领跑国际+领航国际：5G与斗极导航交融开展意味着什么？

　　我国4G网络建造“领跑国际”，到了5G年代，比4G多了10倍的带宽传输才干，这张网究竟能做什么？ 　　斗极导航“领航国际”，但面临GPS已占有全球90%以上商场的先发优势，它将怎样破局？能够在“一带一路”上带来怎样的新商业模式？ 　　特别是，5G与斗极导航的交融开展，将怎样为十九大陈述中提出的建造才智社会的方针服务？ 　　近来，国际欧亚科学院院士，北京邮电大学教授邓中亮博士承受媒体访谈，就上述问题展开评论，观察者网收拾访谈实录如下（限于篇幅，有删省和尽量保存乐意的调整，完好视频附后）： 　　记者：邓教师您好，您是研讨通讯和导航怎样结合的专家，在许多场合您都提出过“5G+斗极”的概念，能给咱们介绍一下吗？ 　　邓中亮：您好。导航爱好者都知道，美国的GPS、我国的斗极、欧洲的伽利略、俄罗斯的格洛纳斯，四大卫星导航体系，实际上都通过通讯手法来做高精度丈量和定位。虽然卫星在36000公里的轨迹上，但它丈量卫星到手机端的间隔，精度能够到达厘米级，乃至毫米级。卫星体系最大的特点是全掩盖，并且不需求花太多的钱，一套体系本钱600-700亿人民币。 　　可是假如信号被遮挡就不可，特别是在地下或修建空间内的时分，简单收不到卫星信号，很显然，卫星定位导航在室内很难满意需求。 　　日常日子中，咱们常常用手机打电话，手机信号是无线信号，在室内根本上都有信号能打通电话。那么，这种信号能不能反过来满意咱们的定位导航的需求呢？ 　　2020年6月23日，我国斗极导航体系完结全面布置 　　记者：手机信号怎样用于定位导航呢？ 　　邓中亮：定位导航的根本原理，是丈量信号源到接纳端的间隔，信号传达的时刻乘以光速，等于间隔，一般4颗卫星就能定位了。那么咱们是否能够通过测4个基站到手机之间的间隔来定位呢？假定能测的很准，实际上也能够算出方位。 　　从1996年开端，咱们就在研讨这个问题，2G年代、3G年代、4G年代到现在的5G年代，都期望把这个资源用好，在通讯的一起，能够处理遮盖空间的定位导航难题，定位精度期望到达米级，跟卫星定位精度相同。但咱们研讨发现，2G、3G、4G的定位精度达不到米级或许亚米级，所以之前定位使用不太遍及。 　　通过什么方法来处理呢？咱们常常想到WiFi、蓝牙和UWB，WiFi的掩盖规模也就十来米，所以它能够把楼层、房间区分隔，至少能够处理人在室内根本活动所需求的定位服务才干。UWB的精度或许还能够更高一点，到分米级，乃至厘米级。这些网是咱们在日常出产日子傍边能够用到的。 　　但有一个问题值得咱们考虑，在我国建造一张4G网，投入的本钱是6000亿元，5G网络的方案出资是1.2万亿元。在2000年的万国邮联，我国的通讯开展路途挑选了LTE，没有挑选WiFi，LTE开展方向便是现在国家现已投入巨资建造的4G和5G网，很显然，咱们会持续沿着LTE的路途图开展到未来的6G，不会重复出资WiF路途，它能够作为补偿，但咱们不会再花上万亿元来建造WiFi或许UWB网络，来满意咱们室内普适的方位服务需求。 　　那么假定能够把5G网络反过来使用，为咱们的高精度定位导航供给支撑的话，在通讯的一起就处理了定位服务的问题，本钱就能够到达最优了。 　　从全球来看，天上的卫星网络是张大网，地上的移动通讯网是一张大网，这两个大网能够交融，就能够处理信号的服务掩盖，包含高精度定位服务的才干。咱们试验室在“国家严重专项”、“国家863要点研制方案”等项目支持下，20多年来一直在研讨通讯网的高精度定位服务才干问题。研讨发现，通讯网络具有到达米级、分米级和厘米级服务的潜力，这意味着咱们在建造通讯网的一起，能够赋能这张通讯网具有跟卫星网络相同的高精度定位服务才干，这两张网对接，能够满意咱们的定位导航需求，特别是方位服务的商业化使用难题。 　　