卫星导航与5G移动通信融合架构与关键技术研究
来源:用户上传
作者:
摘要：新时期发生了巨大的变化，推动了科学技术的发展和变革，国家在长期的探索过程当中，有了非凡的创造成果。例如：自动控制技术以及遥感技术等，这些技术的产生带给了人们生活巨大的变化。在众多的技术成果当中，卫星导航可以说是具有代表意义的新技术，科研人员将卫星导航的效用充分地进行发挥，并将卫星导航和5G移动通信技术结合在一起进行研究，目的就是为了获得更大的技术方面的突破。本文就是针对卫星导航与5G移动通信融合架构以及关键技术进行了相关的研究。
关键词：卫星导航;5G 移动通信;融合;技术
中图分类号：TP311 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）24-0038-02
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
卫星导航技术作为我国技术研究的一项重要成果，在方方面面发挥着关键作用。它代表着国家多年以来在技术方面的重大发展，也是我国日后进一步发展的风向标，在这种情况之下，也带动了5G移动通信技术的变革，5G移动通信技术不仅能带来新技术的研究和产生，而且对我们整个国家而言也能起到一种保障性的作用。如果我们将卫星导航技术和5G移动通信技术相结合，一定可以产生意想不到的收获。因此，一些科研人员提出来关于两者的融合架构和关键技术的研究，为了给卫星导航和5G通信技术的融合提供科学方案。
1 卫星导航与 5G 移动通信融合体系架构
在现阶段对这两个架构的研究过程中，科研人员将进行多个层次的研究和探讨。
首先就是卫星导航与5G移动通信技术之间硬件设备统一的研究。如果要想促进两者之间的合理有效的交融，那么应该先对这两项技术的内部结构进行较为透彻的研究，在研究的基础之上，能够在不同的表象当中发现两者之间的相似之处，然后根据内部结构进行合理的研究。比如：这两项技术当中的部分芯片如果直接进行对比，是很难发现相似支出的，但是，如果采取一种新的研究方式，就可以准确地将二者联系起来，发现两者的芯片存在可以融合的地方，也可以在一个容器当中进行研究，这样更有利于发现那些微小的相同点。
其次就是两者间协调的问题分析。这主要是因为这两项技术都是属于不同的研究方向的，所以在研究的整个过历程当中，对于科研人员来说也提出来了更高的要求，对它们来说，这也具有一定的挑战性，因此就需要科研人员进行严格的谈论，提前做好规划和布局，这样也可以为后期的研发节约时间，也可以使得整个过程更加具有条理性，更加清晰。
最后就是关于卫星导航技术与5G移动通信技术融合研究。 从理论的角度来进行分析，这个过程可以主要可以这样来看待：①可以通过地面通信系统或者通信卫星来提升导航系统;②利用卫星导航系统增强移动通信能力，给用户带来更好的体验。5G移动通信技术的优势，就是信息转低速率快、传递时间短、数据连接量大。在5G移动通信系统当中，对于卫星的功能来说，具有重要的意义。同时，导航卫星为了更好地实现通信功能，也可以利用5G通信技术，增强信息之间的无缝传递。
2 卫星导航与 5G 移动通信的关键技术
2.1 5G 蜂窝室内定位技术
和其他的移动通信技术不同，5G蜂窝室内定位技术能够通过毫米波密集化部署来进行定位，这样进行定位是更加准确的。比如：对于小区域而言，就可以利用一种比较简单的蜂窝技术，覆盖范围在50m以内。
2.2 卫星导航与 5G 基站混合定位架构技术
当前，普遍应用的基站定位技术和方法还是比较多的，5G移动通信技术是采用毫米波来通讯，毫米波是具有一定的方向性的，从而增加了测量方位的精准性，有利于准确地进行定位。同时，5G移动通信技术运用大规模天线，对于距离的测量以及角度的测量，都具有更高的准确性。为了扩大定位的范围，增强经纬的精准度，应当采用卫星导航技术与卫星基站结合的方式。按照5G移动通信技术的特点，可以分成两种方案，首先就是卫星定位与5G基站定位之间的交互的方式，然后就是两者之间一种融合，第一个方法主要是通过环境变化来进行切换，第二种就是充分促进卫星导航技术与5G移动通信技术的结合。
