5G移動通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)的應(yīng)用研究

朱淵婧，陽書擁

（國網(wǎng)鄭州供電公司，河南 鄭州 450000）

5G移動通信技術(shù)極具多樣化特點(diǎn)，在高頻傳輸中起到明顯的助推作用，使人們在信息傳輸速率、傳輸量等方面的需求得到有效滿足。為保障電力通信系統(tǒng)運(yùn)行更加順利，要切實(shí)把控對5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用，建立在理論研究的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化對其實(shí)踐的規(guī)范化管理，促進(jìn)其應(yīng)用前景更加廣闊。

1 5G移動通信技術(shù)應(yīng)用明顯優(yōu)勢分析

科技發(fā)展為通信技術(shù)研究創(chuàng)造了良好的機(jī)遇，針對世界范圍內(nèi)的現(xiàn)代化發(fā)展而言，智能化是其主流發(fā)展趨勢。5G移動通信技術(shù)與3G、4G移動技術(shù)相比較，區(qū)別較為明顯，在多元化、綜合性方面的優(yōu)勢十分突出。通過將其應(yīng)用到電力通信系統(tǒng)中，不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)流量增長需求的滿足，還可以全面提升數(shù)據(jù)傳輸速度。對比其他通信技術(shù)，5G移動通信技術(shù)被認(rèn)為是移動通信技術(shù)的第五代，其具有更強(qiáng)的吞吐量，對數(shù)據(jù)流量處理更加便捷化，在信息傳輸速度方面，即使網(wǎng)絡(luò)處于繁忙狀態(tài)，也可以達(dá)到100Gbit。以此作為前提，智能終端將現(xiàn)代信息技術(shù)作為依托，其建設(shè)層次得到進(jìn)一步優(yōu)化，各類設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)建設(shè)范圍的擴(kuò)大趨勢較為顯著，具體聯(lián)網(wǎng)設(shè)備建設(shè)規(guī)模可達(dá)到一百萬臺每平方千米[1]。

2 基于電力通信系統(tǒng)分析5G移動通信技術(shù)具體應(yīng)用

2.1 物聯(lián)技術(shù)

移動通信技術(shù)為設(shè)備連接提供了有效支持，可實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備的遠(yuǎn)距離操控，在極大程度上便利了人們的日常事務(wù)處理。以往，通過運(yùn)用4G移動技術(shù)，可完成對家電設(shè)備和智能手機(jī)的連接，直接查看手機(jī)就能夠及時了解到設(shè)備運(yùn)行情況。借助智能手機(jī)的使用，用戶能夠快速發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的潛在安全隱患。5G移動技術(shù)的出現(xiàn)，相比于4G移動技術(shù)，其可覆蓋面積更廣，數(shù)據(jù)流量更長，即使是一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的設(shè)備，5G移動技術(shù)也能夠輕松完成智能化連接，為物聯(lián)技術(shù)的功能開發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)，將不可能轉(zhuǎn)變?yōu)榭赡堋；?G移動通信技術(shù)而言，將其與電力通信系統(tǒng)相融合，可以使互聯(lián)網(wǎng)可連接規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，智能化連接將不會受到設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的限制。同時，在運(yùn)用5G終端情況下，流量消耗相比于4G將會更少，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行建設(shè)成本得到更加良好的管控。

2.2 人工智能

人工智能在信息化時代發(fā)展中應(yīng)運(yùn)而生。目前，已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)上的熱頻詞匯，在各個行業(yè)、領(lǐng)域中都可以感受到其身影的存在。以智能交互技術(shù)作為前提人工智能的突出性作用就是實(shí)現(xiàn)與移動通信技術(shù)的緊密連接。5G移動通信技術(shù)具有極強(qiáng)的先進(jìn)性，基于自身的優(yōu)越性優(yōu)勢，將其融入到人工智能建設(shè)中，可以在傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)延遲時間縮短等多個方面優(yōu)化人工智能的運(yùn)行。

2.3 云端技術(shù)

