淺議5G移動(dòng)通信技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用

史堯 季辰 賀芃

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，通信技術(shù)也取得極大進(jìn)步，因此世界逐漸進(jìn)入智能化時(shí)代。5G移動(dòng)通信技術(shù)又被稱(chēng)為第五代移動(dòng)通信技術(shù)，在4G移動(dòng)通信技術(shù)不斷成熟的時(shí)代背景下，5G移動(dòng)通信技術(shù)的研發(fā)和建設(shè)也逐漸走上正軌。5G移動(dòng)通信技術(shù)與2G、3G、4G技術(shù)相比較更加具有綜合性和多元化的特點(diǎn)，不僅數(shù)據(jù)流量增加，而且傳輸速度也大大提升。

關(guān)鍵詞：5G移動(dòng)通信技術(shù);電力行業(yè);應(yīng)用

1 5G移動(dòng)通信技術(shù)概述

從5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)來(lái)看，主要包括以下幾方面的內(nèi)容：其一，5G移動(dòng)通信技術(shù)的數(shù)據(jù)流量更長(zhǎng)。對(duì)于智能手機(jī)廣泛應(yīng)用的時(shí)代而言，移動(dòng)通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流量對(duì)人們的通信而言至關(guān)重要，因此在移動(dòng)通信技術(shù)的更新?lián)Q代中，人們對(duì)數(shù)據(jù)流量會(huì)提出更高的要求。5G移動(dòng)通信技術(shù)相比其他技術(shù)而言吞吐量更大，在網(wǎng)絡(luò)忙碌的情況下也能夠達(dá)到每秒100Gbit的速度;其二，5G移動(dòng)通信技術(shù)的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備擴(kuò)大。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，智能終端的建設(shè)水平也在不斷提升，因此聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備也會(huì)逐漸擴(kuò)大。在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)面積不斷擴(kuò)大覆蓋的情況下，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將達(dá)到每平方千米100萬(wàn)臺(tái)的建設(shè)規(guī)模;其三，5G移動(dòng)通信技術(shù)的峰值速率會(huì)不斷增加。在5G移動(dòng)通信技術(shù)普及應(yīng)用的時(shí)代，其峰值速率至少會(huì)達(dá)到每秒10Gbit的速度。

2 MIMO技術(shù)是5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)

MIMO技術(shù)的主要方式是利用很多的天線(xiàn)進(jìn)行發(fā)射和接收電波的工作。想要進(jìn)入5G時(shí)代，最重要的一點(diǎn)就是大范圍的運(yùn)用MIMO技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是用過(guò)連動(dòng)很多的天線(xiàn)，把波束發(fā)射到規(guī)定的方向。想要使用頻率高的電波也需要大范圍的使用MIMO技術(shù)，這個(gè)技術(shù)是利用天線(xiàn)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)之間進(jìn)行結(jié)合，然后給移動(dòng)終端發(fā)送強(qiáng)信號(hào)的電波。如果按照正常的情況，想要運(yùn)用5G信息通信需要高頻率的電波的幫助，但是頻率高的電波會(huì)出現(xiàn)傳輸距離短的情況。想要解決這種情況我們可以大范圍的使用MIMO技術(shù)，因?yàn)樗梢砸?guī)定電磁波的發(fā)射方向，可以幫助頻率高的電波進(jìn)入到移動(dòng)終端里。雖然進(jìn)入5G時(shí)代使用5G技術(shù)的重要的部分是大范圍的使用MIMO技術(shù)，但是，它也不是萬(wàn)能的，它不能解決頻率高的電波在遇到障礙物的時(shí)候偏離原來(lái)直線(xiàn)傳播方向的問(wèn)題，它會(huì)在建筑物的后面形成盲區(qū)，不能幫助電波到達(dá)那個(gè)地方。想要解決這個(gè)問(wèn)題就需要大范圍的設(shè)立基站，或者把頻率高的電波和頻率低的電波混合起來(lái)使用，減少這些建筑物盲區(qū)。除此之外，我們還需要提高調(diào)制的方法，這樣才能幫助5G網(wǎng)絡(luò)的通信速度到達(dá)每秒10GB的目標(biāo)，這就需要改進(jìn)調(diào)制機(jī)制，比如可以給用戶(hù)分配基站的通信能力，另外，目前市面上的手機(jī)也不夠標(biāo)準(zhǔn)，所以還應(yīng)該生產(chǎn)出能夠使用頻率高的電波的手機(jī)。

3 電力系統(tǒng)應(yīng)用前景

3.1定向波束

4G技術(shù)主要應(yīng)用天線(xiàn)在較大的區(qū)域范圍內(nèi)發(fā)射相同的電波，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸功能，而5G技術(shù)主要采用波束形成技術(shù)，使正在通話(huà)的移動(dòng)終端能夠向另一個(gè)相對(duì)狹小且更為準(zhǔn)確的范圍內(nèi)發(fā)送信號(hào)。即移動(dòng)終端不能接收到與通信無(wú)關(guān)的電波，從而減少了其他電波的干擾。而定向性的波束比較適合應(yīng)用在分布較為合理的配電自動(dòng)化泵站和變電站的通道當(dāng)中，其作用也十分明顯。

