中国4G网络建设“领跑世界”，到了5G时代，比4G多了10倍的带宽传输能力，这张网到底能做什么？

北斗导航“领航世界”，但面对GPS已占领全球90%以上市场的先发优势，它将如何破局？能够在“一带一路”上带来怎样的新商业模式？

特别是，5G与北斗导航的融合发展，将如何为十九大报告中提出的建设智慧社会的目标服务？

近日，国际欧亚科学院院士，北京邮电大学教授邓中亮博士接受媒体访谈，就上述问题展开讨论，观察者网整理访谈实录如下（限于篇幅，有删节和尽量保留愿意的调整，完整视频附后）：

记者：邓老师您好，您是研究通信和导航如何结合的专家，在很多场合您都提出过“5G+北斗”的概念，能给我们介绍一下吗？

邓中亮：您好。导航爱好者都知道，美国的GPS、中国的北斗、欧洲的伽利略、俄罗斯的格洛纳斯，四大卫星导航系统，实际上都通过通信手段来做高精度测量和定位。尽管卫星在36000公里的轨道上，但它测量卫星到手机端的距离，精度可以达到厘米级，甚至毫米级。卫星系统最大的特点是全覆盖，而且不需要花太多的钱，一套系统成本600-700亿人民币。

但是如果信号被遮挡就不行，特别是在地下或建筑空间内的时候，容易收不到卫星信号，很显然，卫星定位导航在室内很难满足需求。

日常生活中，我们经常用手机打电话，手机信号是无线信号，在室内基本上都有信号能打通电话。那么，这种信号能不能反过来满足我们的定位导航的需求呢？

2020年6月23日，我国北斗导航系统完成全面部署

记者：手机信号如何用于定位导航呢？

邓中亮：定位导航的基本原理，是测量信号源到接收端的距离，信号传播的时间乘以光速，等于距离，一般4颗卫星就能定位了。那么我们是否可以通过测4个基站到手机之间的距离来定位呢？假设能测的很准，实际上也可以算出位置。

从1996年开始，大家就在研究这个问题，2G时代、3G时代、4G时代到现在的5G时代，都希望把这个资源用好，在通信的同时，能够解决遮蔽空间的定位导航难题，定位精度希望达到米级，跟卫星定位精度一样。但大家研究发现，2G、3G、4G的定位精度达不到米级或者亚米级，所以之前定位应用不太普及。

通过什么办法来解决呢？大家经常想到WiFi、蓝牙和UWB，WiFi的覆盖范围也就十来米，所以它可以把楼层、房间区分开，至少可以解决人在室内基本活动所需要的定位服务能力。UWB的精度可能还可以更高一点，到分米级，甚至厘米级。这些网是大家在日常生产生活当中可以用到的。

但有一个问题值得大家思考，在中国建设一张4G网，投入的成本是6000亿元，5G网络的计划投资是1.2万亿元。在2000年的万国邮联，中国的通信发展路线选择了LTE，没有选择WiFi，LTE发展方向就是目前国家已经投入巨资建设的4G和5G网，很显然，我们会继续沿着LTE的路线图发展到未来的6G，不会重复投资WiF路线，它可以作为补充，但我们不会再花上万亿元来建设WiFi或者UWB网络，来满足我们室内普适的位置服务需求。

那么假设能够把5G网络反过来应用，为我们的高精度定位导航提供支撑的话，在通信的同时就解决了定位服务的问题，成本就可以达到最优了。

从全球来看，天上的卫星网络是张大网，地面的移动通信网是一张大网，这两个大网能够融合，就可以解决信号的服务覆盖，包括高精度定位服务的能力。我们实验室在“国家重大专项”、“国家863重点研发计划”等项目支持下，20多年来一直在研究通信网的高精度定位服务能力问题。研究发现，通信网络具有达到米级、分米级和厘米级服务的潜力，这意味着我们在建设通信网的同时，可以赋能这张通信网具有跟卫星网络一样的高精度定位服务能力，这两张网对接，可以满足我们的定位导航需求，特别是位置服务的商业化应用难题。

室内导航应用场景

记者：卫星导航系统，解决的是暴露空间的导航问题，手机通信网络要解决的是室内导航的问题。室内导航系统不依托卫星，同样也能够进行服务，那么我们为什么要把这两张网联合在一起呢？

邓中亮：这涉及几个方面，第一，原理的一致性。无论卫星定位导航还是地面通信网的定位导航，都是用通信手段，通过测距和定位计算来来满足我们米级、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；自动驾驶需要分米级甚至更高的精度。

第二，信号覆盖的互补性。在室外，我们通过卫星信号覆盖做导航。但是人们80%以上的时间都在室内空间，越密集的区域，建筑空间越多、遮蔽空间越多，在一个城市区域往往40%-50%的地方都收不到卫星信号，这就意味着在这些空间用卫星是很难满足位置服务的需求，地面网建设恰恰在这些空间做重点布局。5G在人口越密集区域覆盖越好，在这个网络中，定位导航信号已经变得很强了。毫无疑问，卫星与地面网在覆盖能力方面是互补的。

