終端定位技術(shù)對用戶的日常生活與工作已經(jīng)帶來了許多便利。它的主要應(yīng)用包括區(qū)域事件觸發(fā)功能、智能管理功能、緊急呼救功能、事前預(yù)警功能等。

　　區(qū)域事件觸發(fā)功能是指，當(dāng)手機(jī)進(jìn)入或離開某一區(qū)域時，手機(jī)應(yīng)用會自動觸發(fā)相應(yīng)事件。事件發(fā)起者可以是網(wǎng)絡(luò)也可以是手機(jī)，但一般需要雙方協(xié)定。如廣告推廣、天氣更新、兒童老人監(jiān)管等都會使用到這一功能。

　　智能調(diào)度管理功能指網(wǎng)絡(luò)中的終端設(shè)備定時將位置信息上報，在交通管理方面具有比較廣泛的應(yīng)用。通過位置監(jiān)控和調(diào)度管理，調(diào)度室可以合理的利用交通資源，提高運(yùn)輸效率。

　　緊急呼救功能是指在用戶撥打緊急號碼時，終端被強(qiáng)制要求計算并且上報具體位置。美國E911法規(guī)在很早就對緊急呼救做出規(guī)定，在緊急條件下警察、火警、醫(yī)護(hù)人員可以較快采取救援措施。

　　事前預(yù)警功能比如，在一些自然災(zāi)害頻繁發(fā)生的無人值守區(qū)域，如地震和泥石流滑坡地區(qū)，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與定位技術(shù)的結(jié)合，相關(guān)部門能夠?qū)υ摲秶M(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，從而防范于未然，減少災(zāi)害發(fā)生所造成的財產(chǎn)損失。

　　從1G到4G都有定位技術(shù)，如下圖所示。下文主要關(guān)注4G和5G中的定位技術(shù)發(fā)展。

　　2008年3GPP LTE R8版本規(guī)范已經(jīng)基本定稿，并進(jìn)入了維護(hù)階段，隨后，3GPP對具體細(xì)節(jié)進(jìn)行了討論，并在R9版本中體現(xiàn)。R9版本包括3種定位方式：基于E-CID(增強(qiáng)型小區(qū)標(biāo)識符)定位、基于OTDOA(下行鏈路到達(dá)時間差)定位、基于A-GNSS(輔助全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))定位，但仍未廣泛應(yīng)用。

　　目前，移動通信系統(tǒng)終端定位技術(shù)主要包括CID(基于小區(qū)標(biāo)識符)定位技術(shù)、TDOA定位技術(shù)、TOA定位技術(shù)、AOA定位技術(shù)和A-GPS(Assisted-GPS，基于網(wǎng)絡(luò)輔助GPS)定位技術(shù)。3GPP R9版本的三種定位方法可以看作是對蜂窩網(wǎng)絡(luò)無線定位技術(shù)的繼承和發(fā)展。GNSS(全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))是歐盟為打破美國在GPS上的壟斷而獨(dú)立研制的，和A-GPS一樣，A-GNSS采用依靠衛(wèi)星信息進(jìn)行輔助定位。A-GNSS定位精度高，適合應(yīng)用于航天航海，但首次定位時間較長，且在城市峽谷環(huán)境中定位精度較差;E-CID主要綜合考慮了其他因素，如時間和天線參量，即TOA(到達(dá)時間)+AOA，因?yàn)榭紤]因素增加，所以定位精度也有所提升;OTDOA類似于GSM 網(wǎng)絡(luò)中的TDOA定位技術(shù)，利用三個或以上基站到達(dá)移動臺的時間差，綜合考慮基站位置坐標(biāo)獲得移動臺位置。此外，3GPP R9還定義了一種全新的定位協(xié)議LPP(LTE定位協(xié)議)，LPP能夠全面支持LTE中前文提出的三種定位技術(shù)，還支持OTDOA和A-GNSS的混合定位技術(shù)。

　　LTE系統(tǒng)中關(guān)于無線定位技術(shù)的研究依然以終端的定位為主，下行鏈路主要采用TDOA定位方法，上行鏈路主要為基站輔助的TDOA、TOA、AOA等定位方法。3GPP R9規(guī)定的3種定位方式中，OTDOA定位方法因?yàn)槎ㄎ痪雀?，移動終端與基站同步要求低的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。

　　單一定位方法有優(yōu)勢也有不足：CID、RSS定位方法過程定位簡單，但精度不高;AOA定位精度十分依賴于陣列天線的角度測量精度，并且對信號傳播距離比較敏感;TDOA定位精度高，但受信道不確定性影響嚴(yán)重，因此可以考慮研究多種定位方法的混合。

