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刘经南：“5G+ 北斗”的意义、路径和愿景

来源： 新华网 日期：2019-12-12 责编： 环球科技网

用变化的声音（人类的语言也属变化的声音）和身体运动姿态变化来交流彼此对外界和相互的感知、认知和情感是动物和人类进化出通信智能的表现。行走、迁徙和圈地定居是动物和人类为生存而进化获得的定位（Positioning）、导航（Navigation）、察时知时节（Timing）的智能，简称为 PNT 智能。人类在一个地方待腻了要走，我们现在要到外太空去，这是人类爱行走的基因决定的。这表明，在人类的初期，通信、定位、导航和决策就是融合在一起的。现在把 5G 和定位导航系统，像我们中国的北斗系统，以及世界上互相兼容的GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)系统融合，简称“5G+BDS/GNSS”(BDS,即BeiDou Navigation Satellite System，中国北斗卫星导航系统)，就是通信、导航、授时和决策智能最新、最现代版的融合。

时间和空间位置是物质、能量、信息和人类自身运动与状态的表征，也是人类对其运动开展研究实现目标管理与对象控制的基础。随着科技的发展和社会的进步，人类对时空位置信息的需求从事后走向实时和瞬间，从静态走向动态和高速，从粗略走向精准和完备，从陆地走向海洋和天空，从区域走向广域和全球，从地球走向深空和宇宙。目前，正从实体空间走向虚拟网络空间，从自然走向人类自身和社会。它的应用只受人类想象力的限制，其特征是以 GNSS 为核心的时空位置服务网络联合泛在网或其他观测技术可感知物质、人类近地活动等任何能达到的宏观空间和大尺度时间（>um,>10E-2ns），即陆海空天和室内、地下，包括人类信息活动的虚拟空间——互联网。这就是“5G+ 北斗”，作为时间和空间位置基于通信的融合，与泛在测绘、位置服务所能够延伸拓展的依据。

移动通信的发展，从1G到4G是技术推动的，从4G到5G我们认为主要是靠需求推动。5G是一个多业务、多技术融合的移动通信网络，通过需求的牵引和技术的融合、演进和创新，满足未来广泛数据和连接的各种业务的快速发展需要，提升用户体验。另外，5G 的关键新技术是泛在化的组网，是多系统、多分层、多小区、多载波的；在城市有城市的组网方式，在农村需求少一点，人少一点，通信要求少一点，可能是另外一种组网方式。
智能与智慧是生物界才有的能力，动物智能是自然进化的最高形态，人类智能在其顶端。生物智能与智慧都离不开时间和空间位置上对外界的感知、认知，进而决策，并付诸行动适应生存。所以我们定义智能为：感知何处何时外界发生了变化，学习并记忆形成经验，推理上升为知识，决策思维，实现时间、位置与姿态精准协同来调控自身，适应外界，或者局部地调控改变外界状态，实现趋利避害。我给智慧下一个定义，大家可以批判性思考一下。所谓智慧，是在感知一定时空领域内的外界变化基础上，认知该时空域内的外界变化规律和作用机理，实现对外界在该空域内外未来或未知的变化进行预测，或对该变化预设趋利避害的调控。例如：蚂蚁的智慧是群体性的，我认为它的群体智慧超过了人类，水的高度不够就丢石头进去等等，这都表现出它的智慧。

基于大数据、计算能力和计算方法的新一代人工智能技术与各种技术加速互融互通，使社会生产和消费加速从工业化向自动化、智能化转变，人类因此进入智能时代，这是科技发展的必然结果，是智人将多种生物智能及人类自己的智能与智慧扩展到对自然与社会和机器进行感知、认知、管理和调控的必然结果。以人的智能为参考，把这些智能都发掘出来赋予人类、社会、环境，现在的智能建筑是一种环境，将来的智能道路也是一种环境，网络将来变成智能化也是环境，不光是赋能给机器。这是我对智能化的理解，在这样的基础上我们讨论“5G+ 北斗”融合的重要意义。

智能时代首先要把外界感知清楚，因此要用5G 发展泛在感知网，即广泛存在的感知网络，它以无时不有（时间）、无处不在（空间）、无所不包（内容的广泛性）、无所不能为基本特征扩展，基于个人和社会的需求，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、管控决策、使用等服务。互联网不能实现管控决策，所以就受到了制约。这样网络具有超强的环境感知、内容感知及智能性，为个人、行业和社会提供泛在、随动、按需、个性化的信息服务和管控应用。

从互联网、“互联网 +”、物联网到泛在网，信息网络的概念拓展了。物联网可以实现物与物、物与人之间信息的互联互通，目前的水平也只能实现信息的互联互通，还不能实现对外界的控制。而泛在网的目的就是实现人对虚拟空间和物理空间的感知、协同、融合与控制，需要广域及全球性的高精度时间和空间位置。

5G是智能化时代的基础设施，它高带宽、高速度、大容量、低功耗、低延时、万物互联、信息可感知、可调控。5G“极高速率、极大容量、极低时延”的特征，为满足未来虚拟现实、智能制造、自动驾驶等用户和行业的应用需求，提供基础支撑。5G 的时延是毫秒级的，但还不能实现汽车的远程控制；而且它是虚拟的，虚拟地点、虚拟位置，这些问题一定要解决。

解决问题需要新的基础设施，就是北斗/GNSS。定位、导航、感知时间和时节本身就是自然进化产生的生物智能，智能时代的“5G+ 北斗”可将这种 PNT 生物智能赋给机器和环境，发挥机器和网络环境的智能优势。人们将自然界的生物智能赋给机器、环境使其所产生的能力，就是人工智能。这就要考虑自然智能该怎么定义，不能像图灵机时代那样定义人工智能。基于“5G+ 北斗 /GNSS”的泛在测绘能力就是人类定位、导航、感知时间的智能基于现代技术的延伸，既是智能时代实现区域和广域乃至全球精确感知时空事件和目标信息的关键基础设施，也是实现支持广域和全球智能协同控制的赋能技术。

北斗 /GNSS 是唯一的全球性、高精度时空基准。其最大的好处是系统的全球性，能实现全球时间的精确同步，可以在广域甚至全球把感知时间和位置的能力赋给，赋 5G给其它的系统，赋给道路、环境。高精度导航增强技术对移动通信网、互联网赋能，给移动信息在网上瞬时位置定位，定其去向和瞬时流速，还能使移动互联网具有室内外定位无缝化一体化功能，实现城市全时域/全空域定位的智慧城市建设需求。北斗/GNSS 与5G 相互赋能，彼此增强。这样才能产生智能的五大能力：感知、学习、认知、决策、调控。因为调控需要在位置和时间上的精准协同，协同可能要达到微秒级、1000 倍甚至是 100 万倍。这五大功能，可以实现人类感知和调控物理时间能力。我们现在能够调控物理时间，但是不够精准、可靠；不能在关键时候实现调控，也不能在广域上实现调控；在一个小工厂、小车间内能够实现精准调控，但是在全球方面不能实现。以后就可以解决这些问题，实现工业互联网（CPS）的目标：让广域或全球性分布的物理设备在感知的基础上具有计算、通信、远程协同、精准控制和自治等五大功能，以实现人类感知和调控物理世界能力在时间、空间尺度方面的延拓。（节选自，新华网）

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