第三，室内室外定位有空间连续性需求。导航位置服务跟通信是分不开的，不管是未来的无人机、无人车还是自动驾驶，这一系列需要位置服务的应用，都需要打通空间的连续性，室内到室外的位置服务要做到“无缝化”，如果不做到全覆盖，很难满足这种连续性的位置服务需求。5G和卫星组合起来就能够解决信号连续覆盖问题。

第四，基准统一的要求。从位置服务体系上来讲，我们要强调基准的统一，卫星有卫星的时间空间基准，地面网有地面网的时间空间基准。如果两者不统一，会给我们的服务带来很大的挑战，所以我们必须要坚持5G跟卫星之间有统一时空基准和统一的位置服务能力，包括解决互操作问题。

一般来说，通过3颗卫星要做定位很难，4颗卫星才能满足定位的基本条件，中国的北斗系统一共30多颗卫星，四大卫星导航系统加起来才100多颗卫星，但地面通信基站资源很丰富，我国拥有好几百万个基站，基站和卫星能不能协同做精准定位导航？1颗卫星加3个基站行不行？我们可以进行组合计算，最大的好处是提高卫星定位的精度，基站的高度信息比较精确，两者组合，精度就可以提高一个数量级。

记者：目前室内定位有没有真实应用场景？

邓中亮：真实场景有很多，比如现在疫情管控中要做密接分析、动态流调监测等等，室内定位都发挥了很重要的作用。再比如现在的打车服务，我们可以发现，车在哪，人在哪，一清二楚，在几年前，即使GPS定位已经相当普及，这也是无法实现的。这并不是卫星定位精度改变了，而是地面网的接入与卫星融合，提升了服务能力。

中国4G网络建设“领跑世界”，北斗导航“领航世界”，到了5G时代，比4G多了10倍的带宽传输能力，这张网到底能做什么？有两句话可以概括：信息随心而至，万物触手可及。

从我们国家发展战略上来讲，总书记在“十九大”报告提出了建设智慧社会的目标。什么样的社会是智慧社会？这值得思考。

第一，我们认为前提条件是必须要透明化，知彼知己才能百战不殆，社会治理必须要全域的透明感知；第二，有了透明感知以后，我们强调安全。只有这两个前提条件成立，我们才能讨论如何建设智慧社会。

时空基准、超宽带通信、时空大数据、实时计算、人工智能控制等等，都是支撑我们智慧社会的重要基础。5G的业务重点是将来要满足万物互联的需求，时空基准需要放在首位，这又反过来涉及定位问题。

全球现在有四大卫星导航系统，GPS发展到现在已经48年了，它走过了定位导航的产业化过程，它现在可以卖产品，但是很少卖服务，原因是什么呢？原因在于它在这个地方能定位，可能在那个地方不能定位了，恰恰用户的服务需求在它不能提供能力的地方，所以它只能卖产品，不能卖服务。

GPS比我们早了20年，我曾经到泰国去，对方说“我GPS用的好好的，为什么非要换你的北斗？”

如何回答这个问题？从技术路线图来看，GPS和北斗都是通过通信手段来定位导航的，GPS比我们早20年，它已经占据了90%以上的市场份额。我们做的跟它一样好，就已经很了不起了，怎么去超越呢？作为四大卫星导航系统之一的北斗导航系统，如何去占领四分之一以上的全球消费市场？必须要有新的抓手。

北斗的定位导航服务化如果可行，就可以提供位置服务的商业模式，自然而然能吸引很多企业和用户。

记者：室外定位可以用GPS，但是我们可以说，用我们的北斗还能做室内的定位。

邓中亮：对，把卫星定位导航的服务能力从室外延伸到室内，跟5G网服务对接。

第一，北斗可以提供时间基准，对所有的基站都要授时，我们现在5G的同步能力要求达到微秒级以下，200纳秒左右，将来6G时代可能缩短到几十纳秒，北斗卫星可以解决这个问题。

第二，所有的基站通信服务时，都需要知道用户在哪，这个时候它可以用最小的能量消耗来满足最大的服务群体，降低成本，这就叫智能基站、智能5G服务。基站需要的这种能力，恰好北斗卫星也可以提供。

反过来讲，第一，目前卫星定位导航首次定位时间需要30多秒，如果跟5G地面网对接起来，可以将首次定位时间压缩到一至两秒，大幅度减少定位导航的启动时间。第二，卫星覆盖不好的地方，基站先可以覆盖，特别对于城市区域来讲，5G覆盖可能是最好的，同样一笔钱投下去，既解决了通信问题，又解决了定位服务问题，两者结合，就可以满足位置服务的商业化需求。