5G技术在轨道交通内的应用研究

卢锦君

摘   要：随着我国城市轨道建设的不断完善，城市轨道内部的信息通信技术也愈发受到人们的关注。近年来，随着4G技术的发展，5G技术也逐渐出现在了人们的视野范围之中，如何更好地将5G技术应用在日常的轨道交通内，在根本上优化原有的通信网络信号问题，加深5G信息网络的覆盖面积，为城市轨道交通的管理作出帮助的同时促进其发展，是值得思考的问题。由此，文章通过对现阶段5G通信技术的概念进行研究，探究其实际应用的可行性，同时，为后续5G技术在实际城市轨道中的应用打下夯实的理论基础。

关键词：5G技术;轨道交通;应用

随着互联网通信技术的发展，人们对于移动客户端的使用也愈发熟练和普及，同时，随着城市轨道交通的发展，人们或多或少都遇到过在轨道中丢失信号的问题[1]。由此，加强原有的城市轨道交通信息通信系统的建设就成了现阶段人们关注的重点。同时，随着4G信息通信网络技术在我国城市轨道建设中的逐渐应用，科学技术的革新在基于4G信息通信的基础上为我国带来了更加具备承载能力和信息传播速率的5G通信技术，在这一背景下，如何结合城市轨道交通内的实际情况，合理地开展影响5G技术的应用，就成了现阶段人们迫切需要解决的问题之一[2]。

1    5G技术的概念及其优势

1.1  5G技术的概念

我们常说的5G技术，大都是第5代移动通信技术的简称，是在基于第4代移动通信技术的基础上所进行革新和延伸的新型移动通信技术[3]。就目前的研究来看，相对于传统的4G技术来说，5G技术大都针对现阶段的新型技术进行了更加细致的整合，从而实现了能够满足用户更多需求的效果。例如，就目前来说，5G技术已经通过在实际应用过程中加入可以拓展的参数配置，从而有效地提升信息沟通容量的效果，满足了能够保障大规模数据同时进行网络连续的需求，实现了针对大量资源的高效运算[4]。就目前来说，5G技术是现阶段最为先进的网络通信技术之一，不仅能够在传统层面上优化实际通信技术行业的产能配比，还能够有效地贴合现如今我国社会建设对于信息通信行业的客观需求。

1.2  5G技术的应用优势

纵观现阶段的5G技术，本文认为其应用优势大都集中表现在如下几个方面：（1）5G技术具备较高的场景运行能力，能够满足城市轨道建设环节高速行驶的列车对于车辆控制系统的需求，在实现能够针对列车运行状态参数进行高效传递的同时，能够有效保障实际列车运行的相对稳定。（2）5G技术能够有效实现其局域网内部的数据沟通，从而在确保可靠性能级的同时降低场景的延迟，优化实际的通信效果。（3）5G技术能够满足较大规模的通信设备同时进网的需求，能够扩大通信所涉及的范围，帮助多人同时进行网络交流，为我国未来构建“物联网”夯实基础。（4）5G技术能够在保证信息传输准确性的同时，为通信网络的使用者提供更加自由、开放的互联网场景构建，从而确保后续网络安全，同时增加其应用过程中的高度互动。相对于传统的4G通信技术来说，5G技术不仅具备了更高的传输速率，还能为使用者们提供更大容量的信息资源，增加了网络资源的使用效率，为未来实现移动网络的发展打下了基础。

2    5G技术在轨道交通中的应用研究

就目前来说，我国城市轨道交通的建设愈发完善，传统的卫星网络通信已经无法在根本上满足人们日益增长的即时通信需求[5]，由此，5G技术正逐渐代替传统的4G通信技术被应用在实际的城市轨道交通环节，其应用的覆盖技术思路如图1所示。

根据以往的研究可以发现，这一阶段比较常见的通信频率大都应用在1 785～1 805 Hz之间，不同城市轨道区域通常会对这一部分频率设置不一样的应用限制，但是需要注意的是，一般情况下用于轨道通信的网络带宽大都不会超过10 M，由此，如果想要保障通信的顺利进行，就需要应用半双工的方式进行相应通信，在确定上下吞吐量的同时针对其不同的通信业务设置不同的通信等级，进而规划不同的通信传输速率[6]。与此同时，由于城市轨道交通会比较容易出现短时间内多辆列车依次通过的现象，为了保障不同列车之间不出现相互干扰的问题，就必然需要针对其信息通信的质量进行优化，从而在保证列车运行情况的同时避免出现通信方面的延迟。例如，在原有4G信息通信的基礎上所开展的通信业务，其客户两端的传输时间最小延时在11.5 μs左右，最长延时不超过67 μs，平均延时则控制在16 μs左右，根据测算可以判断，在应用了5G技术之后，这一通信延迟问题能够在很大程度上得到改善，最短的延迟时间有望不超过1 μs。

相对于传统的4G技术，5G技术的应用能够有效针对原有的系统机构进行简化，从而实现了不经由基站便能够进行中转，还能够实现更加高效的列车间通信的效果，5G技术分布式基站布置如图2所示。

3    5G技术在轨道交通中应用的注意事项

就目前来说，虽然我国5G技术的发展已经十分成熟，但是其技术的实际应用仍旧处于比较初期的阶段，在实际的应用过程中难免会遇到各种各样的挑战，由此，本文认为就实际的5G技术在轨道交通中的应用来说，应着重注意以下几个问题：

首先，在进行城市轨道交通超密集的网络构建环节，由于其信号覆盖的需求会比较大，需要针对原有的通信容量进行扩展，增加其频谱效率的同时优化原有的网络配置情况[7]。其次，在进行分布式基站的通信过程时，为了更好地优化其实际的传输效率，降低资源的支出，就更应该针对其网络技术进行二次优化，从而尽快地实现网络资源共享，同时，构建一系列能够满足预期通信需求的5G技术应用。最后，在5G技术的应用环节不能操之过急，要秉持循序渐进的原则，优化其兼容性的同时，为保证轨道交通的安全运行打下基础。

4    结语

综上所述，随着科学技术的发展，我国信息通信技术也在随之发生着改变，近年来，随着我国4G技术研究的不断推进，5G技术也逐渐出现在了人们的视野范围之中，以期能够为人们带来更好的信息通信效果，为城市的建设添加助力。而在城市的轨道交通中应用5G技术，则能够在有效保障轨道交通灵活性的同时，优化其实效性，帮助未来我国智能化城市的建设。

[参考文献]

[1]黄宗伟.5G通信技术应用场景及关键技术[J].电子技术与软件工程，2019（15）：19-20.

[2]杨烨.全媒体时代5G+AI让时政报道更出彩—以深圳卫视《正午30分》2019年全国两会报道为例[J].视听，2019（8）：71-72.

[3]彭德义.基于机器学习的5G无线通信物理层关键技术研究[J].湖南工程学院学报（自然科学版），2019（3）：37-43.

[4]高聪，宋立臣，裴曌宇.5G通信技术在城市轨道交通中的应用研究[J].信息系统工程，2019（6）：155.

[5]杨亮，刘艳霞.浅析5G通信技术在城市轨道交通中的应用[J].电子世界，2019（3）：189，191.

[6]高翔.5G移动通信技术在城市轨道交通车地无线通信系统中的应用[J].城市轨道交通研究，2018（S2）：61-64.

[7]江波，段俊，王津升，等.5G通信技术在城市轨道交通中的应用探讨[J].现代城市轨道交通，2018（12）：6-9.