通信技術(shù)在城市軌道交通中的具體應(yīng)用

蔣影

摘?要：隨著5G時代的到來，我國已逐步將這種新型通信技術(shù)應(yīng)用于各個領(lǐng)域，其中就包括城市軌道交通的建設(shè)。本文詳細(xì)分析了通信技術(shù)在城市軌道交通中的具體應(yīng)用，旨在增強(qiáng)將5G通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：5G通信技術(shù);城市軌道交通;研究;應(yīng)用

現(xiàn)如今，5G通信技術(shù)已進(jìn)入了人們的衣食住行中，在“行”方面，我國利用5G通信技術(shù)進(jìn)行城市軌道交通建設(shè)，使其軌道建設(shè)更具有安全性與可靠性。通過5G通信技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了公共基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)良建設(shè)，并創(chuàng)造了重要價值，是當(dāng)下被廣泛重視的課題之一。

一、5G無線通信技術(shù)的概述

第五代移動通信技術(shù)簡稱為5G技術(shù)，不同于3G與4G等移動網(wǎng)絡(luò)，5G通信技術(shù)是數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)，特色優(yōu)勢是數(shù)據(jù)的高速傳輸能力，最高可達(dá)到10Gbit/s，速度超于當(dāng)前有線互聯(lián)網(wǎng)，是4G技術(shù)的100倍。這種高速傳輸能力不僅便于人們對手機(jī)的日常使用，更對企業(yè)的高效辦公起到了重要作用。同時，網(wǎng)絡(luò)延遲時間也較低。例如4G網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間是30-40毫秒，而5G技術(shù)則是1毫秒甚至更低。5G技術(shù)還可以運用于遠(yuǎn)程醫(yī)療等網(wǎng)絡(luò)連接，具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性與安全性。通過對大規(guī)模天線陣列技術(shù)、全頻譜接入技術(shù)的運用，在很大程度提升系統(tǒng)頻譜效率的同時，也增強(qiáng)了其資源處理能力，使其具有超大網(wǎng)絡(luò)容量及提供千億設(shè)備的連接能力，滿足了物聯(lián)網(wǎng)的通信需求。

二、5G技術(shù)應(yīng)用在城市軌道交通中的可行性

以往將4G技術(shù)應(yīng)用在城市軌道交通中，雖在通信技術(shù)上有很大提升，但在一些特殊條件下還是會受到諸多限制。例如，在列車高速運行或通過一些城市建筑時，會出現(xiàn)信號較弱或無信號的情況，尤其對于我國目前在軌道交通運作中產(chǎn)生較多的信息，這一點已經(jīng)使4G技術(shù)出現(xiàn)不適應(yīng)的狀況，對軌道交通通信產(chǎn)生了不良影響。而通過5G技術(shù)的使用，則可以有效地改善通信狀況，幫助軌道交通建立了良好的通信能力，更好的服務(wù)于軌道交通的通訊需求。

三、通信技術(shù)在城市軌道交通中的運用方式分析

3.1應(yīng)用于高速通信

就目前而言，我國城市軌道交通通常多采用LTE-M系統(tǒng)，系統(tǒng)頻段為1785—1805MHz，但因其各地使用頻率有所差異，故而在城市軌道交通中只允許使用10MHz寬帶來避免其受到限制。并且將10MHz寬帶分為A、B雙網(wǎng)冗余方式。但隨著軌道交通通信的變化，例如同一地點的多輛列車同時進(jìn)行視頻及通信傳輸時，發(fā)現(xiàn)此通信速率依然無法滿足城市軌道交通對通信技術(shù)的要求。而5G技術(shù)則可以通過利用不同的技術(shù)類型，有效解決這些問題。利用高頻譜效率，在原有寬帶基礎(chǔ)上，使通信速率得到提升，解決了傳輸慢的問題;5G通信的高頻段技術(shù)，很大程度上實現(xiàn)了高速通信與短距離通信，使通信更為便捷高效。與4G技術(shù)相比，5G的頻譜效率提升約5—10倍，對頻譜資源緊張問題進(jìn)行了明顯的優(yōu)化。因此，將5G通信技術(shù)應(yīng)用在高速通信上，不僅簡化了新線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方式，使多路高清視頻得以增長，同時也為日后軌道交通維護(hù)工作提供了保障。此外，也為開展施工建設(shè)工作提供了重要的信息條件。

