5G技術在軌道交通內的應用研究

盧錦君

摘 ? 要：隨著我國城市軌道建設的不斷完善，城市軌道內部的信息通信技術也愈發受到人們的關注。近年來，隨著4G技術的發展，5G技術也逐漸出現在了人們的視野范圍之中，如何更好地將5G技術應用在日常的軌道交通內，在根本上優化原有的通信網絡信號問題，加深5G信息網絡的覆蓋面積，為城市軌道交通的管理作出幫助的同時促進其發展，是值得思考的問題。由此，文章通過對現階段5G通信技術的概念進行研究，探究其實際應用的可行性，同時，為后續5G技術在實際城市軌道中的應用打下夯實的理論基礎。

關鍵詞：5G技術;軌道交通;應用

隨著互聯網通信技術的發展，人們對于移動客戶端的使用也愈發熟練和普及，同時，隨著城市軌道交通的發展，人們或多或少都遇到過在軌道中丟失信號的問題[1]。由此，加強原有的城市軌道交通信息通信系統的建設就成了現階段人們關注的重點。同時，隨著4G信息通信網絡技術在我國城市軌道建設中的逐漸應用，科學技術的革新在基于4G信息通信的基礎上為我國帶來了更加具備承載能力和信息傳播速率的5G通信技術，在這一背景下，如何結合城市軌道交通內的實際情況，合理地開展影響5G技術的應用，就成了現階段人們迫切需要解決的問題之一[2]。

1 ? ?5G技術的概念及其優勢

1.1 ?5G技術的概念

我們常說的5G技術，大都是第5代移動通信技術的簡稱，是在基于第4代移動通信技術的基礎上所進行革新和延伸的新型移動通信技術[3]。就目前的研究來看，相對于傳統的4G技術來說，5G技術大都針對現階段的新型技術進行了更加細致的整合，從而實現了能夠滿足用戶更多需求的效果。例如，就目前來說，5G技術已經通過在實際應用過程中加入可以拓展的參數配置，從而有效地提升信息溝通容量的效果，滿足了能夠保障大規模數據同時進行網絡連續的需求，實現了針對大量資源的高效運算[4]。就目前來說，5G技術是現階段最為先進的網絡通信技術之一，不僅能夠在傳統層面上優化實際通信技術行業的產能配比，還能夠有效地貼合現如今我國社會建設對于信息通信行業的客觀需求。

1.2 ?5G技術的應用優勢

縱觀現階段的5G技術，本文認為其應用優勢大都集中表現在如下幾個方面：（1）5G技術具備較高的場景運行能力，能夠滿足城市軌道建設環節高速行駛的列車對于車輛控制系統的需求，在實現能夠針對列車運行狀態參數進行高效傳遞的同時，能夠有效保障實際列車運行的相對穩定。（2）5G技術能夠有效實現其局域網內部的數據溝通，從而在確保可靠性能級的同時降低場景的延遲，優化實際的通信效果。（3）5G技術能夠滿足較大規模的通信設備同時進網的需求，能夠擴大通信所涉及的范圍，幫助多人同時進行網絡交流，為我國未來構建“物聯網”夯實基礎。（4）5G技術能夠在保證信息傳輸準確性的同時，為通信網絡的使用者提供更加自由、開放的互聯網場景構建，從而確保后續網絡安全，同時增加其應用過程中的高度互動。相對于傳統的4G通信技術來說，5G技術不僅具備了更高的傳輸速率，還能為使用者們提供更大容量的信息資源，增加了網絡資源的使用效率，為未來實現移動網絡的發展打下了基礎。

2 ? ?5G技術在軌道交通中的應用研究

就目前來說，我國城市軌道交通的建設愈發完善，傳統的衛星網絡通信已經無法在根本上滿足人們日益增長的即時通信需求[5]，由此，5G技術正逐漸代替傳統的4G通信技術被應用在實際的城市軌道交通環節，其應用的覆蓋技術思路如圖1所示。

