智慧城市中5G 移動通信技術應用研究

烏 達，陳劉喜

（內蒙古自治區郵電規劃設計院有限公司，內蒙古 呼和浩特 010020）

0 引 言

智慧城市建設需要現代化信息技術的支持，具體包括物聯網技術、信息化數據傳輸技術等。加強對智慧城市的建設，可以為人們的生活和工作提供更多的便利，以滿足人們需求。5G 移動通信網絡在智慧城市各領域中得到了廣泛應用，可以促進我國城市的可持續發展。

1 智慧城市與5G 通信網絡特點

1.1 智慧城市

在城市建設中積極融入現代化信息技術，可以加快傳統城市創新轉型進程，特別是大數據、物聯網等技術的運用，可以推動智慧城市建設工作穩定開展。與以往城市規劃相比，智慧城市服務更完善，且充分體現出現代化、智慧性以及高效便捷的特點，促進我國城市的可持續發展[1]。

1.2 5G 通信網絡特點

隨著我國網絡技術的不斷發展，用戶數量和業務需求不斷增加。4G 技術的實際體驗速率比較低，需要連接大量的終端。在5G 時代環境下，相較于4G 通信，其特點更為鮮明，具體表現在3個方面。一是傳輸速率明顯提升。目前長期演進（Long Term Evolution，LTE）等值速率在100 Mb/s，而5G 則在該基礎上有進一步的提高，可以切實滿足用戶的實際需求，增強其體驗感。二是具有多個連接接口，產生的功耗比較低。結合具體數據，5G 網絡數據連接密度達到106/km2，與4G 相比增加了100 倍，加之耗能比較小，因此可以提升效率。三是時延比較低。5G 網絡端與端間時延已縮短為4G 的1/5，能夠在高速度下進行有效通信[2]。

2 智慧城市中5G 移動通信技術的關鍵技術

2.1 無線網絡技術

為做好5G 移動通信用戶數量的準確預測，首先需要注意人口規模和人口年齡段的劃分，因為不同年齡段的人群特點不同，所以通信需求也會存在一定的差異。人口規模與使用用戶數量關系密切，因而相關部門在進行規范時，需要整理和分析有關數據。在此過程中利用無線網絡傳輸技術具有的先進性，將5G網絡接入到人口比較密集的區域或用戶數量比較多的區域，完成網絡接入后，可有效滿足各個業務需求。

2.2 無線傳輸技術

有關設計人員在進行5G 移動通信網絡系統設計時，應結合無線網絡，利用頻譜效率技術，設計新型網絡架構，從而提升5G 移動通信的速度。結合實際，無線通信技術已在多個領域中得到有效應用。為有效保證雷達信號處理的有效性，應在不進行循環插入的基礎上，對不同載波之間的寬帶進行合理設置，最大限度保證信號在傳輸中的可靠性，滿足相關要求。對于多進多出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技術，可在一定程度上提高部分空間的分辨率，有效把握維度。

3 智慧城市中5G 移動通信技術的應用范圍

3.1 智能電網

在5G 移動通信技術的支持下，改變以往作業模式，以實現電力流與信息流之間高度融合的目標[3]。在電網實際運行期間，需根據具體情況和需求完成對相關設備的檢測，確保能源運輸可以穩定進行。針對5G 移動通信技術在智能電網中的應用情況，主要表現在以下3個方面。一是智能自動化配電。隨著5G時代的到來，我國智能自動化技術水平顯著提升。智能化電網的實現，需合理運用現代化設備和科學的管理方式。自動化配電可通過通信網絡系統對配電網運行狀況進行實時監控，如果運行中出現故障，自動化開關的運用可在故障發生時起到隔離的作用，并且能夠及時通知相關人員進行處理。二是精準負荷控制。通過對5G 移動通信技術的應用，可對電力負荷進行有效控制，憑借該技術的優勢可以有效提高電力負荷控制系統的精確度，還能合理把控故障用戶的可中斷負荷，進而避免對用戶產生影響。三是低壓用電信息采集。對于低壓用電信息采集，主要是通過對用戶用電信息的收集，掌握用戶用電情況。現階段對用戶用電信息采集使用的是傳送計量所用的數據，通過使用集中器來采集終端信息。在5G移動通信技術的運用下，可以顯著提高信息采集工作的細化程度[4]。

3.2 智慧交通

在整個城市建設和規劃中，交通規劃和建設是比較重要的環節，需相關部門予以重視。在推動智慧交通建設期間，通過有效應用5G 移動通信技術，可支持各車輛間的被動感知感應，提升城市交通率。另外，在現階段城市交通運輸過程中引入5G 移動通信技術，能夠對車輛進行智慧化調度，這不僅可以減少安全事故的發生，還能夠對交通發展成本進行有效控制。另外，隨著城市交通系統和物聯網的結合，逐漸形成具有綜合性的信息處理系統，輔助交通管理人員有效掌握交通數據，高效完成對數據的傳輸和處理[5]。

