5G通信在城市軌道交通的應用

朱 廣，柏 佳，唐佳績

（成都理工大學，成都 610000）

目前，5G通信在我們生活中應用得愈發廣泛，人們習慣于利用手機和電腦與外界交換信息，足不出門便可盡知天下事。如今，5G技術更是應用到了城市軌道智慧交通中。從各個角度來看，5G技術是各方面都得到了顯著提高的通信技術。與此同時，新興的城市軌道交通也逐漸趨于安全、可靠、方便。這里面，城市軌道交通通信系統是核心所在，是其大腦，其中包含車輛運行控制信息的傳輸、設備的實時監控信息等所有重要數據。這便需要移動通信技術在城市軌道交通中的應用可以深入達到新的水準。

1 5G通信關鍵技術

一般，5G通信技術多適用于以下幾種環境：第一，超高速的場景，比如火車在告訴行駛狀態下需要將本身的實施情況傳送到控制中心，用來確保其正常工作；第二，可以在大規模人群環境下應用，比如在人口相對較多的地鐵當中，數萬人一起參與活動的環境，并且可以與外界溝通正常；第三，在任何時間、任何地點、甚至罕有人跡的地區也能夠實現網絡通信。這就是所謂的大規模物聯網，可以實時提供高效可靠的連接，甚至能夠在信號覆蓋的邊緣地區連接到網絡，無處不在的對象通信可以達到對象之間的通信，也就是大規模物聯網。

5G通信可以在以上場景中得以應用重點是依靠以下四項重要技術，分別是：密集異構蜂窩網絡的部署、D2D通信、大規模MIMO以及綠色通信。

2 城市軌道交通中的通信

因為在鐵路系統中采用衛星來通信的辦法無法徹底適用于許多地下或高層建筑之間的城市軌道交通系統，由于車輛在地下以及大型建筑周圍運行的時候所接收的消息并不是一直處于穩定的狀態，因此有時候會出現收消息不及時，甚至出現消息斷連接受的情況。迄今為止，從WLAN技術到3G通信，再到4G通信，這無一不說明我國的城市軌道交通中應用的無線通信技術正隨著我國無限通信技術的迅猛發展而不斷更新。目前，我國應用于正在建設的城市軌道交通線路的通信技術大多為4G技術。然而，我們有理由相信，經過不懈的努力，在未來的市場上，無線5G通信技術將會應用在城市軌道交通上。

我們把承載城市軌道交通系統產生的實時或歷史數據等信息的綜合業務數字通信網絡稱為城市城市軌道交通通信系統。根據不同的分類方式，我們可以利用不同的分類方式將城市軌道交通分類：不同的傳輸介質可以將其分為無線通信和有線通信。不同的傳輸內容可以將其分為控制信號通信，數據通信，語音通信，傳輸調度通信，調度、圖像通信等。

3 如何將5G應用于在城軌通信

3.1 如何應用5G

我們可以通過5G通信技術的小蜂窩技術來實現提高地面通信和列車之間的信息傳輸帶寬的目的，從而降低車輛傳輸網絡的時間延遲，實現每個小蜂窩的覆蓋區域窄化，在車輛經過的軌道上大量分布地布置小蜂窩。用來提升接入傳輸效率與網絡容量，以達到迅速發展的效果、城市軌道交通通信發展的需要。

針對下一代想要實現的列車與列車之間的通信，為了滿足多數據時效性強、安全指數高的標準，5G通信技術中使用的5G超密集組網網絡架構還可以給車輛給予連續的、可靠的網絡連接，進而經由D2D通信在終端之間直接傳輸數據，便可以實現車輛與車輛之間信息交互的能力。此外，我們可以通過5G通信實現更快的傳輸速度和更高的帶寬，從而在確保傳輸延遲非常低的情況下，共同實現不一樣可靠級別的信息傳輸。

3.2 應用5G存在的問題

（1）目前，5G通信技術特有的5G超密集網絡體系結構與多網絡處于共存的狀態，與此同時5G通信的使用應當具有足夠用于5G通信的專用頻譜。然而，現如今大家還是處在頻譜資源稀缺的時期，有效的分配利用只可以對少量的頻譜實現。

（2）5G通信的主要通信方式是從設備到設備，主要對降低干擾程度，有效節約資源、增加傳輸速度、減少運營成本等角度有巨大的貢獻。然而，如何在從設備到設備的通信方式下實現和蜂窩通信共享資源，應當通過正交或是復交的方法實現，以及如何增強D2D通信的可靠性與安全性等，這都是令人深思的問題。

（3）同時，如何確保5G通信技術利用的大規模MIMO在有限的信道中，傳輸大量數據時相互之間不會產生干擾也是目前亟待解決的問題之一。

（4）在我們視線更加迅捷可靠的通信的同時，從綠色通道的角度出發，如何實現資源的低消耗也值得思考。

（5）解決兼容問題迫在眉睫。如何對目前的4G通信進行更新，讓其與5G通信兼容，并具有更低的通信模式。當5G通信突然出現問題時，可以轉移到另一種模式，使轉換時間最小化，避免列車緊急制動，優先處理列車運行等高優先級事件。

4 結束語

本文研究了5G通信的關鍵技術和在城市軌道交通中應用的需求，細致的闡述了5G通信應用在城市軌道交通中的一些地方。目前，5G通信飛速發展，主要展現出其高速率、高安全性、高可靠性的特點。對于我們打造更加快捷高效、方便舒適的城市軌道交通出行環境，5G通信必不可少。