3.2應(yīng)用在于端到端通信

當(dāng)前，為更好的保障軌道旁交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的穩(wěn)定運行，通常會出現(xiàn)列車停運或降級行駛的問題，并通過采用CBTC系統(tǒng)，最大程度的保證通信效果的優(yōu)良。為此，就需要在列車運行線路中規(guī)劃出兩個相對獨立的通信網(wǎng)絡(luò)，使一方出現(xiàn)故障后，另一方可以迅速及時的繼續(xù)承擔(dān)其通信工作。但因建立兩個獨立網(wǎng)路意味著需要在軌道旁再設(shè)置多個通信設(shè)施，會大大增加成本，同時還會延遲工期，形成對老舊線路改造的限制，使日后維護(hù)工作無法得到順利開展。

但通過有效的利用5G技術(shù)，則可以實現(xiàn)端到端的通信技術(shù)，使設(shè)備與設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)通信信息傳輸?shù)臅r，可以擺脫對中轉(zhuǎn)的需要。而利用端到端通信技術(shù)，僅需建立兩個獨立通信網(wǎng)絡(luò)即可，充分使通信技術(shù)之間互為冗余。同時，在軌道旁網(wǎng)絡(luò)通信出現(xiàn)問題時，列車間依據(jù)可實現(xiàn)通信及連接的直接傳輸，使兩車及時掌握對方的運行位置及當(dāng)下狀況，有效保證了列車的安全運行。

3.3 應(yīng)用于大規(guī)模天線列陣中

大規(guī)模天線陣列基于多用戶波束形成的原理，通過空間隔離，在同一頻率資源上同時傳輸幾十條信號，因其充分對空間資源進(jìn)行挖掘，可以更好利用寶貴而稀缺的頻帶資源，幾十倍的實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量的提升。而5G通信技術(shù)的優(yōu)勢可以有效應(yīng)用在大規(guī)模天線陣列中，利用其特性，在保證其資源的同時為各個用戶提供相應(yīng)服務(wù)。

利用這一優(yōu)勢，使通信數(shù)據(jù)的傳輸更具安全可靠性。將5G通信技術(shù)應(yīng)用其中，可以在未來的城市軌道交通通信中，使其具備設(shè)備海量接入的能力;5G通信技術(shù)應(yīng)用在大規(guī)模天線列陣中，根據(jù)元間信號的互為相干性特征，也實現(xiàn)了波束賦形，利用其波束賦形技術(shù)具有的方向性，掌握列車運行的位置信息，使列車在運行時更加安全穩(wěn)定。因此，將5G通信技術(shù)應(yīng)用在大規(guī)模天線列陣中，不僅充分?jǐn)U大了系統(tǒng)容量，還能有效提高通信質(zhì)量，并在復(fù)雜的環(huán)境條件下，依然能夠保持良好通信性，具有極為重要的價值。

3.4應(yīng)用于綠色通信中

我國目前通信技術(shù)正在穩(wěn)步發(fā)展，隨著5G時代的到來，如何有效實現(xiàn)綠色通信是5G通信時代最需要重視的研究方向之一。為此，我國已深刻認(rèn)識到資源保護(hù)等一系列環(huán)保行為的重要性，并大力開展解決方案。而城市軌道交通不僅作為城市公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，更是與推進(jìn)城市發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系。因此一定要起到表率作用，適時降低通信能量的損耗度。通過5G通信技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)部署的優(yōu)化，資源數(shù)據(jù)的優(yōu)化，做好環(huán)境的監(jiān)管及保護(hù)工作，使其運行效率得以安全的穩(wěn)步提升，為城市軌道的建設(shè)與發(fā)展創(chuàng)造優(yōu)良條件。

四、結(jié)語

總而言之，隨著5G通信技術(shù)的快速發(fā)展，其對人們生產(chǎn)生活的影響也更為明顯，而將其應(yīng)用于城市軌道交通建設(shè)，也可以更好的保證軌道交通的通信質(zhì)量，服務(wù)于其通訊要求，更好的助推我國交通系統(tǒng)的建設(shè)與進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]?李葉.通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2012，000（013）：1-4.

[2]?劉國華.移動通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2018.159（03）：198.