3.3 智能駕駛

智能駕駛包括自動駕駛、遠程駕駛等。作為汽車廠家，通過引入5G 技術，利用其具有的高寬帶、低延時特點，可以有效處理駕駛過程中常見的問題，在運輸穩定性方面發揮重要作用，因而在現階段交通發展中得到了廣泛應用。5G 技術的車載智能計算平臺如圖1 所示。

圖1 基于5G 技術的車載智能計算平臺

3.4 智能家居

智能家居在5G 移動通信技術的有效支持下，利用信息傳輸對家居設備進行控制，如圖2 所示。而在智能家居系統的建設、發展和應用中，需要具有高速率和高寬帶網絡系統的支持。因此可以借助5G 移動通信技術的優勢，增強用戶智能家居的體驗感，不斷提升其生活質量。另外在該技術的使用下還可實現智能安防控制系統，保證可以及時發現盜竊事件，降低用戶損失[6]。對于5G 技術在智能家居中的應用，需要多方面技術支持。第一，物聯網技術。5G移動通信技術具有低延時和高速率的特點，經過不斷發展，可以更好地滿足現代物聯網的應用需求，實現智能家居的自動化管理目標。第二，智能交互技術。利用5G 移動通信技術具有的低延時優勢，可有效解決人機在交互中存在的延遲性問題。第三，云技術。5G 網絡提升了數據的傳輸速率，使得視頻均能夠在該網絡下流暢播放。利用云計算，用戶可將大量的視頻資源和文件等傳輸到云端，使用時可隨時下載。

圖2 智能家居

3.5 智能照明

隨著5G 移動網絡技術、物聯網技術的融合，智能照明系統得到廣泛應用。該系統可根據人們步行情況和車輛數量情況，自動調節燈光。另外，通過該技術的有效運用，智能化照明系統可以有效節約資源，滿足現代我國社會經濟的可持續發展要求。

4 智慧城市中5G 移動通信技術的優化部署

4.1 5G 移動通信技術在城市主體規劃的應用

近年來，我國信息技術水平不斷提升，城市發展模式發生明顯變化。結合當前城市建設的情況，通過引入現代化技術，可以顯著提升數據工作開展的效率。為提高城市規劃的合理性，可借助移動通信技術進行相關工作。另外，該技術對促進智慧城市發展中具有重要意義。如在智慧城市建設期間采用千兆光纖技術，可以較好地完善網絡通信技術的設施，并幫助相關部門確定城市發展規劃。對于移動通信企業，應明確自身的發展規劃，發揮對智慧城市建設的主導作用，遵循高標準和高要求原則，科學部署移動通信網絡的建設工作[7]。

4.2 將5G 移動通信技術在城市人口控制規劃的應用

借助5G 移動通信技術具有的優勢，對人口數量和規模進行合理分析。相關部門需應用信息技術對人口規模進行科學規劃，做好對用戶使用量的預測，同時還應使用相應的設備進行城市規劃。在推動智慧城市發展期間，相關部門可通過構建集約統籌規劃網絡，為智慧城市建設奠定良好基礎[8]。

4.3 5G 移動通信技術在安全規劃的應用

為推動智慧城市建設的有序進行，首先需要注重其安全性，嚴格按照安全性規劃原則，加強對重要行業信息的保護力度，并構建科學合理的建設防護體系和安全結構。針對城市建設中涉及的各類信息、儲存及應用環節，需要做好管理，以確保各個環節可以得到有效監督和控制。只有這樣才能夠在智慧城市建設和發展中，有效避免信息安全問題的發生[9]。

4.4 5G 移動通信技術在區域網絡規劃的應用

5G 移動通信技術的網絡結構體系具有鮮明特點，即多層次、立體化。借助該技術的層次分析法，能夠幫助相關人員對網絡結構接入和控制進行有效分析，逐漸形成協同控制模式，不斷提高資源利用效率。因而相關部門在城市區域網網絡規劃中，應注重對5G移動通信技術的應用[10]。

5 結 論

在現階段社會的發展環境下，5G 移動通信技術逐漸成熟，且在推動智慧城市建設中發揮重要作用。在建設智慧城市的過程中，相關部門和人員首先需要正確認識5G 技術的優勢，立足實際情況，將該技術合理應用于智慧城市的各模塊建設，從而實現智慧城市的可持續發展目標。