5G通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用探析

李鵬

摘 要 信息技術(shù)的革新與普及為通信的發(fā)展帶來了新的應(yīng)用前景，5G 通信技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用就是最好的證明。目前，5G 通信技術(shù)以其移動(dòng)性較高、信號穩(wěn)定性較強(qiáng)、覆蓋范圍較廣等特點(diǎn)漸漸被運(yùn)用到城市通信中來。本文以城市軌道交通中的5G 通信技術(shù)為立足點(diǎn)，探討我國5G 通信技術(shù)的優(yōu)勢與該技術(shù)推廣的必要性，從而得出5G 通信技術(shù)應(yīng)用需要進(jìn)一步發(fā)展的一般性結(jié)論，僅供參考。

關(guān)鍵詞 5G通信;城市軌道;應(yīng)用

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，我國信息化水平的不斷提高，過往的通信技術(shù)已經(jīng)漸漸不能滿足人們的日常生活需要，5G 通信技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生。在過去的城市通信運(yùn)用中，軌道交通的通信服務(wù)呈現(xiàn)出信號斷聯(lián)、速度慢、穩(wěn)定性較差等特點(diǎn)[1]，不利于乘客們通信生活的正常進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響到列車的正常運(yùn)營無法保障乘客的生命安全。而5G 通信技術(shù)在現(xiàn)階段的發(fā)展中，不僅優(yōu)化了過去存在的網(wǎng)絡(luò)框架缺陷，還在此基礎(chǔ)上合理調(diào)度了網(wǎng)絡(luò)資源，有效降低了通信帶來的耗能，提升了通信質(zhì)量。因此，探討5G 通信技術(shù)在城市軌道交通中的運(yùn)用十分有必要。

15G通信技術(shù)的概念及優(yōu)勢

5G移動(dòng)通信技術(shù)是在4G 移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行信息處理能力的改造和創(chuàng)新的產(chǎn)物，該技術(shù)的主要特點(diǎn)是信息傳輸規(guī)模大、多點(diǎn)無線傳輸、信號穩(wěn)定且快速等[2]。5G移動(dòng)通信技術(shù)相較于4G 移動(dòng)通信技術(shù)，具有十分鮮明的優(yōu)勢：①5G移動(dòng)通信技術(shù)通過技術(shù)的創(chuàng)新來提高用戶的體驗(yàn)，如虛擬現(xiàn)實(shí)、交互式游戲、網(wǎng)絡(luò)速度、3D應(yīng)用等都是重要的評價(jià)技術(shù)指標(biāo);②5G移動(dòng)通信技術(shù)的重心由4G 移動(dòng)通信技術(shù)的點(diǎn)對點(diǎn)轉(zhuǎn)向?yàn)槎帱c(diǎn)傳輸，更依賴于多天線、多區(qū)域組網(wǎng)而不是單一的物理層來實(shí)現(xiàn);③5G 移動(dòng)通信技術(shù)也在技術(shù)架構(gòu)上有所創(chuàng)新，將更多的高頻段頻譜資源運(yùn)用進(jìn)來[3];④5G移動(dòng)通信技術(shù)更為靈活，擁有“軟”配置功能，可根據(jù)用戶具體需求整合相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源，有效降低運(yùn)營成本。

25G通信技術(shù)運(yùn)用在城市軌道交通中的必要性

相較于有線通信系統(tǒng)，無線通信系統(tǒng)擁有通信即時(shí)、運(yùn)營成本較低、能夠滿足不同運(yùn)營環(huán)境對通信的要求等優(yōu)點(diǎn)，在城市軌道交通中已經(jīng)得到了普遍運(yùn)用。我國城市軌道現(xiàn)已全面應(yīng)用2.4GHz頻段，并用WLAN技術(shù)完成了車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。特別是在上海、深圳、廣州等地已經(jīng)將LTE技術(shù)與CBTC系統(tǒng)相搭配運(yùn)用在城市軌道中去，且在列車控制系統(tǒng)中單獨(dú)建立了LTE網(wǎng)絡(luò)以提高運(yùn)行的安全性。其實(shí)，除了國內(nèi)地鐵CBTC、PIS等常見交通通信系統(tǒng)之外，車輛監(jiān)測的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸也需要利用無線通信來實(shí)現(xiàn)。而且，隨著未來軌道交通的發(fā)展，大量數(shù)據(jù)的傳輸如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、快速、安全、經(jīng)濟(jì)，都需要先進(jìn)的信息通信技術(shù)作為保障，因此，5G移動(dòng)通信技術(shù)在城市軌道交通中的運(yùn)用是大勢所趨。