3.2優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)兼容性

網(wǎng)絡(luò)兼容性在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中是必須解決的問(wèn)題之一，只有網(wǎng)絡(luò)兼容性變強(qiáng)，通信技術(shù)的市場(chǎng)才會(huì)不斷擴(kuò)大，但是從當(dāng)前的發(fā)展情況來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的兼容性還需要不斷提高。雖然一些技術(shù)可實(shí)現(xiàn)兼容，但是其兼容的范圍不是很大。5G通信技術(shù)的發(fā)展中，兼容性是其非常顯著的優(yōu)勢(shì)之一，因此這一技術(shù)在諸多設(shè)備中都能得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)該技術(shù)還可將不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)融合在一起，擴(kuò)大用戶(hù)范圍。又由于5G技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的兼容性，所以其維護(hù)成本較低，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益更高。

3.3高帶寬的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值

新型的超高清無(wú)線(xiàn)通信功能不僅可應(yīng)用于變電站，所有的電力自動(dòng)化設(shè)備都可使用這一技術(shù)，這會(huì)極大提高管理的科學(xué)性，且輸電過(guò)程中也可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化控制，變電站和配電站可由機(jī)器人完成操作，這也是5G技術(shù)在未來(lái)的重要應(yīng)用。例如輸電專(zhuān)業(yè)的無(wú)人機(jī)，其能夠連續(xù)發(fā)送自己所處位置的相關(guān)信息或?qū)U塔的情況發(fā)送給調(diào)度控制中心。電力系統(tǒng)應(yīng)用5G通信技術(shù)后，還可結(jié)合GPS傳感器的智能終端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況，了解設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，并實(shí)時(shí)獲得海量的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)。另外還可利用通信光纜資源將其應(yīng)用于手持終端系統(tǒng)當(dāng)中，充分借助定位的作用確定故障點(diǎn)的位置，進(jìn)而提高故障排查的效率。

4 5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1人工智能

人工智能如今已經(jīng)成為社會(huì)的熱點(diǎn)話(huà)題，并且被廣泛應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域。人工智能的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)智能交互技術(shù)實(shí)現(xiàn)，而智能交互技術(shù)則依托于移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展。在未來(lái)的世界中，人工智能可利用的領(lǐng)域必將不斷擴(kuò)大，而這對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)也會(huì)提出更高的要求。5G移動(dòng)通信技術(shù)不僅數(shù)據(jù)流量大、傳輸速率快，網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間也大大縮短，因此必然能夠促進(jìn)人工智能獲得更好的發(fā)展。例如實(shí)現(xiàn)VR直播、智慧城市創(chuàng)建等。在5G移動(dòng)通信技術(shù)支持下，人們可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)、門(mén)鎖等各種設(shè)備的智能交互，從而降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性。

4.2云端生活

當(dāng)今時(shí)代是信息飛速傳播、高效共享的智能化時(shí)代，因此云端技術(shù)得到社會(huì)普遍應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)不僅使信息的存儲(chǔ)量得到極大程度的拓展，還為信息安全提供有力保障，因此人們的生活和工作中都對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行普及和應(yīng)用。云端技術(shù)的應(yīng)用主要依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，因此更多數(shù)據(jù)流量、更高上傳速率的移動(dòng)通信技術(shù)無(wú)疑會(huì)為云端技術(shù)的應(yīng)用提供更高保障，例如人們?cè)谏蟼鞔罅课募r(shí)，不用顧慮文件內(nèi)存量的大小，只需要利用5G移動(dòng)通信技術(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的上傳。就5G移動(dòng)通信技術(shù)在這一方面的具體應(yīng)用來(lái)看，主要表現(xiàn)出兩方面的趨勢(shì)：一是為人們提供更具有個(gè)性化的云端服務(wù)。在5G移動(dòng)通信技術(shù)的支持下，電力通信技術(shù)的內(nèi)容會(huì)更加豐富，因此能夠?qū)τ脩?hù)的具體需求進(jìn)行分析，并且根據(jù)分析的結(jié)果推送智能化的應(yīng)用內(nèi)容，從而使人們的通信質(zhì)量得到提升;二是向著移動(dòng)設(shè)備云的方向不斷發(fā)展。在5G移動(dòng)通信技術(shù)的支持下，移動(dòng)設(shè)備的剩余能力將為用戶(hù)提供更多資源服務(wù)，并且以云內(nèi)容的形式體現(xiàn)出來(lái)。

5結(jié)語(yǔ)

想要使用5G無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，就需要解決一些問(wèn)題，比如需要大范圍的建立適合目前的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)范圍的5G通信基站，如果解決了這個(gè)難題，在聯(lián)系分布的相對(duì)集中的配電自動(dòng)化和分布平均的變電站，可以在很大程度上對(duì)電力通信網(wǎng)的資源進(jìn)行改進(jìn)。在根據(jù)電力的空間分布特點(diǎn)在在限定的頻率下進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，最后共同構(gòu)成電力系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)。

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