EUHT-5G的產業化應用分析

林立新

（福建新岸線騰通科技有限公司，福建 福州 350001）

0 引 言

我國已經邁入了科學技術飛速進步且經濟快速發展的新時代，如何在5G時代利用先進的科學技術為我國的生產計劃提升活性、提高我國各領域的生產效率，是我國提升國際市場競爭力的決定性因素。“5G+工業互聯網”建設對各領域都提出了更高標準的要求，而EUHT-5G技術可以全面滿足這些要求。EUHT-5G的產業化應用可以有效提高各領域的生產安全性和網絡延遲性，能夠同時承載工業數據、視頻、物聯網等業務，專網專用保護工業互聯的安全性，保障了智能生產、安全生產以及快速生產的各項需求。

1 EUHT-5G技術概述

EUHT-5G技術是在現代無線通信理論基礎上，由新岸線公司主導研發設計的一項全新的無線通信技術和標準，滿足國際電信聯盟（International Telecommunication Union，ITU）提出的第五代移動通信技術的全部技術要求[1]。

EUHT-5G技術是以基本的無線通信原理為基礎，可以執行包含以下內容的技術，如幀結構、導頻、預編碼、信道估計、信道預測、物理層、MAC層、協議層、同步、控制以及調度無線通信等，是世界上首次提出并實施了許多關鍵的無線通信核心技術。

在國家重大科研項目的支持下，EUHT-5G技術經過十多年的研究和開發，已申請了200多項國內外核心技術專利，發布了兩項國家標準和兩項行業標準，并完成了包括處理器、基帶以及射頻在內的整個流程。全套EUHT系統核心芯片已開發并批量生產，大規模商業應用于許多領域，如軌道交通、汽車聯網、工業互連以及無線寬帶等。

2 EUHT-5G技術優勢

EUHT-5G技術具有覆蓋能力強的特點，可以為各領域的遠程控制和自動控制系統提供高吞吐、高可靠以及低時延的通信解決方案，其主要特性如下。

2.1 無線信號冗余覆蓋

EUHT-5G系統的中央訪問設備的覆蓋均具有重疊區域。當單個中央接入設備發生故障時，相鄰的中央接入設備對因設備故障產生的信號漏洞區域進行覆蓋，從而可以保證系統的正常運行，系統的可靠性也有所提高。

2.2 強抗干擾能力

EUHT-5G系統可以適用多種機制來對抗干擾。利用濾波器對工作頻段以外的干擾進行過濾，由于EUHT-5G具有DFS動態干擾頻率檢測功能，對于工作頻段內的干擾可以根據實際信道情況在可用頻段的范圍內自動選擇輕微干擾的頻點，從而提高系統的抗干擾性[2]。

在大規模的網絡部署中，EUHT-5G支持動態發送功率控制（Transmit Power Control，TPC），不僅可以實現基站間的抗干擾，而且可以實現功耗的減小。EUHT-5G可以將對各信道產生干擾的信息發送到鄰站，并通過動態功率控制將受到干擾的基站用戶數據轉移到鄰站。另外，EUHT-5G為了使接收機的同步過程更加穩定、高效，在幀頭處設計了特殊序列。在設計時就對下行幀進行了抗干擾考慮，并采取相應的抗干擾措施，可以使下行幀結構自動對齊，從而增加了信道控制的穩定性。此外基站間的同步時間偏差相比于3GPP來說要求更低[3]。

2.3 數據安全

EUHT-5G設備的內在安全性和信道加密技術可確保數據傳輸的安全性。目前來說，新岸線的信道加密解密技術的安全性比較高，經過多次實驗也無法攻破。由于新岸線掌握著整套基礎技術，因此在內部安全性和通道加密方面具有絕對優勢。

數據安全性還包括軟件容錯能力、數據機密性、數據完整性以及數據備份。在軟件容錯方面提供了數據有效性檢查功能，以確保通過人機界面或通過通信接口輸入的內容符合系統設置要求。當發生故障時，它應該能夠繼續提供某些功能，以確保可以采取必要的措施。在數據完整性方面，使用校驗碼或加密和解密來確保重要數據在傳輸過程中的完整性。

2.4 網絡管理

EUHT-5G的網絡管理平臺為整個EUHT-5G系統網絡的實時監管、設備管理、設備配置管理、系統升級以及故障反饋等提供技術支持，還提供了系統、規范的流程及通知提醒等服務，從而提高運維團隊的工作效率和服務質量，保障EUHT-5G系統的高效、穩定運行[4]。

3 EUHT-5G的產業化應用

3.1 軌道交通產業化應用

EUHT-5G技術早在2017年就已成功應用于京津城際鐵路，成為世界上第一條實現高可靠性寬帶無線通信網絡覆蓋的高鐵示范線，實現高清視頻監控，旅客聯網服務和其他寬帶數據服務，已穩定運行3年以上。

