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年会分享 | 邓中亮《“北斗+5G”融合发展机遇与挑战》
来源:中国电子商会 发布日期:2023-08-31

    2023年第十九届呼叫中心产业发展年会在大同云冈建国宾馆成功举办。

    本届年会以《呼叫中心行业数字化转型与智能技术应用》为主题,凝聚了来自金融业、运营商、电商、能源行业、市政公共服务、家电行业、汽车、新能源等领域400余位呼叫中心高管,行业精英、业界翘楚,分享实践经验,助力行业转型创新发展。

    以下为国际欧亚科学院院士灾备技术国家工程实验室主任邓中亮《“北斗+5G”融合发展机遇与挑战》主旨演讲。


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大家上午好!

      非常荣幸,有机会第二次来大同,参加咱们呼叫中心产业年会,刚才听前面几位领导的介绍,受益匪浅。那我今天跟大家分享的内容呢,是《“北斗+5G”融合发展机遇与挑战》。

      我们总是讲建设智慧城市、智慧产业、智慧社会,包括智慧国家。那什么是智慧?其实大家都在思考。我个人认为智慧有两个前提条件:首先是透明,不透明很难智慧,知彼知己百战不殆,这显然要做到透明。有了透明以后大家最关心的是安不安全,不安全也不可能智慧,所以安全是保障智慧的前提之一。

      在这个基础之上,我们才能谈,我们这个城市、社会是不是智慧的。那围绕智慧建设咱们讨论几个方面:第一,大家都知道生活离不开通讯,现在我们的带宽也是越来越宽。昨天我在南京,参加探讨未来网络的一个大会。未来网络到底是个什么样子?是今天这样子吗?说不是。因为咱们大数据中心建立以后,我们整个的呼叫产业和通讯产业,它的格局发生了新的变化,原来是以区域为中心的,现在可能是以数据中心为中心,所以大同有得天独厚的优势。第二个是计算,云计算,这是支撑智慧的重要条件。第三个呢,我想跟大家讲的是时空精准,精准的时空是支撑智慧的底座。时空本身就是一个大数据,它可以带来巨大的应用前景和价值。第四个是人工智能、智能控制,那没有人工智能,我们未来产业可能会出现新的、一系列的瓶颈,就好比CHatGPT,尽管是外国发明的也很受关注,咱们也在努力突破,建设我们的智能控制的底座。有了这些,从最早的工业社会,到后来现实社会,现在叫智能社会,感知无处不在,网络无处不在。

      透明化的时代已经到来,全球对于对时空感知能力的要求也变得越来越高。上世纪是百米量级,现在可能是十米量级、米级、分米级,工业互联网要求达到厘米级,甚至毫米级。但我们前面是对人的服务,可能这样的米级就够了。但是发展到现在,我们很多东西需要靠机器人,靠无人装备来进行操控。这个时候,时间空间的基准不只是服务人,人可能1到3、5米就够了,但机器不行,它要求更高。比如车子,大家都喜欢自动驾驶。比如烟酒,是中国人的传统文化,喝酒是常态,可是喝酒就不能开车,这是个矛盾。那能自动驾驶吗?自动驾驶的要求是啥?车跟车,车跟人之间的距离确定?为此我们的空间分辨能力需要达到分米级,否则不行。

      还有我们的应急救援,包括疫情监控、监管等,这一系列的问题,对时间空间要求很高。每年这个时候都有水灾、洪灾,那救人的事怎么办,救物怎么办?还有我们的工业生产,需要安全,一旦发生事故,我们往往是被动响应,能不能主动防御?确定危险源在哪,确定我们所有的信息可以管控。还有现在正在推进的工业互联网,也叫消费互联网。在消费互联网,大家知道无论是移动互联网,还是我们的计算机互联网,我们对它的可靠性的要求不高,就算是掉线了也没关系,重播就行;可是对机器来讲,工业互联网掉线能行吗?咱们的高铁每小时350公里,行驶400公里,那它的可靠性保障条件、要求是啥?6个9,99.9999%。而对人来讲,两个9就够了,咱们现在通讯就保障90%以上,人通讯已经没问题了。

      我们公信部的老部长,苗部长曾说,未来5G应用场景80%都在工业互联网。目前5G发展很快,6G也已经到来了,7G也不远了。用来干啥?比如我们的能源建设,它最大的特点长、大、高,长4.8万公里,大呢,咱们所有的绿色能源,比如太阳能电池面积就很宽。高呢,咱们一个风力发电机上百米高。怎么运维,等等。还有就是目前我们国家已经成立了大数据局,数据将来可以跟股票一样进行交易。这个数据有人统计分析过,20%的数据有80%的价值密度,也就是20%数据很值钱,还有80%的数据是不值钱的。那工业大数据时代我们可以做啥呢?那80%的数据的价值含金量能不能提升?用什么手段?数据的挖掘怎么解决?未来的数据跟股票是一码事,可以交易,可以产生、流通,那这个数据的价值、评估,包括价值的体现、价值的含金量等等,这一系列问题都值得大家思考。新的经济行为已经到来了。