智能化時代呈現(xiàn)出的突出性特征為信息數(shù)據(jù)的傳輸與共享，應(yīng)確保其運(yùn)行的高效性。在現(xiàn)代設(shè)備，云端技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸普及化，其快速儲存功能被應(yīng)用到生活、工作的方方面面，信息數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長。借助云端技術(shù)，信息數(shù)據(jù)的安全性得到有效保障，有效避免了一些常見的數(shù)據(jù)丟失、篡改情況的發(fā)生。網(wǎng)絡(luò)深入發(fā)展對流量數(shù)據(jù)、上傳速率提出了更為嚴(yán)苛的要求，而5G移動通信技術(shù)的優(yōu)勢可以幫助云端技術(shù)完成更具多樣性的效能發(fā)揮。除此之外，以云端技術(shù)未來發(fā)展規(guī)劃作為出發(fā)點(diǎn)，可以兩個層面對5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用展開分析。其一是實(shí)現(xiàn)了云端技術(shù)的個性化服務(wù)。在5G移動通信技術(shù)與電力通信系統(tǒng)交流日益頻繁的當(dāng)下，根據(jù)用戶群體不同，可進(jìn)行其多樣化電力通信需求的自動化分析，將分析結(jié)果作為工作的重要方向，用戶通信質(zhì)量顯著提高。其二為移動設(shè)備向云方向的深入發(fā)展。5G移動通信技術(shù)具有持續(xù)性特點(diǎn)，因此，將其應(yīng)用在云端技術(shù)中，可促進(jìn)其設(shè)備運(yùn)行能力的提升，使云端設(shè)備的功能趨于多樣化，推動更多通信服務(wù)的提供。

3 基于電力系統(tǒng)分析5G移動通信技術(shù)應(yīng)用前景

3.1 應(yīng)用情況

5G時代將使人們的生活實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。以智能手機(jī)的使用為例，5G移動通信技術(shù)的深入發(fā)展，對比LET時代，其傳輸速度將提升60倍左右，人們在真正意義上實(shí)現(xiàn)了超高速時代的邁進(jìn)。基于這一過程，以無線通信速度提升作為主要研究方向，高頻傳輸?shù)氖褂脤玫竭M(jìn)一步普及，數(shù)據(jù)頻率的增長有效帶動了電力通信頻率范圍的拓寬，切實(shí)加大了通信容量，即使是一次信息數(shù)據(jù)的傳輸量，也會得到顯著提高。同時，電波頻率加快，不僅能夠使信息傳輸距離得到一定程度上的縮短，還會使遠(yuǎn)距離傳輸難度升級。因此，應(yīng)確保對5G移動通信技術(shù)研究的深入度，明確一些關(guān)鍵性技術(shù)的功能、性質(zhì)，例如，大規(guī)模MIMO技術(shù)等，全面實(shí)現(xiàn)電力通信技術(shù)的優(yōu)化，促進(jìn)高頻電波的使用優(yōu)勢得到最大化發(fā)揮。

MIMO技術(shù)是5G移動通信技術(shù)的核心。其主要負(fù)責(zé)電波的發(fā)射與接收，需要設(shè)計多個天線的使用。借助數(shù)以百計的天線，波束的發(fā)射方向以特定形式完成。大規(guī)模MIMO技術(shù)主要應(yīng)用在高頻電波之中，利用波束成形技術(shù)，使移動終端得以接收到的電波信號更強(qiáng)。正常而言，5G的使用條件需要建立在較高的頻率電波基礎(chǔ)上。同時，電波頻率往往與傳輸損耗成正比，在電波頻率較高的情況下，傳輸距離相對較短，花費(fèi)的損耗也將更多。基于大規(guī)模MIMO技術(shù)發(fā)射電磁波方向具有的特定性，可通過對高頻信號進(jìn)行補(bǔ)充的形式完成移動終端的消耗抵達(dá)。雖然MIMO技術(shù)被認(rèn)為是5G的技術(shù)核心，但是其仍具有無法彌補(bǔ)的缺陷，即在衍射上存在的困難。其難以遍及到建筑物的背面，造成盲區(qū)的出現(xiàn)。因此，借助增加基站、應(yīng)用低頻電波輔助的形式，可使通信抵達(dá)更加容易，避免信號盲區(qū)的產(chǎn)生。除此之外，要想在真正意義上實(shí)現(xiàn)每秒10Gb的5G通信技術(shù)，應(yīng)切實(shí)強(qiáng)化改進(jìn)調(diào)試工作的落實(shí)，立足在完整的基站通信設(shè)置之中，強(qiáng)化其通信能力，促進(jìn)高頻電波手機(jī)的研發(fā)。