根據以往的研究可以發現，這一階段比較常見的通信頻率大都應用在1 785～1 805 Hz之間，不同城市軌道區域通常會對這一部分頻率設置不一樣的應用限制，但是需要注意的是，一般情況下用于軌道通信的網絡帶寬大都不會超過10 M，由此，如果想要保障通信的順利進行，就需要應用半雙工的方式進行相應通信，在確定上下吞吐量的同時針對其不同的通信業務設置不同的通信等級，進而規劃不同的通信傳輸速率[6]。與此同時，由于城市軌道交通會比較容易出現短時間內多輛列車依次通過的現象，為了保障不同列車之間不出現相互干擾的問題，就必然需要針對其信息通信的質量進行優化，從而在保證列車運行情況的同時避免出現通信方面的延遲。例如，在原有4G信息通信的基礎上所開展的通信業務，其客戶兩端的傳輸時間最小延時在11.5 μs左右，最長延時不超過67 μs，平均延時則控制在16 μs左右，根據測算可以判斷，在應用了5G技術之后，這一通信延遲問題能夠在很大程度上得到改善，最短的延遲時間有望不超過1 μs。

相對于傳統的4G技術，5G技術的應用能夠有效針對原有的系統機構進行簡化，從而實現了不經由基站便能夠進行中轉，還能夠實現更加高效的列車間通信的效果，5G技術分布式基站布置如圖2所示。

3 ? ?5G技術在軌道交通中應用的注意事項

就目前來說，雖然我國5G技術的發展已經十分成熟，但是其技術的實際應用仍舊處于比較初期的階段，在實際的應用過程中難免會遇到各種各樣的挑戰，由此，本文認為就實際的5G技術在軌道交通中的應用來說，應著重注意以下幾個問題：

首先，在進行城市軌道交通超密集的網絡構建環節，由于其信號覆蓋的需求會比較大，需要針對原有的通信容量進行擴展，增加其頻譜效率的同時優化原有的網絡配置情況[7]。其次，在進行分布式基站的通信過程時，為了更好地優化其實際的傳輸效率，降低資源的支出，就更應該針對其網絡技術進行二次優化，從而盡快地實現網絡資源共享，同時，構建一系列能夠滿足預期通信需求的5G技術應用。最后，在5G技術的應用環節不能操之過急，要秉持循序漸進的原則，優化其兼容性的同時，為保證軌道交通的安全運行打下基礎。

4 ? ?結語

綜上所述，隨著科學技術的發展，我國信息通信技術也在隨之發生著改變，近年來，隨著我國4G技術研究的不斷推進，5G技術也逐漸出現在了人們的視野范圍之中，以期能夠為人們帶來更好的信息通信效果，為城市的建設添加助力。而在城市的軌道交通中應用5G技術，則能夠在有效保障軌道交通靈活性的同時，優化其實效性，幫助未來我國智能化城市的建設。

[參考文獻]

[1]黃宗偉.5G通信技術應用場景及關鍵技術[J].電子技術與軟件工程，2019（15）：19-20.

[2]楊燁.全媒體時代5G+AI讓時政報道更出彩—以深圳衛視《正午30分》2019年全國兩會報道為例[J].視聽，2019（8）：71-72.

[3]彭德義.基于機器學習的5G無線通信物理層關鍵技術研究[J].湖南工程學院學報（自然科學版），2019（3）：37-43.

[4]高聰，宋立臣，裴曌宇.5G通信技術在城市軌道交通中的應用研究[J].信息系統工程，2019（6）：155.

[5]楊亮，劉艷霞.淺析5G通信技術在城市軌道交通中的應用[J].電子世界，2019（3）：189，191.

[6]高翔.5G移動通信技術在城市軌道交通車地無線通信系統中的應用[J].城市軌道交通研究，2018（S2）：61-64.

[7]江波，段俊，王津升，等.5G通信技術在城市軌道交通中的應用探討[J].現代城市軌道交通，2018（12）：6-9.