2.3 大规模 MIMO
MIMO 系统主张在发射机和接收机端使用多个天线，这项技术有利于提高频谱的效率，大规模MIMO主张多用户使用，可以有效地提高天线的数目。当多个天线为百倍的用户提供服务的时候，频谱的效率达到五倍以上，即使对于范围边缘的用户，也能提供很高的吞吐量。除此之外，用户的预编码也在极大程度上减少了，对于发射机获取信息的渠道也存在不同，使用上下行一致的频段，下行和上行基本相似，然后用户只需要在上行发出正交导频，之后可以进行上行信道估计，也能得出下行的结论。但是，很多情况下是不存在正交的，这也会形成人们口中的“导频污染”，从而形成估计误差，要想减少“导频污染”的发生，就可以通过导频复用这种方式，在周围的小区信道是互易的，但是对于发送路径和接受路径而言，并非如此。上下行实质差别的时候就需要进行天线的校准，我们应该明确的是，大规模MIMO对于个别用户的控制速率来说，并没有太大的影响，这主要是因为，只有服务于多个用户，才可以达到高频谱效率。
2.4 软件定义网络（SDN）和信息中心网络（ICN）
软件定义网络是将数据平面与控制平面区分开，然后对控制平面进行编程的一种架构，对数据进行存储和计算的新需求的产生就需要通过软件定义网络进行控制。当前，软件定义网络在数据中心网络的地位是非常重要的，数据中心之外的网络需求的形成也需要软件定义网络。信息中心网络指的是改变以“位置”为中心的架构，变成把信息当作中心架构。这也就是说，网络行为方式主要就是获取信息的一个过程，这种信息架构就是信息中心网络，5G移动通信技术就是根据新的网络结构实行安全性、高速性的准则。然而，无论对于软件定义系统（SDN）还是对于信息中心系统（ICN）来说都是一样，都是属于5G移动通信技术当中非常重要的一个组成部分，是需要我们充分的理解，然后进行合理的应用的。只有这样，才有利于促进5G移动通信技术更大价值的实现。
2.5 上下文感知网络
网络很难提供设备服务的专业化和上下文信息的综合应用，这是4G网络不能实现的，但是，上下文感知网络能够适应网络约束，满足运营商的需求，这是一种更好的方法。除此之外，使用上下文感知网络可以带给用户更好的体验，这可以给用户带来更加及时的且准确的信息，可以省略掉进行信息检索的过程，也无须经过复杂的判断过程而进行有用信息的提取。上下文感知包括以下的感知：网络分析、用户分析、设备属性和功能、应用程序 要求、用户偏好、运营商策略和订阅上下文。
3 结束语
通过以上的分析可知，卫星导航与 5G 移动通信技术的结合，在现阶段已经成了一种不可阻挡的发展趋向。两种技术的融合，将会给国家的经济建设和生产活动带来巨大的推动力，所以，在当前的发展历程当中，关于这两个方面的科研人员，一定要顺应时代的發展趋向，要紧紧地跟随潮流，也应当对自己未来的发展有所规划，进而在此基础上进行技术的融合。除此之外，我们还可以引进国外的优良技术以及先进的思想，和我国现有的水平进行对比，找出我们存在的不同之处，提高我国的技术水平，只有这样才能体现出5G移动通信技术和卫星导航技术相融合的意义，带动社会经济取得全新的进展，用技术引领时代的发展和变革。
参考文献 ：
[1] 刘海颖，王惠南，陈志明.卫星导航原理与应用[J].国防工业出版社，2013.
[2] 张平，陶运铮，张治.5G若干关键技术评估[J].通信学报，2016（37）：15-29.
[3] 刘文博.LTE 室内定位技术及优化方法研究[D].广州：华南理工大学，2013.
[4] 余莉，张治中，程方.第五代移动通信网络体系架构及其关键技术[J].重庆邮电大学学报，2014.
【通联编辑：李雅琪】
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15031158.htm