3.2 應(yīng)用前景

就目前而言，我國對5G移動通信技術(shù)的研究主要集中在高寬帶、定向波束之中，這也是5G技術(shù)的應(yīng)用前景所在。借助波束形成技術(shù)，移動終端在5G通信的作用下可完成極小范圍內(nèi)的信號精準(zhǔn)、定向發(fā)送，并且發(fā)送效率較高，避免了傳統(tǒng)發(fā)送中存在的多余電波干擾情況，通信環(huán)境質(zhì)量得到新發(fā)展。可將波束形成技術(shù)進(jìn)一步融入到配電站與變電站中，提升通信精確度。同時，超高速無線通信技術(shù)的應(yīng)用普及，集中體現(xiàn)了高寬帶所具有的應(yīng)用價值。在電力自動化作用基礎(chǔ)上，5G通信技術(shù)在各類設(shè)備中都可以得到良好地使用。例如，在變電站、配電站中，靈活配置5G移動通信技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢的突顯，不僅能夠滿足巡視機(jī)器人的接入需求，還能夠全面提升其應(yīng)用的智能化領(lǐng)域發(fā)展。下文中將進(jìn)行具體介紹。

3.2.1 定向波速

5G技術(shù)的出現(xiàn)與4G通信技術(shù)差別十分明顯，以4G通信技術(shù)展開分析，其信號傳輸需要借助天線的使用，以大范圍內(nèi)的電波發(fā)射完成。而5G移動通信技術(shù)主要涉及到波束成形技術(shù)的使用，將移動終端通信固定在小范圍內(nèi)，使其信號發(fā)送的精確度更高，具有定向性功能。其優(yōu)勢在于移動終端將會得到自身通信電波的技術(shù)支持，而不會受到外界條件的干擾，塑造了更加良好的通信環(huán)境。同時，針對配電自動化站點(diǎn)、變電站而言，其通信工作的開展與定向性波束的匹配度較高，有效推動了配電站與變電站通信工作的技術(shù)革新。

3.2.2 高寬帶應(yīng)用

信息技術(shù)發(fā)展為下一代超高速無線通信的普及實(shí)現(xiàn)提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，通信技術(shù)的使用擺脫僅僅在變電站中應(yīng)用的局限性，如果設(shè)備中涵蓋電力自動化相關(guān)內(nèi)容，均可以將其引入其中。這將推動一個全面的科學(xué)管理時代到來。在電力5G無線通信的支持下，無論是輸電專業(yè)無人機(jī)，還是變電站、配電站中存在的巡視機(jī)器人，都可以完成其通信的接入。例如，在輸電專業(yè)無人機(jī)中，5G無線通信的接入，使其得以在不間斷的情況下，發(fā)送自身以及相關(guān)環(huán)境信息，使調(diào)度控制中心接收到具體的桿塔情況。實(shí)現(xiàn)電力5G高速通信，可配備相應(yīng)的智能移動終端，要求其應(yīng)具有GPS傳感器。通過對設(shè)備相關(guān)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時查看，進(jìn)一步明確設(shè)備運(yùn)行情況，使一些影像類數(shù)據(jù)得以發(fā)送、接收。除此之外，可將手持終端系統(tǒng)進(jìn)行通訊光纜資源的移植，借助定位功能，得到的故障點(diǎn)位置精確度更高，使故障點(diǎn)尋找時間得到極大程度上的縮減。

4 結(jié)束語

基于電力通信發(fā)展要求，5G通信技術(shù)的應(yīng)用與其現(xiàn)代化發(fā)展步伐具有一致性。因此，結(jié)合整體電力通信系統(tǒng)運(yùn)行情況，以未來規(guī)劃作為出發(fā)點(diǎn)，全面推進(jìn)5G通訊技術(shù)的應(yīng)用更加深入。通過將其與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云端生活等方面相融合，全面提升5G通信技術(shù)的功能完善度，促進(jìn)其向更多領(lǐng)域應(yīng)用中延伸。