　　不過，LTE實(shí)際定位精度普遍超過100 m，無法滿足室內(nèi)定位需求。隨著位置服務(wù)的興起和廣泛應(yīng)用，用戶對室內(nèi)定位的精度提出了更高的要求，在機(jī)場大廳、圖書館、商場、超市、地下停車場、礦井等復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中，人們希望能夠獲得高精度的定位，以支持這些環(huán)境下基于位置的服務(wù)。在一些精細(xì)操作的行業(yè)領(lǐng)域，例如鐵路隧道、礦井等安全監(jiān)測領(lǐng)域，工作人員需要確定相關(guān)人員的準(zhǔn)確位置;在地震、火災(zāi)等災(zāi)害救援領(lǐng)域，救援人員需要確定被救人員的準(zhǔn)確位置;在現(xiàn)代物流領(lǐng)域，工作人員需要實(shí)時跟蹤物品的位置，特別是對于小型物品，更需要亞米級室內(nèi)定位技術(shù)才能準(zhǔn)確跟蹤其位置狀態(tài);在軍隊武器裝備后勤保障等方面，需要室內(nèi)亞米級無線定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的搜尋、監(jiān)測與管理。

　　現(xiàn)有的3G/4G通信網(wǎng)設(shè)計原則、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、信號的檢測都只能滿足通信需要，其中的很多原則都是和與定位需求是不一致的，本質(zhì)上無法提供亞米級室內(nèi)定位的能力。例如：通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃力求盡可能地降低相互干擾，通信信號的檢測力求信號強(qiáng)度最大化;而定位則力求能夠收到更多基站的信號，檢測的信號是最早的信號，而不是最大強(qiáng)度的信號等。

　　為了適應(yīng)高精度室內(nèi)定位的需求，美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)、3GPP、IEEE等國際組織已將廣域高精度室內(nèi)定位確立為下一代移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)功能。IEEE 802.11 成立了NGP(下一代定位)研究下一代高精度室內(nèi)定位。NEXTNAV、高通等在室內(nèi)定位產(chǎn)品，定位芯片領(lǐng)域有巨大技術(shù)積累的公司，借助美國政府的支持強(qiáng)力推進(jìn)室內(nèi)定位技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。中國IMT-2020(5G)推進(jìn)組2015年2月發(fā)布的《5G概念白皮書》中把“移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)將成為5G發(fā)展的主要驅(qū)動力“作為5G系統(tǒng)需求基礎(chǔ)，而高精度室內(nèi)定位技術(shù)是未來移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的重要核心業(yè)務(wù)之一。未來移動通信論壇在2016年12月發(fā)布了以聯(lián)通、中興通訊、清華大學(xué)和哈工程等單位撰稿的《5G Enabler：Indoor Positioning》專門論述5G 高精度定位的關(guān)鍵技術(shù)，并出版發(fā)行。

　　3GPP于2014年6月成立了通信網(wǎng)室內(nèi)定位增強(qiáng)項目，成果將會演進(jìn)到5G標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)發(fā)展情況來看，未來5G定位系統(tǒng)將是一個包含廣域覆蓋網(wǎng)、超密集組網(wǎng)(UDN)、專有無線系統(tǒng)、WLAN系統(tǒng)等多種定位網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的異構(gòu)定位系統(tǒng)，因此5G高精度室內(nèi)定位技術(shù)架構(gòu)必然是一個異構(gòu)定位架構(gòu)，如下圖所示：

　　上圖中，不同的定位系統(tǒng)適用于不同的場景，面向5G的高精度融合定位技術(shù)需要準(zhǔn)確地識別用戶所處的環(huán)境，以此為依據(jù)，并結(jié)合實(shí)際情況選取合適的定位系統(tǒng)。當(dāng)用戶從一個場景移動到另一個場景時，能夠及時發(fā)現(xiàn)場景變化并快速適應(yīng)新場景。室內(nèi)環(huán)境采取Wi-Fi融合帶內(nèi)信號、PDR的方式，存在超寬帶(UWB)的環(huán)境優(yōu)先采用UWB方式;當(dāng)在室外環(huán)境下可以結(jié)合多種衛(wèi)星定位系統(tǒng)提升定位精度。

　　總結(jié)：目前，4G的定位技術(shù)主要衛(wèi)星定位為主，多種定位技術(shù)間缺乏有機(jī)的和深層次的融合，只能解決定位精度或適用范圍等某一方面的問題，缺乏一種能夠?qū)⒍喾N定位技術(shù)融合在一起的、全面的、系統(tǒng)的、層次化的融合定位技術(shù)架構(gòu)?！叭诤隙ㄎ弧笔?G高精度定位的主要趨勢，面向5G的融合定位需要在定位精度及覆蓋范圍上實(shí)現(xiàn)定位性能的整體提升。