智慧城市中5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用研究

倪國(guó)祥

（中時(shí)訊通信建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510030）

0 引言

智慧城市是智慧地球在局部的一種體現(xiàn)，智慧城市的發(fā)展建設(shè)對(duì)提高人類(lèi)生活品質(zhì)意義重大。特別是進(jìn)入到二十一世紀(jì)之后，世界范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)變得更加激烈，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)加速了信息的交流，人和人之間的空間距離縮小，無(wú)形中對(duì)現(xiàn)代城市管理帶來(lái)了較大的挑戰(zhàn)。在這樣背景下，需要相關(guān)人員尋找一種積極的思維理念和管理方式，并借助現(xiàn)代化、智能化、科技化、創(chuàng)新化的管理手段來(lái)協(xié)調(diào)人和人之間的關(guān)系，推進(jìn)智慧城市的建設(shè)。5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃產(chǎn)生了十分重要的作用，合理的規(guī)劃能夠?yàn)橹腔鄢鞘械拇蛟焯峁└行У男畔⒅С?，進(jìn)而能夠更好地實(shí)現(xiàn)智慧城市的建設(shè)發(fā)展。為此，文章結(jié)合5G移動(dòng)通信技術(shù)的基本內(nèi)涵和特點(diǎn)，就其在智慧城市打造中的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行探究。

1 智慧城市概述

智慧城市是一種新型城市發(fā)展形態(tài)，是以信息技術(shù)、通信技術(shù)為手段對(duì)城市發(fā)展過(guò)程中所涉及到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)、分析、整合和利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市資源的合理、全面、有效調(diào)控，實(shí)現(xiàn)人和城市的共贏發(fā)展。智慧城市的出現(xiàn)和發(fā)展能夠緩解城市化進(jìn)程中遇到的一系列問(wèn)題，一方面能夠升級(jí)和調(diào)整城市產(chǎn)業(yè)布局；另外一個(gè)方面還能夠促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變，改變?nèi)藗兊木幼∩罘绞?。智慧城市有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，管理方法的智能信息化。在新時(shí)期，為了能夠更好地促進(jìn)智慧城市建設(shè)，在城市發(fā)展的過(guò)程中逐步取代傳統(tǒng)城市發(fā)展模式，政府也根據(jù)各地區(qū)發(fā)展要求打造出了健康有序的管理模式，在這一管理模式的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域范圍內(nèi)信息的綜合治理。第二，方便快捷的生活。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完成信息的傳輸，將各個(gè)類(lèi)型的服務(wù)貫徹到人們的實(shí)際生活中，在極大限度上提升了人們生活的便利性和舒適性。

2 5G通信核心技術(shù)

2.1 OFDM優(yōu)化波形技術(shù)和多址接入技術(shù)

波形技術(shù)的使用能夠擴(kuò)大寬帶的應(yīng)用，提升頻譜發(fā)展效率，滿足5G高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸需求。多址接入技術(shù)在5G通信中的應(yīng)用能夠增強(qiáng)通信技術(shù)的穩(wěn)定性，提升頻譜效率，最終增強(qiáng)5G技術(shù)的連接性能。

2.2 新型網(wǎng)絡(luò)框架技術(shù)

第一，拓展時(shí)間間隔。將傅里葉變換時(shí)間降低到4G通信技術(shù)的12.5%，在靈活架構(gòu)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)同頻率、不同TTI多路徑信息傳播。第二，自包含集成子幀。通過(guò)打造復(fù)合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將傳輸數(shù)據(jù)信息確認(rèn)在一個(gè)子幀中，由此能夠有效降低通信延時(shí)性。

2.3 集群無(wú)線技術(shù)

在5G技術(shù)的組合應(yīng)用下能夠提升通信信息的傳輸性能。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中借助先進(jìn)的技術(shù)形式打造出多個(gè)基站，從而提升信道的總體容量。同時(shí)，配合智能波束成型技術(shù)形式還能夠提升信號(hào)的集中度，拓展信號(hào)的覆蓋范圍。

2.4 社會(huì)關(guān)系感知技術(shù)

