求，這是一種更好的方法。除此之外，使用上下文感知網絡可以帶給用戶更好的體驗，這可以給用戶帶來更加及時的且準確的信息，可以省略掉進行信息檢索的過程，也無須經過復雜的判斷過程而進行有用信息的提取。上下文感知包括以下的感知：網絡分析、用戶分析、設備屬性和功能、應用程序 要求、用戶偏好、運營商策略和訂閱上下文。

3 結束語

通過以上的分析可知，衛星導航與 5G 移動通信技術的結合，在現階段已經成了一種不可阻擋的發展趨向。兩種技術的融合，將會給國家的經濟建設和生產活動帶來巨大的推動力，所以，在當前的發展歷程當中，關于這兩個方面的科研人員，一定要順應時代的發展趨向，要緊緊地跟隨潮流，也應當對自己未來的發展有所規劃，進而在此基礎上進行技術的融合。除此之外，我們還可以引進國外的優良技術以及先進的思想，和我國現有的水平進行對比，找出我們存在的不同之處，提高我國的技術水平，只有這樣才能體現出5G移動通信技術和衛星導航技術相融合的意義，帶動社會經濟取得全新的進展，用技術引領時代的發展和變革。

參考文獻 ：

[1] 劉海穎，王惠南，陳志明.衛星導航原理與應用[J].國防工業出版社，2013.

[2] 張平，陶運錚，張治.5G若干關鍵技術評估[J].通信學報，2016（37）：15-29.

[3] 劉文博.LTE 室內定位技術及優化方法研究[D].廣州：華南理工大學，2013.

[4] 余莉，張治中，程方.第五代移動通信網絡體系架構及其關鍵技術[J].重慶郵電大學學報，2014.

【通聯編輯：李雅琪】