摘要：如何提高室内定位精度并实现室内外定位的连续无缝覆盖是定位领域急需解决的问题，针对该问题，首先介绍了4G定位的标准与技术，并分析了其特点与不足。然后，分析了面向5G的超密集组网下的定位技术，AOA、TDOA定位技术以及上下行定位技术。最后，指出定位一体化和融合化是未来5G定位发展的趋势，进而提出了一种面向5G的异构融合一体化定位系统的网络架构。
关键词：5G定位技术；高精度定位
引言
在5G通信系统应用场景中，对面向5G的移动通信技术提出了较高的要求，主要集中于广覆盖、高容量、低功耗以及低时延这四方面。就目前的面向5G的移动通信技术而言，在上述四方面仍旧存在一定的不足，难以满足不同应用场景下的通信要求。因此，对面向5G的移动通信技术优化是很有必要的。
1面向5G的移动通信技术不足分析
在智能手机越来越普及的当下，人们对智能手机通信业务的需求随之增加。通信用户期望能够在任何地点和时间实现流畅的网络通信。但是就目前以TCP/IP协议作为基础的互联网来说，难以有效实现高速运行状态下的互联网通信，不能满足通信用户的多样化需求。具体来说，传统移动通信技术的不足主要体现在移动性差、安全性偏低以及IP地质资源不充足等方面，难以实现高效实时的网络通信。在此基础上，5G移动通信系统受到了广泛关注，5G移动通信系统需要对传统的移动通信技术进行优化及改进，满足通信用户在不同应用场景下的通信需求，促进互联网通信的可持续发展。
2面向5G的移动通信技术的优化研究
2.1基于内容中心网络的工作机制
在基于内容中心网络的5G移动通信网络架构中，最为关键的工作机制包括命名机制、转发和路由机制这两种。在内容中心网络运行期间，主要根据内容的名字前缀完成数据的传输，所以技术人员需要合理设置内容中心网络的命名机制，常用的设计方法为分层设计方法，通过“/”实现内容名称的合理划分，使其转变为多个名字词元，这类命名机制的词元由不同长度的字符串组成，可以为内容中心网络提供无尽的命名空间。转发和路由机制的应用可以实现数据包的多个端口传输，利用路由表完成数据转发的路径信息统计，并按照内容名称的前缀完成数据包的相关传输，可以节约数据包地址信息占据的空间，有助于宽带和流量的节约，从而提升网络通信的效率。
2.2时隙检测扫频技术的应用
在5G移动通信系统的应用中，涉及到连续广覆盖的场景，这类场景下的通信效率和质量很容易受到站址及频谱资源的影响。因此，技术人员需要注重5G移动通信系统频谱效率的提升，从而促进5G移动通信系统各项性能的优化。一般来说，频谱效率的提升可以通过扫频技术的优化来实现。技术人员需要在5G移动通信系统中应用时隙检测扫频技术，实现不同区域范围内各类数据信号的有效传输。在时隙检测扫频技术的实际应用中，技术人员需要注重时隙的状态，有针对性地开展扫描工作，保障该技术优势的发挥。具体而言，时隙状态主要包括以下两种：（1）空闲状态，无线网络中的基础训练序列码功率要小于零，其功率数值表达的意义为无线网络此时存在的底噪，因此这一状态下检测获得的数据主要用于通信底噪的分析；（2）业务状态，无线网络中的基础训练序列码功率要大于零，其功率数值表达的意义为此时载频的具体位置，因此这一状态下检测获得的数据主要用于载波的定位或者干扰信号的定位。
2.3面向5G的TDOA和AOA定位技术
在诸多室内定位增强技术中，TDOA（TimeDifferenceofArrival，信号到达时间差）和AOA（AngleofArrival，到达角度测距）是两种基础的无线定位技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从理论上分析，一方面，5G采用高频或者毫米波通信，毫米波通信具有非常好的方向性，可以实现更高精度的测距和测角；另外一方面，5G采用大规模天线技术，具有更高分辨率的波束，也可以实现更高精度的测距和测角特性。因此，基于AOA的定位方法将比4G具有更高的精度。此外，由于5G采用了低时延、高精度同步等技术，对提升TDOA定位精度也有帮助。下面分别从误差模型出发，分析在5G技术下TDOA和AOA两种基础定位方法的特性。