按照社會(huì)網(wǎng)路基本原理，整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)上的終端節(jié)點(diǎn)重要程度和活躍程度不同，各個(gè)節(jié)點(diǎn)在應(yīng)用的過(guò)程中會(huì)形成一種特殊的社會(huì)關(guān)系。為了能夠更好地發(fā)揮出這種特殊社會(huì)關(guān)系在提升信息轉(zhuǎn)發(fā)效率方面的作用，需要相關(guān)人員應(yīng)用先進(jìn)的5G技術(shù)形式對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度做出評(píng)估。在具體評(píng)估的過(guò)程中需要全面了解各個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡，包含節(jié)點(diǎn)的間隔時(shí)間、節(jié)點(diǎn)的相遇時(shí)間、節(jié)點(diǎn)的相遇頻率等。為了能夠更好地檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)作情況，要在系統(tǒng)控制中引入全局檢測(cè)方式，借助全局檢測(cè)方式來(lái)了解各個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系中的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息，從而感知社區(qū)結(jié)構(gòu)，了解各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的信息轉(zhuǎn)發(fā)和傳輸能力。

3 智慧城市中5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用范圍

3.1 智慧交通

交通是城市建設(shè)規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的建設(shè)發(fā)展深刻影響城市形象和城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。5G技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用表現(xiàn)在為各個(gè)車(chē)輛之間的感應(yīng)創(chuàng)設(shè)良好的被動(dòng)感知支持，從而提升城市交通功率。同時(shí)，在5G技術(shù)的支持下還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各個(gè)車(chē)輛的位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位，從而在車(chē)流量大的情況下減少車(chē)輛交通堵塞問(wèn)題的發(fā)生[1]。

3.2 智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是5G技術(shù)在智慧城市建設(shè)中又一項(xiàng)典型應(yīng)用，在5G技術(shù)的支持下電企能夠打破以往作業(yè)模式，打造出定制化的“行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)”。5G技術(shù)會(huì)促使智能城市呈現(xiàn)出電力流與信息流高度融合的特點(diǎn)，在電網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中能夠根據(jù)需要對(duì)各個(gè)能源設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，提升能源運(yùn)輸管理和使用效率。

3.3 智能家居

智能家居需要通過(guò)信息傳輸，以實(shí)現(xiàn)對(duì)家居設(shè)備的有效控制。智能家居系統(tǒng)的建設(shè)、完善和發(fā)展離不開(kāi)高寬帶、高速率網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的支持。和以往的4G技術(shù)應(yīng)用相比，5G技術(shù)具備較強(qiáng)的靈敏度、較高的傳輸效率、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將其應(yīng)用到家居建設(shè)中能夠滿足智慧城市發(fā)展建設(shè)對(duì)智能家居提出的要求，進(jìn)而為用戶(hù)提供更高質(zhì)量的家居體驗(yàn)，提高用戶(hù)的生活質(zhì)量。同時(shí)，在5G技術(shù)的支持下還能夠打造出智能化的安防控制系統(tǒng)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)盜竊現(xiàn)象，從而給用戶(hù)減少不必要的損失[2]。

3.4 智能照明

5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合可以形成智能的照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)會(huì)根據(jù)路段車(chē)輛數(shù)量、行人步行情況來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光，從而實(shí)現(xiàn)城市的智能化建設(shè)。同時(shí)，基于5G技術(shù)的智能化照明系統(tǒng)還能夠更好節(jié)省資源、能源，使得照明設(shè)施建設(shè)滿足我國(guó)可持續(xù)發(fā)展要求。

3.5 智能駕駛

自動(dòng)駕駛與遠(yuǎn)程駕駛都屬于智能駕駛的范圍，汽車(chē)廠家可借助5G技術(shù)高寬帶、低延時(shí)的特點(diǎn)來(lái)解決自動(dòng)駕駛過(guò)程中出現(xiàn)的一系列安全問(wèn)題。同時(shí)，在5G技術(shù)的支持下還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程駕駛模式，通過(guò)遠(yuǎn)程操控管理能夠?yàn)橐恍┨厥猱a(chǎn)品的運(yùn)輸提供更為便利的支持，在實(shí)際運(yùn)輸管理的過(guò)程中能夠充分保障駕駛?cè)藛T的安全?；?G技術(shù)的車(chē)載智能計(jì)算平臺(tái)如圖1所示。

圖1 基于5G技術(shù)的車(chē)載智能計(jì)算平臺(tái)