室内导航使用场景 　　记者：卫星导航体系，处理的是露出空间的导航问题，手机通讯网络要处理的是室内导航的问题。室内导航体系不依托卫星，相同也能够进行服务，那么咱们为什么要把这两张网联合在一起呢？ 　　邓中亮：这触及几个方面，榜首，原理的一致性。不管卫星定位导航仍是地上通讯网的定位导航，都是用通讯手法，通过测距和定位核算来来满意咱们米级、亚米级、分米级的定位导航。室内一般一个家居房间面积9平米，层高3米，要求米级定位精度；自动驾驶需求分米级乃至更高的精度。 　　第二，信号掩盖的互补性。在室外，咱们通过卫星信号掩盖做导航。可是人们80%以上的时刻都在室内空间，越密布的区域，修建空间越多、遮盖空间越多，在一个城市区域往往40%-50%的当地都收不到卫星信号，这就意味着在这些空间用卫星是很难满意方位服务的需求，地上网建造恰恰在这些空间做要点布局。5G在人口越密布区域掩盖越好，在这个网络中，定位导航信号现已变得很强了。毫无疑问，卫星与地上网在掩盖才干方面是互补的。 　　第三，室内室外定位有空间接连性需求。导航方位服务跟通讯是分不开的，不管是未来的无人机、无人车仍是自动驾驶，这一系列需求方位服务的使用，都需求打通空间的接连性，室内到室外的方位服务要做到“无缝化”，假如不做到全掩盖，很难满意这种接连性的方位服务需求。5G和卫星组合起来就能够处理信号接连掩盖问题。 　　第四，基准一致的要求。从方位服务体系上来讲，咱们要着重基准的一致，卫星有卫星的时刻空间基准，地上网有地上网的时刻空间基准。假如两者不一致，会给咱们的服务带来很大的应战，所以咱们必需求坚持5G跟卫星之间有一致时空基准和一致的方位服务才干，包含处理互操作问题。 　　一般来说，通过3颗卫星要做定位很难，4颗卫星才干满意定位的根本条件，我国的斗极系一致共30多颗卫星，四大卫星导航体系加起来才100多颗卫星，但地上通讯基站资源很丰厚，我国具有好几百万个基站，基站和卫星能不能协同做精准定位导航？1颗卫星加3个基站行不可？咱们能够进行组合核算，最大的优点是进步卫星定位的精度，基站的高度信息比较准确，两者组合，精度就能够进步一个数量级。 　　记者：现在室内定位有没有实在使用场景？ 　　邓中亮：实在场景有许多，比方现在疫情管控中要做密接剖析、动态流调监测等等，室内定位都发挥了很重要的效果。再比方现在的打车服务，咱们能够发现，车在哪，人在哪，一览无余，在几年前，即便GPS定位现已适当遍及，这也是无法完成的。这并不是卫星定位精度改变了，而是地上网的接入与卫星交融，提高了服务才干。 　　我国4G网络建造“领跑国际”，斗极导航“领航国际”，到了5G年代，比4G多了10倍的带宽传输才干，这张网究竟能做什么？有两句话能够归纳：信息随心而至，万物触手可及。 　　从咱们国家开展战略上来讲，总书记在“十九大”陈述提出了建造才智社会的方针。什么样的社会是才智社会？这值得考虑。 　　榜首，咱们以为前提条件是必需求通明化，知彼知己才干百战不殆，社会办理必需求全域的通明感知；第二，有了通明感知今后，咱们着重安全。只要这两个前提条件建立，咱们才干评论怎样建造才智社会。 　　时空基准、超宽带通讯、时空大数据、实时核算、人工智能操控等等，都是支撑咱们才智社会的重要根底。5G的事务要点是将来要满意万物互联的需求，时空基准需求放在首位，这又反过来触及定位问题。 　　全球现在有四大卫星导航体系，GPS开展到现在现已48年了，它走过了定位导航的工业化进程，它现在能够卖产品，可是很少卖服务，原因是什么呢？原因在于它在这个当地能定位，或许在那个当地不能定位了，恰恰用户的服务需求在它不能供给才干的当地，所以它只能卖产品，不能卖服务。 　　比咱们早了20年，我从前到泰国去，对方说“我GPS用的好好的，为什么非要换你的斗极？” 　　怎样答复这个问题？从技能路途图来看，GPS和斗极都是通过通讯手法来定位导航的，GPS比咱们早20年，它现已占有了90%以上的商场份额。