      回到刚才时空基准的问题。时空是赋能大数据经济价值,包括降低挖掘成本,提升运行效率的重要手段。那大家看,咱们的位置服务,最早很简单,现在已经变得越来越复杂了。原来是为人服务,现在是为机器和各种环境服务。由此导致我们最早追求的,这个位置服务是放在精确,精确到毫米级,但现在我们追求可信、安全和智慧。

      那围绕这个呢,我们很容易想到,全球的四大卫星导航系统。最早是GPS,今年刚刚50周年;第二个是伽利略;第三是中国的北斗,刚刚30周年;后面是这个俄罗斯的“格洛纳斯”系统。2020年7月31号我们宣布了北斗系统的全局开放,新的挑战也随之产生,GPS比我们早20年,尽管如今我们北斗的定位服务能力已经赶上了GPS,在某些方面超越了GPS。但是我们必须拿回全球1/4的市场,因为早期GPS占了90%的市场。所以在座的各位,可能在用手机定位导航的时候,会思考我们用的是北斗还是GPS?显然,凡是国产的手机,我们优先支持的肯定是北斗。

      北斗去年的产值,达到了5,007亿以上人民币,当然这个进步很大。那问题来了,我们简单分析,GPS走过59年道路,它完成了什么阶段呢?应该还是一个采化阶段,它在很多地方是不能定位的。但它最大的优势,是花了600多个亿人民币全球覆盖,可以提供位置导航服务,包括使用感知。但很多场景,包括遮挡场景,包括我们的城市峡谷,就楼与楼之间,包括地下的一系列空间,不可能用卫星来进行定位导航,显然它达不到99%的可靠性保障条件,它没法形成商业模式。所以到现在为止,所有的GPS或者北斗的服务,都是免费的。那能不能为我们的智慧社会的建设提供新的能力呢?显然,全世界都要发展自主的时空体系,来形成不依赖于卫星导航系统的定位、导航、修饰等PNT能力。

      分析可知,我们对于定位导航的需求很大。而人民80%生活在室内空间,包括我们的工厂,这些环境的时间空间基准怎么建立。再回到刚才的话题,前面定位导航走了50年,只是免费提供但不保证可靠性。那到现在,我们则必须要谈,可信的时空感知或定位导航服务。刚才说到对人来讲米级就够了,那能否保证所有的场景,全时间、全空间都能达到米级?目前的答案是不可能。再者,对工业场景来讲,机器人自动驾驶,需要分米级、亚米级。请问100%的场景能实现这种能力吗?答案是否定的,不可能。在咱们的智慧交通发展上,有1万多公里长的隧道,不可能有卫星定位导航服务,我们的地下也不可能有卫星定位导航服务。显然,卫星定位导航的应用面临这些新的挑战。那我们在通讯里面有一个词,叫服务质量保障QoS,假设没有QoS就没有商业化的条件,我们实现商业化服务就必须建立QoS,这其实是最大的一个挑战。

      刚才说我们高铁要6个9,而现在的定位导航服务系统,根本就达不到6个9,也就是说满足不了这种工业场景的应用,所以我们要追求精准、智能。刚才提到的卫星导航,通过立即信息增强,从米级可以到分米级、亚米级,但在好多场景,特别是半遮蔽、遮蔽空间不行,我们在这种空间里面只可以打电话。地面网的建设,4G网咱们国家投了6,000亿,5G网投了1.2万亿。这个钱比卫星六维导航系统多了几十倍,全世界加起来可能超百倍,这么好的一个资源,地上最大的一家网,能不能解决这个问题?假设有可能,赋能新的能力,我们5G网的业务就可以培育起来了。而目前的情况是,把4G业务移植到5G网络,显得5G网是不挣钱的,三大运营商都很头疼,一个脑袋几个大。那我们必须增加新的功能,拓展它的新的服务业务,才有可能解决5G后面的6G、 7G等网络的运行服务,这是目前的一个挑战。

