近日,工業和信息化部批復中國移動使用其4.9GHz部分5G頻率資源在國內有關省份開展5G地空通信(5G-ATG)技術試驗。該技術將在地面與飛機機艙間建立地空通信鏈路,使乘客在機艙內通過無線局域網接入方式訪問互聯網,這將進一步提升5G網絡覆蓋的空間維度,更好滿足航空旅客日益增長的空中訪問互聯網需求。
從地面到高空,5G網絡的覆蓋范圍越來越廣。覆蓋如此廣泛的5G網絡,除了通信,能否有其他用途呢?對此,北京郵電大學教授鄧中亮的答案是“能”。
“5G+北斗”,正是鄧中亮給出的答案。“5G是地上的網,北斗是天上的網,將兩者融合實現‘通導一體化建設’,能夠帶來海量的高精度、高時效的地理大數據。”鄧中亮表示。
與5G通信網絡一樣,北斗衛星導航系統是我國又一“大國重器”。從1994年起,北斗一號衛星導航系統立項研制建設,經過“三步走”戰略,北斗衛星導航系統已經成為全球四大衛星導航系統之一,向全球范圍用戶提供服務。
為什么要將5G和北斗融合起來
“‘5G+北斗’,能夠實現室內外的無縫定位。”鄧中亮表示,“雖然衛星導航定位解決了室外空曠區域定位的基本需求問題,在室外空曠區域北斗系統已經能夠提供較為可靠的定位性能,但其信號無法覆蓋室內且對環境免疫性較差,難以滿足室內定位以及室外遮擋等復雜區域定位的需求。”
鄧中亮向記者介紹,由于衛星定位信號強度弱、易受遮擋等環境因素干擾,難以在室內進行定位是世界各國亟待解決的難點。
天上的衛星信號難以進入室內,但地面的通信信號卻幾乎無處不在。那么,通信信號能用于定位導航嗎?針對這個問題,鄧中亮及其團隊提出了“5G+北斗”的“通導融合”思路。
“‘通導融合’,就是用移動通信網來做定位導航。”鄧中亮向記者介紹,“原來只有室外才有衛星信號,室內沒有,但現在用通信信號替代衛星信號,定位服務就可以從室外‘跑’到室內來了。”鄧中亮表示,讓原本只用于通信的地面基站也能提供定位功能,兩者的信號覆蓋互為補充,就能大大提高位置服務能力。
“通導融合”的思路不僅能夠提高定位信號覆蓋的廣度,還能夠大大增強定位的精度。
“目前衛星定位導航,利用四顆衛星就能算出你的位置,定位的精度可以達到十米左右。但想要進一步提高精度到米級、分米級、厘米級,就必須有星基、地基等增強體系。不過這些增強信號,在室內、地下、城市峽谷等區域還是無法精準定位。”鄧中亮說,“5G+北斗”能夠實現定位信號的廣域覆蓋,“5G高速度、大容量的特點,可以穩定傳輸北斗地基增強時空位置修正信號,使得北斗的時空精度更高,再加上移動通信網絡的強覆蓋能力,就可以把高精度定位服務覆蓋到人類、機械能涉及的所有空間。”
“5G+北斗”可以應用在哪些領域
“‘5G+北斗’可以賦能千行百業。”鄧中亮表示,5G和北斗的融合與相互賦能,本質上是時間和空間位置基于通信的融合,“二者同時作用,能產生顛覆性的技術,在不同場景下會催生出不同應用。”
在交通領域,北斗室內外無縫銜接的定位導航技術,解決了隧道場景下衛星信號缺失的問題。
鄧中亮介紹,以往由于衛星信號無法抵達地下,無法進行精確定位,導致隧道下存在監管盲區,一旦發生事故就會帶來極大的麻煩,現在,“5G+北斗”為問題的解決提供了新思路——“雖然隧道里面沒有衛星信號,但是卻有通信信號。如今,利用‘通導融合’的思路,隧道中也可以實現高精度定位,有助于提升隧道通行效率,降低隧道內事故發生頻率,減少隧道事故導致的財產損失。”
“還有我們常用的手機打車——一打開打車軟件,車在哪里、人在哪里立馬清清楚楚,而這靠單純的衛星定位是做不到的。如今,將衛星定位和地面的通信定位融合,就能實現人車的精確定位。”鄧中亮說。
在智慧礦山的建設中,“5G+北斗”也有不俗的表現。
以5G網絡為依托,結合北斗定位技術,有望實現礦山挖裝、運輸、監測等環節的無人化遠程操控。鄧中亮表示:“5G網絡具有低時延的優勢,再加上高精度的定位,兩者相結合,人在地面,就可以實現對地下機器的實時監控,從而實現智慧礦山的設想。對于存在風險的礦區,可最大限度提高生產安全性,實現安全零事故、人員零傷亡。”
除了采礦和交通,“5G+北斗”還可用于測量測繪、無人農機作業、無人機電力巡檢、智慧養老、重大活動指揮管理等各個方面。
中國移動發布的數據顯示,截至目前,我國已建成4400個高精度定位基準站,形成全球規模最大的“5G+北斗”高精定位地基增強網絡。正如鄧中亮所說,“未來,‘5G+北斗’的應用潛力,將只會受限于我們的想象力。”(記者 崔興毅 本報通訊員 蔡雨琪)