论5G在城市轨道交通中的应用前景

摘要：针对当前的城市轨道交通的发展情况来看，在分析5G网络的特点的基础上，多角度分析了5G应用在城市轨道交通中应该注意的问题，以及未来的发展趋势等情况，希望对于今后全方位提升5G在城市轨道交通中应用水平，为今后的现代化城市交通发展奠定良好的基础。

关键词：5G技术，城市轨道交通，无线通信传输，应用趋势 1 引言

在信息化时代背景下，5G则是不可忽视的移动通信系统，特别是在资源利用率、频谱利用率等方面具有较高的水平，其具有频谱利用率高、通信性能良好、能耗低等特点，在逐步的发展和成熟过程中，也正在朝着自动化、智能化等方向发展。其在城市轨道交通范围中有着广泛的应用前景，则就需要我们结合城市轨道交通的特点进行深入的探讨。

2 5G的特点

结合我国通信行业的发展特点，5G所表现出特点如下：

第一，相比于传统移动通信系统来说，5G技术除了信道编译码、点到点的物理层传输方面的内容之外，更多则是体现出现代化通信发展中的多小区、多天线、多用户、多点的发展方向，希望能有效实现系统性能大大提升；

第二，5G研究工作更加突出用户体验工作方面的加强，特别是能够关注到新时代背景下的网络吞吐速率、传输时延、交互式游戏、虚拟现实等方面的内容，这些都是影响到5G性能的重要指标。

1.

在实践应用的过程中，高频段频谱资源应用在5G范围越来越广泛，考虑到如何有效不断提升高频段无线电波穿透能力，进一步实现有线和无线的融合发展等，这些将被广为广泛的应用。

2.

未来更加重视可“软”配置的5G无线网络的发展，结合实际需求有效进行网络资源的合理化调整，从而有效控制实际网络运营成本。

3 5G应用前景分析 3.1 5G的关键技术 （1）SG网络的安全性

5G网络能较好地适用于多种场景应用中，能体现出垂直行业与移动网络的融合发展特点，特别是能够满足多元化的接入方式。借助于按需方式的安全保护策略，能有效实现场景中的业务延时、生命周期的要求，实现用户的隐私保护。

（2）更高的无线频段

在通信技术的发展中，5G必将朝着高频率阶段发展，尤其为毫米波频段，其具备大量资源且有着较大的连续带宽。

（3）多天线传输技术

借助于大规模天线阵列技术，能满足多用户服务的要求。为了满足更快的数据下载速度以及小区容量的要求，则应结合实际来增强MIMO天线的功能。

（4）密集网络技术

借助于密集网络技术则有效保障满足小区网络部署的加密化要求，这样能实现5G技术网络容量的有效提升，实现较强的抗干扰能力，从而保障实现提升边缘用户在实际中的网络性能要求。

3.2 5G在城市轨道交通的应用发展趋势分析

(1) 技术发展趋势分析

城市轨道交通发展的过程中，一定要中信息技术的发展，借助于5G通信网络、物联网、移动互联网的优势，能有效促进城市轨道交通信息化和智能化的发展。

结合城市轨道交通无线通信的发展过程进行分析，车地无线传输则是其中非常重要的组成部分，以便更好地服务于城市轨道交通行业的长生命周期、高可靠性发展的要求。随着信息技术的不断发展，从满足行业的发展要求来说，其并没有采用最新的通信信息技术，大都是体现出实用性的原则。在这样情况下，5G通信技术在城市轨道交通行业应用还存在一定的。

1. 需求分析

结合实用需求角度分析，结合CBTC、无线列调、PIS以及列车在途数据的相关内容进行分析，往往都是离不开图像、语音、非安全数据、安全数据等内容。具体来说，其中的图像、非安全数据等则意味着需要比较大的带宽情况。这样条件下，则应充分保障LTE-M的可用带宽，从实际出发，选择合适的安全策略、服务质量，从而符合实践中的多业务实际需求。

（3）技术特点分析

5G技术在进行带宽提升方面应用在城市轨道交通中则存在着一定的。为了保障满足大规模MIMO技术的实施，必将涉及到较大的天线安装空间，这样对于隧道、列车等实际情况来说，安装方面存在较大难度。

CBTC技术则是体现出物理上的的车地传输形式，从安全性控制的角度出发，实现和其他车地传输网络的相互隔离处理。其中，5G技术的安全性方面主要则是通过非物理隔离的虚拟隔离的方式，这样能有效结合实际需求来进行不同等级的服务工作，能否更好配合 CBTC则需要进一步探讨。

在5G频点方面，并没有太多的国际标准可以参考，大都是认为毫米波段能满足要求。考虑到隧道内通信距离设置为100-200m的实际情况，这种低功耗设

备情况下，则意味着更多接入设备的部署，大量的设备则会造成通信系统管理、维护存在较大难度。借助于波导管技术的优势，能实现较好的传播特性要求，但具体的成本维护、设计等方面还存在一定问题。

（4） 产业发展趋势分析

无线通信系统在实践中具备前期投入大、技术难度高、研发周期长等特点，随着我国的轨道交通行业的快速发展，在具体的应用周期方面存在着比较长的情况。从实际情况来说，一定要具备较为雄厚的产业基础以及标准支撑，否则，即便无线通信技术再先进也难以适用于当前的轨道交通发展。部分DVB-T、HRC、Wi-max等，从技术方面具有一定的先进性，但难以形成相应的应用规模。当前，在地铁车地传输的过程中，借助于LTE和Wi-Fi技术也具有一定的可行性。

4 结语

综上所述，结合当前的5G技术的发展实际情况以及在各个行业发展情况，重点对于5G技术在轨道交通行业应用情况进行多角度的分析，从应用的必要性、充分性入手，之处在进行具体的实施性方面还有待进一步研究，特别是应该结合实际来重视5G技术中的无线频谱带宽、安全性以及隧道传播特性等方面的内容，这样才能更好地符合新时代背景下的城市轨道交通行业的发展要求，符合现代化城市建设的基本要求。

参考文献：

[1] 刘宇辉, 邱力博, 张洋, 等. 浅析5G与物联网融合在城市轨道交通运维中的运用[J]. 数字通信世界, 2020年4期.

[2] 艾渤, 马国玉, 钟章队. 轨道交通场景5G关键技术[J]. 都市快轨交通, 2019年5期.

[3] 黄霁. 5G无线通信技术在城市轨道交通中的应用探讨[J]. 都市快轨交通, 2019年5期.