2.4小蜂窝、微微蜂窝和毫微微蜂窝
毫米波频率下的无线电确实存在自身的问题：它的传输距离不会太远，而且很容易受到树叶、雨滴、墙壁，甚至人的头部和手部等阻碍物的阻挡。业界将通过密集化的方式来克服RF传播的问题。通过每隔几百米安装一个小蜂窝，5G移动设备将在视线无线电路径上具备更好的访问能力。同样，蜂窝（包括微微蜂窝和毫微微蜂窝）和“分布式天线”（DAS）将安装到各类公共和部分私有空间中，实现室内和地下的信号全覆盖。室外密集化和室内覆盖的一项有益的副产品就是位置精度得到了大幅提高，包括最初的室外环境以及后来的室内和地下环境。
2.5站址定位算法的应用
在运营商网络规划中，移动网络基站的合理设置与运营商网络的性能及数据传输有直接的影响。本文提出一种基于路测数据的站址定位算法，运营商技术人员可以根据手机路测的数据信息，进行基站站址的合理定位，有助于目前超密集组网背景下的站址资源最大化利用，可以实现移动通信网络的优化。在实际的设计过程中，技术人员需要应用合理的路测设备完成路测数据的采集和处理工作，再结合滑动汇聚窗口以及几何中心定位方法，完成基站站址的定位。在我国三大运营商中，站址定位算法得到了广泛的应用，可以为运营商明确自身的网络资源及无线网络覆盖质量的提升提供全面的参考数据，有助于运营商的可持续发展。
2.65G在位置测试中的挑战
5G定位的所有这些“奇迹”都让精确的性能测试变得必不可少。网络供应商和设备制造商已经在努力了解各种潜在的挑战，并设计不同的测试方法，确保基于位置的系统能够达到预期的性能。例如，在3GPP中，有多个工作组和工作项目都与5G定位技术直接关联。如前文所述，5G设备和网络将首先在NSA和SA网络中使用现有的4GLTE定位技术，尤其是在需要紧急呼叫服务的地方。类似的情形也曾出现在4G刚刚推出之时。当时4G手机均为3G/4G双模式，并且多年来在E911紧急呼叫时只使用3G。在4G的历史中，LTE服务在全美推出7年之后，LTE领军服务商之一Verizon才部署了第一台不使用任何3G网络的手机。最终的双模式手机会在拨打E911时使用3G，因此也会遇到各种位置性能问题，而且这些问题都在测试中一一反映出来。作为定位保障领域的领导者，思博伦发现，在大量的3G/4G设备中，全新的LTE波段都会干扰设备的GPS卫星定位接收机。而且由于协议或处理优先顺序的问题，3G/4G设备经常无法精确地执行3G位置定位。
结语
智能化社会发展急需构建低成本、高精度的广域室内外定位服务系统。以超密集组网、超低时延、大规模阵列天线等技术为代表的5G通信技术为解决这一问题提供了新的基础。本文分析了5G定位的关键技术，充分利用移动通信网的管道和平台优势以及5G技术特点，创造性地提出了一种面向5G的异构融合一体化定位系统的网络架构，为同时解决定位精度和定位覆盖两大核心问题提供了一种解决思路。
参考文献
[1]孙广新.5G移动通信发展趋势与若干关键技术研究[J].计算机与网络,2019(03):46.
[2]邓雄才.5G移动通信技术及未来发展趋势研究[J].无线互联科技,2019,16(03):12-13.
[3]李海燕,陈旭芬,王伟文.物联网形势下的5G通信技术研究[J].通讯世界,2019,26(12):98-99.
论文作者:薛瑞卿
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：技术论文; 网络论文; 通信论文; 蜂窝论文; 技术人员论文; 精度论文; 数据论文; 《科学与技术》2019年18期论文;