      移动通信网络旨在追求更优的移动通信服务,那现在我们要发展到通感一体,通感算一体。将这两家网合起来,我们就可以构建一个新的一体的中国网络,来解决整个时空感知全空域、全时域的这种感知服务的底座问题。为此,咱们国家启动了中国PNT服务体系,这个在今年4月份已经批准,计划到2035年构建一个满足我们智慧社会、智慧城市运行和建设的一个底座。

      回过来看,卫星已经做得很好了,花最少的钱覆盖全球。那我们的移动通讯网呢?美国在96年的时候提出了E91法案,要求通讯运营商提供位置感知能力。但在这个4G、 5G之前,我们的感知能力很弱。有几十米到上百米的误差,一个房间定不准,那能不能精确到房间,精确到分米级、亚米级、厘米级、甚至到毫米级,跟卫星一样。假设可行,那这个问题不就解决了吗?但这也是世界性的难题。

      在咱们国家,06年科技部启动了羲和计划,这张图反映了各种手段来解决时空感知服务能力。以前感知能力很差,但是后来大家发现,通过超宽带啊,包括Wifi蓝牙等一系列的技术手段的支撑,我们的感知能力可以从米级到分米级、厘米级甚至到毫米级。但是,我们建个5G网花1.2万亿,请问有人去花1.2万亿建个有超宽带的网吗?有人花1.2万亿去建一个Wifi网吗?不可能,因为我们5G化还不怎么盈利呢。

      这样一来,走过了50年路程,我们的卫星定位导航只解决了一个供给式保障问题。说它的精度可以达到毫米级,我相信在座各位都没用着。那么,现阶段发展应该着眼于用户层次的保障问题,从用户角度来讲,你给我提供什么的服务质量保障。这个就变得很突出了。咱们也只能在这种条件下,努力的赶超世界,重新划分市场,改变整个世界格局,当然后面可能是高安全、高智能、高质量。

      那在我们的三级PP的研究里面,大家发现它的定位性能要求到0.3米、0.2米,服务可能性两个9、3个9以上,当然要达到6个9还有新的挑战。无线通信网资源很丰富,远超过我们的卫星,但地面卫星互联网,也是当前需要关注的方向,可能几万颗卫星上天,这个资源也很宝贵。但是也会面临一系列挑战,第一个是环境复杂,第二个是盲区严重,第三个是我们现在5G网一平方公里可以保障100万用户的服务能力需求,但是事实上我们一平方公里超过1,000万用户了,当然6G、 7G还在后面努力发展。我相信,这也是大家未来必须要解决的一个用户能力的问题。

      科技部启动羲和计划,解决天地一体问题。天然卫星、地面靠通讯网,把所有的通讯网资源用于我们的时空感知,以提供服务支撑。很显然,它也有难题,第一个是无线网络能不能在通讯同时解决高质量问题,第二个是可信问题,刚才说手机通讯只保证了2个9,你要3个9、4个9、5个9很难,第三个是天上的卫星跟地面网能不能打通,构建一个天地一体网,包括海里面;基站当卫星用、卫星当基站用是不是可行。但好在,我们前面通过一系列研究发现有可行性,定位精度可以做到0.2米。但是这个5G的通行标准呢,去年是0.3米,明年是0.1米,再过两年可能就是厘米级了。显然这张网能够满足我们高精度使用感知的需求,应该说在这方面我们已经走在前面,走在世界的前列。但难度很多,我就不展开说了。

      一个无线网络能不能高精度测距,从基站信号到你手机端测量精度需要达到多少,达到一个拉秒再乘以光速就等于你的距离。大家知道一个拉秒的误差,10的-90方秒是多少,0.3米,就两个座位之间的距离。你要更高,那当然就需要这个测量更准确。还有就是多精问题,因为它有好多遮挡,这个遮挡就会导致误差。另外一个方面,对于运营商来讲是很大的挑战,无线信号的发射需要频率,可是通讯运营商的频率很宝贵,说没有频率给你,还有基站覆盖问题,你要修到3个基站信号很难,而为了降低成本,往往希望保障一重基站,也就是一重覆盖就可以了,这都是挑战。但前面我们通过一系列研究,把这些问题都解决了。

      为了隐藏信号,可以将其放在噪声底下,好处是其精度可以达到1个厘米,这是测距能力。那原来几十米、上百米,我们现在可以做到1个厘米以下,顶量是1毫米。跟过去比,我们的精度还是有非常强的优势。另外一个就是刚才的多精问题,直接测量不行,那这个问题也是一个挑战。运营商这个指纹、空间划分,划分越细精度越高,但是很难,成本很高。所以我们提出系列办法,把这个问题解决了。这个问题一解决,我们可以定到屋里面。原来的误差多大呢,50米到30米,一个房间是不可能定位的,那我们现在可以到1米以下。还有,就是整个手机下面有很多传感器。我们前面解决了单个网的高精度感知和定位难题,但是无线网在地面分布,它的信号全部受各种环境干扰,有盲区,盲区就不可靠,对机器服务来讲影响很大。那怎么办呢?我们可以把多种传感器融合在一起,因为地面上有很多资源,而手机有11个以上传感器。把这问题一解决那就好办多了,当然期间也会面临一系列问题。包括记录啊、同步啊,包括我们的优化等等,还存在木桶效应。