咱们做的跟它相同好，就现已很了不得了，怎样去逾越呢？作为四大卫星导航体系之一的斗极导航体系，怎样去占有四分之一以上的全球消费商场？必需求有新的抓手。 　　斗极的定位导航服务化假如可行，就能够供给方位服务的商业模式，自然而然能招引许多企业和用户。 　　记者：室外定位能够用GPS，可是咱们能够说，用咱们的斗极还能做室内的定位。 　　邓中亮：对，把卫星定位导航的服务才干从室外延伸到室内，跟5G网服务对接。 　　榜首，斗极能够供给时刻基准，对一切的基站都要授时，咱们现在5G的同步才干要求到达微秒级以下，200纳秒左右，将来6G年代或许缩短到几十纳秒，斗极卫星能够处理这个问题。 　　第二，一切的基站通讯服务时，都需求知道用户在哪，这个时分它能够用最小的能量消耗来满意最大的服务集体，下降本钱，这就叫智能基站、智能5G服务。基站需求的这种才干，刚好斗极卫星也能够供给。 　　反过来讲，榜首，现在卫星定位导航初次定位时刻需求30多秒，假如跟5G地上网对接起来，能够将初次定位时刻压缩到一至两秒，大幅度削减定位导航的发动时刻。第二，卫星掩盖欠好的当地，基站先能够掩盖，特别关于城市区域来讲，5G掩盖或许是最好的，相同一笔钱投下去，既处理了通讯问题，又处理了定位服务问题，两者结合，就能够满意方位服务的商业化需求。 　　领跑国际+领航国际：5G与斗极导航交融开展意味着什么？ 　　记者：“5G+斗极”这样的体系是不是能够用在城市的才智交通呢？ 　　邓中亮：现在工业界都十分热衷于研讨无人驾驶。无人驾驶怎样完成？一种做法是让车变得更“聪明”，这样会导致车的本钱越来越高。也有人提出，能够把路途建更“才智”，路的才智程度能够通过公共根底设施建造来完成，这样车的聪明度就能够下降一些，两者合起来，是不是或许到达一个最佳的效益？ 　　路要怎样才智化？毫无疑问，感知放在首位。卫星定位导航到了城市空间，在楼房之间、地下空间，定位都很难，北京的地铁，一天1300万人次，能不能随时给他们导航信号？就要靠“5G+斗极”，把时空基准体系建完今后，它就能够支撑整个城市和社会的运转。假定整个社会都能根据万物互联完成通明化，咱们能够完成猜测、预警，办理就变得便利多了。 　　现在，咱们现已请求并通过了国际规范，能够完成分米级定位，理论上能够做到毫米级，并且我国对构成国际规范发挥了很重要的效果。 　　记者：5G之外，研制6G也已是进行时，有一个说法提出，6G未来的开展方向便是卫星通讯加地上通讯，您觉得会朝这个方向开展吗？ 　　邓中亮：是这样，从前有人提出卫星+地上网络合起来等于6G，卫星网络现在的演进速度很快，最早是高轨卫星，后来变成中轨卫星，现在谈的更多是到低轨卫星了。低轨卫星互联网现在的开展速度比预期要快的多，其中有很重要的几个原因。 　　榜首，我国地上网络技能的演进，迫使空间资源快速开发使用，自从2000年举行的万国邮联大会确认我国的TD-SCDMA成为3G三个规范之一，4G、5G年代并没有哪个规范是由某个国家主导的，鸿沟含糊了，美国作为通讯大国、强国，它觉得有压力；第二，在商场竞争方面，我国企业竞争力很强，对国外构成了压力；第三，我国及“一带一路”沿线国家共有30多亿人口，简直适当于划走了“半壁国际”的商场。 　　各种压力之下，美国和许多国家都开端剖析：全球有50%左右的用户仍无法连接互联网，地上网是有国界的，卫星网是没有国界的，并且不需求太多的资金就能够进行全球掩盖。那么，能不能把卫星通讯这张网建起来，从头分割通讯服务商场？高轨卫星单颗功率很大，一颗卫星本钱很高，挨近10亿元，可是因为功率约束，它的用户集体数量不会太巨大，又要高带宽，又要用户多，对通讯容量才干的要求很高，那么能把这50%左右的互联网潜在用户吸纳进来呢？ 　　所以，美国发动了低轨卫星互联网的建造作业，这是一个国家战略。咱们忽然发现空中的频率轨位资源谁占了便是谁的，那么问题就来了，我国应该怎样做？ 　　