【广东省通信学会】“北斗+5G”通感融合赋能时空位置服务白皮书（2023）_60页_3mb

“北斗+5G”通感融合赋能时空位置服务白皮书总结

核心内容

“北斗+5G”通感融合是推动时空位置服务向泛在、融合、智能、安全方向发展的重要手段。北斗作为全球卫星导航系统，提供高精度、高安全的定位导航授时（PNT）服务，而5G网络则具备全场景覆盖、通信与定位一体化的能力，特别是在城市峡谷、室内等北斗信号受阻的场景中，5G能有效补充定位能力。通过两者的融合，构建了天地一体化、室内外无缝覆盖的高可信时空服务体系，为数字经济、智慧城市、智能交通、应急救援、智慧园区等场景提供精准、可靠、安全的定位服务。

主要观点

1. 融合必要性：北斗和5G具有天然的互补性，北斗在室外提供高精度定位，5G在室内和复杂环境提供补充和增强能力，两者融合可实现更广泛、更智能的时空位置服务。
2. 技术演进方向：5G定位技术正在从米级向分米级、厘米级演进，未来有望实现亚米级甚至厘米级定位精度。同时，通感一体化将成为5G-A/6G的必备特征，通过信号与信息的融合，提升网络感知能力。
3. 体系架构：构建“四层四域”时空定位服务融合体系，包括基础设施域、能力服务域、安全保护域、运营管理域，实现端到端的融合定位与授时服务。
4. 应用场景丰富：融合定位技术已广泛应用于低空经济、智慧港口、道路态势感知、智慧园区、智能检测车、车道级导航、家人关爱等多个场景，为社会各行业提供高精度、高可用的时空服务。
5. 标准化与安全：通感一体化需要制定统一的标准化体系，包括感知模式、信令流程、信道建模等。同时，需加强信号安全机制设计，防止欺骗信号和数据泄露。

关键信息

1. 时空位置服务发展现状

• 2022年我国时空位置服务产业总体产值达5007亿元，同比增长6.76%。
• 北斗应用规模稳步提升，5G定位能力逐步增强，已支持室内外融合定位。
• 5G定位精度从Rel-16的米级向Rel-18的分米级、厘米级演进。

2. 北斗+5G融合定位技术

• 高精度定位与授时：结合5G载波相位测量和北斗授时，实现亚米级甚至厘米级定位精度。
• 智能融合增强定位：通过异构信息融合、多尺度观测数据优选、机器学习技术提升定位鲁棒性和准确性。
• 端侧自主完好性监测：基于多假设解分离、混沌粒子滤波、迁移学习等技术，实现终端的自主故障检测与评估。

3. 通感一体化关键技术

• 网络架构演进：构建感知客户端、感知网元、边缘感知网元组成的通感一体网络架构。
• 无线关键技术：
  • 波形设计：支持以通信为中心、以感知为中心及通感联合设计。
  • 波束管理：平衡通信与感知需求，提升感知精度与覆盖能力。
  • 资源管控与干扰管理：优化资源分配与干扰消除，保障通感一体网络的性能。
• 标准化工作：3GPP已定义6种感知模式及32个感知用例，推动通感技术标准化。

4. 典型案例

• 低空经济：通过5G+卫星融合网络，实现无人机、车辆的精准定位与监管，提升低空管理效率。
• 智慧港口：结合北斗+5G高精度定位和高精度地图，实现车辆、人员、物资的精准调度与管理。
• 道路态势感知：基于浮动车和高精度定位，实现对交通异常事件的快速检测与响应，提升道路安全。
• 智慧园区：融合5G、蓝牙、UWB等技术，实现停车场、人员定位等场景的精准管理。
• 智能检测车：基于北斗+5G，实现检测现场零距离、无纸化、高度集成化，提升工程效率。
• 车道级导航：通过北斗+5G融合定位，实现车道级语音播报和精准导航，提升驾驶安全。
• 家人关爱：基于高精度定位技术，实现3D楼层层级的精准室内定位，保障老年人安全。

5. 产业发展建议

• 产业布局：建议由政府牵头，推动北斗+5G产业发展，制定顶层规划、标准与政策法规。
• 基础设施规划：制定统一的时空网络建设标准，推动通信感知一体化的室内覆盖网络建设。
• 核心技术突破：集中力量攻克北斗+5G融合定位、通感一体化等关键技术，提升产业核心竞争力。
• 产业链发展：鼓励龙头企业推动产业链一体化运作，形成良性生态循环，加快技术转化与商业化应用。

总结展望

“北斗+5G”通感融合技术正成为支撑数字经济、智慧城市、智能交通等关键领域的核心技术。随着5G-A和6G的发展，通感一体化将成为网络演进的重要方向，实现通信与感知的深度融合。通过政策引导、产业联盟、技术突破与标准制定，未来北斗+5G融合定位与通感技术将实现更广泛的应用，推动我国时空位置服务的高质量发展，提升全球竞争力。