      解决可靠性的同时,我们把精度也给提高了,但同时也形成了一系列的相关知识产权,包括支撑我们从信号测量、估计预测到矫正的一系列的技术体系,还有一系列应用问题。同步性能可以达到3个拉秒以下,一个拉秒0.3米,3个拉秒就0.9米,也就一米以下。而它的定位精度也可以提高15%以上。另外跟卫星能不能打通,两颗卫星不能定位,三颗卫星也定不了。可以用计算的方式组合起来,解决它的高精度定位难题。

      前期的推广应用,包括跨境生产安全,包括重大活动,还有我们的化工生产,我们在全国好几百家大型化工企业都进行了安装,咱们国家大型化工企业在全球是排在第一位的。那有了这些手段以后,我们原来的被动响应就可以变成主动防御了,很多事故也可以遏制在摇篮里。还有我们的实时交通,大家现在用手机打车,车在哪人在哪一清二楚。十几年前,光靠卫星是解决不了这个问题的。而且运营时间平均减少17%。还有就是我们在远海域做定位导航,面向远海工程建设可以做到厘米级,这比GPS精度高了好几倍。还有地铁工程建设,地面用卫星,地下卫星信号就没了,那我们用无线通信网可以延伸。这在国际上,多国家地区都有应用。

      我们前面通过一系列研究证明,所有的无线通讯资源都可以赋能新的高精度施工感知的能力,而不改变、不影响原有的通讯服务能力,这是它最大的好处。那5G网在这种技术支撑下,它就可以拓展业务服务能力,改变我们现在的这个运行环境。但5G网最早的时候,白天开晚上关,运行能耗很高、业务有限,因为它把4G业务挪到5G业务显然是满足不了5G运营服务的需求,也提供不了5G运行的这个条件,运行获利很难。所以运营商就不愿意用5G网开展更多的业务。但是,这个业务的开展也发现了新的问题,它的手要从原来工信部延伸到别的部委,像交通由交通部管,应急由应急部管,而北斗还属于我们的装化部管,所以工信部要协调各个部委共同来推动我们的5G新业务的发展。

      5G的新特点:带宽高,还有低实验,可以满足工业场景用。我们现在煤矿底下有327万矿工,这些矿工要想安全怎么办呢?矿井长度很长,几十公里,那我们在地面上必须对矿井底下所有的状态进行监控、控制、操作,这才有可能实现煤矿智能化运行。智慧矿山是我们新的一个产业,必须解决这些问题才有可能推动。那后面还有智能交通,隧道里面我们可以做到0.3米。咱们国家公路发展很快,上万个隧道目前没法用卫星监控,所以公共交通的安全也是一个新的隐患。

      在这个技术之上,我们提出了一系列国际标准。应该说在国际上,我们在引领全球无线通讯网的高精度发展,从原来的米级可以到分米级、亚米级,这是领跑。咱们4G网是领跑世界,这个卫星导航的是领航世界,那北斗加5G合起来同样还是领跑世界。这是1、2、3、4、5G的演进,原来是上百米,现在是亚米级。

      最后简单讲一下展望。第一个,前面证明所有的通信资源都可以赋能新的能力,对我们运营商来讲,这无疑开辟了新的田地,以支撑服务业务发展。我们构建从天到地的全空域、全时域、全平域的一个体系,来满足高精度、高可靠、高科研的服务。第二个,人机物位置服务。第三个融合移动互联,可以创新数字经济新的服务业态。第四个,千里之堤,毁于蚁穴,那我们反过来讲,千里之堤可不可以不毁于蚁穴?毫无疑问一群鸟飞起来没见追尾的,人开车天天追尾。怎么办?需要一系列的技术来支撑、来拓展。还有我们的无人机要低空开放,无人机低空开放就必须要解决服务性的高精度高科技定位。还有推动数字经济的发展需要施工大数据的底座。还有最重要的支持智慧的能源,包括我们的这个碳中和,这是我们当前面临的国际形势要求。时空在其中将会发挥重大作用,帮助构建一个Nye的产业链条。

      因为时间关系,我今天就简单汇报到这里,谢谢大家!


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