5G通信技術在城市軌道交通中的應用探析

李鵬

摘 要 信息技術的革新與普及為通信的發展帶來了新的應用前景，5G 通信技術的研發與應用就是最好的證明。目前，5G 通信技術以其移動性較高、信號穩定性較強、覆蓋范圍較廣等特點漸漸被運用到城市通信中來。本文以城市軌道交通中的5G 通信技術為立足點，探討我國5G 通信技術的優勢與該技術推廣的必要性，從而得出5G 通信技術應用需要進一步發展的一般性結論，僅供參考。

關鍵詞 5G通信;城市軌道;應用

隨著通信技術的不斷發展，我國信息化水平的不斷提高，過往的通信技術已經漸漸不能滿足人們的日常生活需要，5G 通信技術由此應運而生。在過去的城市通信運用中，軌道交通的通信服務呈現出信號斷聯、速度慢、穩定性較差等特點[1]，不利于乘客們通信生活的正常進行，嚴重時還會影響到列車的正常運營無法保障乘客的生命安全。而5G 通信技術在現階段的發展中，不僅優化了過去存在的網絡框架缺陷，還在此基礎上合理調度了網絡資源，有效降低了通信帶來的耗能，提升了通信質量。因此，探討5G 通信技術在城市軌道交通中的運用十分有必要。

15G通信技術的概念及優勢

5G移動通信技術是在4G 移動通信技術的基礎上進行信息處理能力的改造和創新的產物，該技術的主要特點是信息傳輸規模大、多點無線傳輸、信號穩定且快速等[2]。5G移動通信技術相較于4G 移動通信技術，具有十分鮮明的優勢：①5G移動通信技術通過技術的創新來提高用戶的體驗，如虛擬現實、交互式游戲、網絡速度、3D應用等都是重要的評價技術指標;②5G移動通信技術的重心由4G 移動通信技術的點對點轉向為多點傳輸，更依賴于多天線、多區域組網而不是單一的物理層來實現;③5G 移動通信技術也在技術架構上有所創新，將更多的高頻段頻譜資源運用進來[3];④5G移動通信技術更為靈活，擁有“軟”配置功能，可根據用戶具體需求整合相應的網絡資源，有效降低運營成本。

25G通信技術運用在城市軌道交通中的必要性

相較于有線通信系統，無線通信系統擁有通信即時、運營成本較低、能夠滿足不同運營環境對通信的要求等優點，在城市軌道交通中已經得到了普遍運用。我國城市軌道現已全面應用2.4GHz頻段，并用WLAN技術完成了車地無線網絡的構建。特別是在上海、深圳、廣州等地已經將LTE技術與CBTC系統相搭配運用在城市軌道中去，且在列車控制系統中單獨建立了LTE網絡以提高運行的安全性。其實，除了國內地鐵CBTC、PIS等常見交通通信系統之外，車輛監測的相關數據傳輸也需要利用無線通信來實現。而且，隨著未來軌道交通的發展，大量數據的傳輸如何實現穩定、快速、安全、經濟，都需要先進的信息通信技術作為保障，因此，5G移動通信技術在城市軌道交通中的運用是大勢所趨。

35G通信技術在城市軌道交通中的應用探討

3.1 5G通信技術在城市軌道交通中的作用

5G通信技術由于正處于發展階段，并未在城市軌道交通中普遍應用。就目前階段，5G通信技術最先被運用在軌道車輛的控制系統中。5G通信技術帶來的D2D通信功能能夠使車輛之前的通信擺脫基站的束縛，實現相互間的直接通信，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通信技術使列車網絡鏈更為可靠，其在交通系統終端中的應用，能夠設備與設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，同時也使列車通信設備的維護工作化繁為簡，將通信的能耗降低，實現城市軌道交通的綠色通信。

3.2 5G通信技術在城市軌道交通中的應用

雖然5G通信技術存在諸多優點，但是在實際應用中還是存在不少問題。①想要5G通信技術的暢快運行，需要在通信環境下安裝大量天線陣子單元以提供硬件保障，然而較大的設備體積無法在列車或者軌道上安裝。②5G的頻點目前在國際上未有統一的標準，我國使用的是毫米波段，該頻段需要借助低功耗的設備才能得以實現，這意味著仍舊需要在列車和軌道上安裝大量的低功耗設備。③由于當前5G通信技術并不十分成熟，因此會存在信息泄露、相關硬件設備支持不足而導致的網絡系統運行不夠穩定等情況，這也在無形中加大了技術人員維護難度。針對以上問題，5G通信技術在城市軌道交通中的具體運用，需要按照循序漸進的基本原則，以列車安全運行為第一。

5G通信技術的應用可以參考4G通信技術應用的相關經驗。神華鐵路自2011年啟用4G通信技術測試后，總耗時5年左右才將該通信技術在軌道交通上得到普遍推廣應用[5]。那么由此可以看出，無線通信設備與系統的研發周期較長，需要大量資源作為支撐。當前5G通信技術正處于發展階段，對于正在使用LTE網絡與Wi-Fi網絡的城市軌道交通來說，應用到實際，還有很長一段時間，需要充分考慮其技術的可實施性。當前，將4G通信技術與較為成熟的5G通信功能融合起來，根據各個城市軌道交通的通信特點，具體規劃和布局，充分優化通信資源，才是比較理想的通信措施。

4結束語

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

參考文獻

[1] 熊珂.淺談無線通信技術在城市軌道交通通信業務中的應用[J].數字技術與應用，2019，37（10）：29-30.

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

[3] 廖佳鑫.5G通信技術在城市軌道交通中的應用研究[J].信息與電腦（理論版），2019，（15）：186-187.

[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] 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，2018，21（S2）：61-64.