4 智慧城市中5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用部署優(yōu)化

4.1 5G移動(dòng)通信技術(shù)在城市主體規(guī)劃中的應(yīng)用

在信息技術(shù)的快速發(fā)展下[3]，新的城市發(fā)展模式也由此出現(xiàn)，先進(jìn)技術(shù)在城市管理中的應(yīng)用能夠有效提升數(shù)據(jù)工作質(zhì)量。5G移動(dòng)通信技術(shù)在城市規(guī)劃管理中的應(yīng)用會(huì)為智慧城市的建設(shè)提供更加有力的支持，比如千兆光纖技術(shù)在城市建設(shè)中的應(yīng)用能夠更好地完善網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，使得整個(gè)城市的發(fā)展規(guī)劃更加明確，城市工作規(guī)劃中的內(nèi)容也更加完善。同時(shí)，移動(dòng)通信公司也需要立足自身發(fā)展需要，充分發(fā)揮出城市建設(shè)的主導(dǎo)作用，立足高標(biāo)準(zhǔn)、高要求和超前規(guī)劃的總體部署進(jìn)行5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，確保高頻率寬帶基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的一步到位。

4.2 5G移動(dòng)通信技術(shù)在城市人口控制規(guī)劃中的應(yīng)用

人口數(shù)量對(duì)通信用戶(hù)使用量的預(yù)測(cè)分析起著十分重要的作用，在5G移動(dòng)通信技術(shù)的支持下能夠更好地分析人口總數(shù)量和用戶(hù)之間的規(guī)模變化。在對(duì)用戶(hù)使用量進(jìn)行預(yù)測(cè)分析的過(guò)程中需要應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)形式來(lái)對(duì)人口規(guī)模做出一個(gè)合理性的規(guī)劃，并借助先進(jìn)的設(shè)備來(lái)對(duì)城市未來(lái)發(fā)展規(guī)劃做出綜合性的考量[4]。同時(shí)，在發(fā)展的過(guò)程中還可以從用戶(hù)的數(shù)量和費(fèi)用角度入手，在智慧城市建設(shè)的過(guò)程中將建設(shè)集約統(tǒng)籌規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)作為智慧城市建設(shè)的重要支撐力量，在城市化進(jìn)程的過(guò)程中強(qiáng)化通信基站的建設(shè)，提升移動(dòng)基站信息共享率，實(shí)現(xiàn)寬帶信號(hào)信息的全面覆蓋[5]。

4.3 5G移動(dòng)通信技術(shù)在規(guī)劃中的應(yīng)用

伴隨時(shí)代的進(jìn)步發(fā)展，5G移動(dòng)通信技術(shù)的普及應(yīng)用開(kāi)始成為一種可能。在將5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用到智慧城市建設(shè)的過(guò)程中要充分關(guān)注安全建設(shè)，以安全性規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)為核心來(lái)對(duì)其中的重要行業(yè)進(jìn)行信息化保護(hù)，在城市規(guī)劃建設(shè)的過(guò)程中形成一種合理的防護(hù)體系，打造出完善的安全結(jié)構(gòu)，尊重城市化建設(shè)過(guò)程中所有信息的產(chǎn)生、存儲(chǔ)管理、處理應(yīng)用，對(duì)以上信息流通環(huán)節(jié)實(shí)施必要的監(jiān)督控制，避免在智慧城市建設(shè)的過(guò)程中出現(xiàn)信息安全漏洞[6]。在安全系統(tǒng)建設(shè)中可以將運(yùn)行過(guò)程的安全管理、大數(shù)據(jù)技術(shù)的綜合使用、應(yīng)急響應(yīng)等作為建設(shè)的重要內(nèi)容，加快打造出一個(gè)動(dòng)態(tài)化的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)管理體系，在這個(gè)體系的作用下及時(shí)發(fā)現(xiàn)智慧城市運(yùn)作中可能出現(xiàn)的安全隱患[7]。

4.4 5G移動(dòng)通信技術(shù)在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的應(yīng)用

在核心和中心模式的綜合作用下，5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃將會(huì)實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面的轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃會(huì)朝著縱深方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性也會(huì)得到保障。從發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，5G技術(shù)是一種立體化、多層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，借助5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的層次分析法能夠更好地分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的接入和控制，從而打造出一種協(xié)同控制模式，提升資源利用率[8]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智慧城市的建設(shè)發(fā)展離不開(kāi)5G移動(dòng)通信技術(shù)的推廣應(yīng)用支持，文章在闡述智慧城市內(nèi)涵和5G移動(dòng)通信核心技術(shù)的基礎(chǔ)上，就5G技術(shù)在智慧城市建設(shè)中各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了分析。未來(lái)，為了能夠使得5G技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用更好地滿足智慧城市建設(shè)需要，滿足用戶(hù)需求，相關(guān)人員需要采取科學(xué)合理的手段來(lái)進(jìn)一步提升移動(dòng)通信數(shù)據(jù)傳輸效率，并就當(dāng)前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的使用作出優(yōu)化調(diào)整，從而更好地發(fā)揮出5G通信技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的作用。