35G通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用探討

3.1 5G通信技術(shù)在城市軌道交通中的作用

5G通信技術(shù)由于正處于發(fā)展階段，并未在城市軌道交通中普遍應(yīng)用。就目前階段，5G通信技術(shù)最先被運(yùn)用在軌道車輛的控制系統(tǒng)中。5G通信技術(shù)帶來的D2D通信功能能夠使車輛之前的通信擺脫基站的束縛，實(shí)現(xiàn)相互間的直接通信，這就保證了信息傳遞更為迅速，減少了延遲的可能[4]。除此之外，5G通信技術(shù)使列車網(wǎng)絡(luò)鏈更為可靠，其在交通系統(tǒng)終端中的應(yīng)用，能夠設(shè)備與設(shè)備之間互相成為通信鏈路，彼此成就，縮短了信息傳遞的周期，同時(shí)也使列車通信設(shè)備的維護(hù)工作化繁為簡，將通信的能耗降低，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通的綠色通信。

3.2 5G通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用

雖然5G通信技術(shù)存在諸多優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際應(yīng)用中還是存在不少問題。①想要5G通信技術(shù)的暢快運(yùn)行，需要在通信環(huán)境下安裝大量天線陣子單元以提供硬件保障，然而較大的設(shè)備體積無法在列車或者軌道上安裝。②5G的頻點(diǎn)目前在國際上未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，我國使用的是毫米波段，該頻段需要借助低功耗的設(shè)備才能得以實(shí)現(xiàn)，這意味著仍舊需要在列車和軌道上安裝大量的低功耗設(shè)備。③由于當(dāng)前5G通信技術(shù)并不十分成熟，因此會(huì)存在信息泄露、相關(guān)硬件設(shè)備支持不足而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行不夠穩(wěn)定等情況，這也在無形中加大了技術(shù)人員維護(hù)難度。針對以上問題，5G通信技術(shù)在城市軌道交通中的具體運(yùn)用，需要按照循序漸進(jìn)的基本原則，以列車安全運(yùn)行為第一。

5G通信技術(shù)的應(yīng)用可以參考4G通信技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。神華鐵路自2011年啟用4G通信技術(shù)測試后，總耗時(shí)5年左右才將該通信技術(shù)在軌道交通上得到普遍推廣應(yīng)用[5]。那么由此可以看出，無線通信設(shè)備與系統(tǒng)的研發(fā)周期較長，需要大量資源作為支撐。當(dāng)前5G通信技術(shù)正處于發(fā)展階段，對于正在使用LTE網(wǎng)絡(luò)與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的城市軌道交通來說，應(yīng)用到實(shí)際，還有很長一段時(shí)間，需要充分考慮其技術(shù)的可實(shí)施性。當(dāng)前，將4G通信技術(shù)與較為成熟的5G通信功能融合起來，根據(jù)各個(gè)城市軌道交通的通信特點(diǎn)，具體規(guī)劃和布局，充分優(yōu)化通信資源，才是比較理想的通信措施。

4結(jié)束語

5G通信技術(shù)代替4G通信技術(shù)是大勢所趨，也是人們對于通信要求提高的必要選擇。由于無線技術(shù)的研究與開發(fā)是一個(gè)較為漫長的過程，需要大量的人才、資金的投入。因此，想要5G通信技術(shù)快速在城市軌道交通中普遍推廣，需要高校培養(yǎng)相應(yīng)的人才，社會(huì)各界給予試驗(yàn)場地、資金等資源的支持。在未來，5G通信技術(shù)到來相較4G通信技術(shù)來說，會(huì)給人類生活帶來更為翻天覆地的變化。

參考文獻(xiàn)

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[2] 黃霽.5G無線通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用探討[J].都市快軌交通，2019，32（5）：33-37.

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