记者：我国要赶忙发动这方面的作业。 　　邓中亮：是的，现在的规则是太空资源先占先得，作为一个通讯强国，我国不能不占，所以咱们有必要尽力打破一系列关键技能，开展咱们的空中通讯网络和服务才干。地上的通讯才干其实我国现已走在国际前列，称得上“领跑国际”，那么定位导航呢，也要“领航国际”，这两个优势合在一起就能发生新的火花，咱们就引领了整个通讯和方位服务的开展，包含社会的才智化开展进程。 　　方才你说到6G，咱们许多长辈和同行专家们都说，未来6G便是卫星+地上的5G网络。其实从中心内容来讲，6G规范没有彻底界说。6G的地上网究竟是什么？空间资源、组网才干、服务内容、关键技能的体系体系怎样做？其实都在研讨。作为通讯网络迭代来讲，还得有相应的国际规范，卫星规范将来是国际化仍是国家化？这都值得讨论。 　　某国内卫星制作企业 　　记者：马斯克提出星链方案，要建造3万多颗低轨卫星的网络。 　　邓中亮：低轨卫星的轨迹一般几百公里到一千多公里，它的优势榜首是对功率要求能够低一点，第二是数量能够更多，第三是通讯间隔更近，带宽才干能够大幅提高。下风是低轨轨迹运转很快，所以咱们要组网需求100多颗卫星才干全球掩盖，3万多颗星才干满意运营才干的需求。还有几个瓶颈问题，榜首，它的信号体系究竟是什么？地上的通讯体系能不能搬上天？第二，怎样组网和管控？第三，安全怎样办？这三大问题必需求考虑。 　　技能体系方面，低轨卫星网络能不能直接对接5G网络？通过很多研讨作业，咱们证明了5G网搬上卫星是可行的，后来也搭载了试验来验证。这样一来，卫星全球掩盖就有它的商业运营价值，而不只是一个国家战略。 　　咱们的终究方针便是完成商业航天，这又触及到本钱问题。美国人说一颗卫星从制作到发射需求100万美金，适当于600万人民币，能不能再下降？卫星规模化出产，火箭技能本钱越来越低，这会催生出许多新的问题，一系列的工业支撑、才干建造都需求保证。所以这不单是一个卫星通讯问题，要处理一系列从科研、工业到服务才干的建造问题，也将带动一批制作和服务工业的开展。 　　记者：不久之前，银河航天发射了02批的批产卫星，您怎样看这个行进的一小步？ 　　邓中亮：这是我国发动低轨卫星互联网建造以来的一个重要开展。银河航天第二代卫星一箭7星上天，这个效果也是国内相关单位一系列研讨效果的重要验证和表现。 　　在通讯组网方面，其单星通讯才干能够到达40Gbps以上，一起，星间组网是一个重要难题，需求做一系列验证，这种验证为咱们后续的低轨卫星组网运营供给了很好的参阅和支撑。 　　商业航天的开展，最重要的是供给更强的服务才干，我国航天事业通过几十年的建造、研讨和使用，终究要过渡到商业航天，这也标志了我国在中心关键技能方面取得了严重打破，信任在不久的将来，这种试验溢出的效果，能对咱们未来的卫星互联网开展供给一个很好的参阅。 　　记者：“5G+斗极”和低轨宽带卫星互联网，会在哪些方面有交融的当地？ 　　邓中亮：方才谈到，5G既能够通讯，也能够用于定位，斗极的主要功能是定位，也有通讯才干，短报文能够在海面、山区等环境发挥效果。 　　无线定位导航是用通讯手法完成的，低轨卫星自身便是一个通讯体系，跟地上通讯网络相同能够变成一个高精度的定位导航网，并且因为它的掩盖广泛，在某些方面的才干能够得到扩展。 　　榜首，低轨通讯卫星能够双向操控，这能处理很多使用服务需求，比方将来的无人机、无人车能够大大增强服务才干。有通讯网的当地，咱们就能够做定位导航，当然中心仍是以斗极或许GPS卫星导航体系为重要基准，环绕它来拓宽咱们的定位导航服务体系，再构成更强的服务才干。 　　第二，咱们前面寻求的泛在高精度，这处理了一大难题。卫星自身还有信号掩盖的盲区，所以它的高牢靠才干满意不了，这对方位服务来讲还有缺乏。而低轨卫星、地上网与斗极的交融，将补偿定位信号存在的掩盖盲区问题。