廣州地鐵14號線的知識城支線于2017年應用EUHT系統，14號線的一期工程于2018年應用EUHT系統，21號線于2019年應用EUHT系統。2018年12月，EUHT系統中標了廣州地鐵10號線、12號線、14號線、2號線、18號線以及22號線。目前，18號線和22號線的建設已經開始。2018年9月，EUHT系統中標了正在建設中的天津地鐵濱海軌道交通Z4線一期工程。

3.2 車聯網產業化應用

2019年8月，北京市中關村環保園成為了EUHT-5G自動駕駛車聯網示范園。新岸線設計了EUHT-5G車聯網基礎網絡系統并投入使用。實現了任何場景下的無人駕駛汽車與其他汽車之間、無人駕駛汽車與道路之間以及無人駕駛汽車與網絡之間的有效結合。建立了無人駕駛汽車與附近智能交通設施、控制中心之間進行通信的橋梁。實現了車輛專用網絡與公共網絡之間的通信以及公共網絡與專用網絡的有機融合[5]。

2019年10月，世界智能網聯汽車大會上進行了EUHT-5G車輛之間的通信與自動駕駛編隊演示。將基于EUHT-5G技術的車輛之間通信設備添加到由4輛汽車組成的列隊行駛車隊的通信模塊中，實現了后車在跟隨前車進行啟動、調頭以及剎車等功能?；贓UHT-5G技術的車輛間通信設備與車輛上的攝像頭相連，可以實時將車內外的視頻數據傳輸給傳指揮中心，不僅提高了指揮中心調度車輛的便捷性，同時保障了車隊的安全。

截止至2020年初，EUHT-5G技術已經在廣深高速、長安汽車智能汽車測試場以及齊魯智能高速無人駕駛示范場等得到廣泛應用，建立了多個網絡建設示范點，其應用性能也受到了一致好評。

3.3 工業互聯產業化應用

2019年10月，EUHT-5G技術被應用于某知名手機屏幕玻璃制造廠，車間32條產線共1 058臺精雕機床，利用EUHT-5G技術實現互聯互通和智能制造。隨后，該企業繼續擴大EUHT-5G技術應用的規模，逐漸在其所有的車間內應用EUHT-5G技術，已應用該技術的機床設備累計超過10 000臺。

2020年8月至9月，EUHT-5G系統在福建馬坑鐵礦內進行應用，以實際操作驗證了EUHT-5G在隧道內的實際傳輸效果，并實現了將8信道1080P高清視頻在電機車上的傳輸[6]。在鐵礦井環境下，EUHT-5G可以為電機車提供帶寬大、穩定性高且延遲低的無線通信網絡，該網絡還具有可隨時切換的效果，完全滿足礦井智能化施工的各項要求。目前，EUHT-5G系統已中標多地的礦井無線網絡建設項目，足以說明EUHT-5G在工業互聯中的產業化應用價值[7]。

2020年12月，EUHT-5G系統在福建廈門港海天碼頭首次進行應用，其為橋吊多用戶的高清視頻回傳及智能裝卸服務提供了穩定、安全的無線通信服務，受到了用戶的高度贊揚，打下了在港口貿易領域應用的穩固基礎[8]。

3.4 無線寬帶產業化應用

廣東省人民政府、江西省人民政府、福建省人民政府、中國電信集團公司以及廣東新岸線公司在財政部的支持下，于2015年12月將EUHT-5G應用到偏遠山區寬帶網絡的建設中，為偏遠山區提供了低網絡延遲和高性價比的無線網絡覆蓋，徹底解決了該地區的偏遠地區互聯網使用問題[9]。

截止至2018年末，廣東省已經建立了超過3 000個應用EUHT-5G的網絡建設試點村，如今這些試點的網絡服務依然在穩定的運行中。截止至2019年末，江西省也已經建立了超過1 000個應用EUHT-5G的網絡建設試點村，其運行穩定程度與福建省試點村同樣可靠。

4 EUHT-5G在首都機場線的應用實例

城市軌道交通的無線通信系統的發展瓶頸向來都是其無線頻率資源，從傳統的2.4 GHz開放頻段的WLAN技術到幾年前開始使用的1.8 GHz授權頻段的LTE-M技術，二者都無法與城市軌道交通的發展腳步所匹配。“北京地鐵首都機場線EUHT綜合承載研發試驗線項目”中創新性地應用了EUHT-5G技術，并設計出地鐵1.8 GHz+5.8 GHz雙頻率組合網絡方案，實現了列控CBTC、PIS旅客信息系統、VMS視頻監控系統、中心列車廣播、乘客緊急對講以及航班信息列車實時發布等多種業務的綜合承載，在軌道交通領域首次實現無線通信頻率授權頻段和開放頻段綜合運用。

此次北京地鐵首都機場線采用1 785～1 795 MHz地鐵專用授權頻段頻率組建A網（紅網），工作頻寬為10 MHz，主要承載列控CBTC等安全相關高可靠業務。采用5 725～5 850 MHz開放頻段組建B網（藍網），工作頻寬為80 MHz，承載VMS車廂視頻監控和PIS旅客信息服務等非安全相關大帶寬業務，同時備份承載列控CBTC業務[10]。頻率分布如圖1所示

為解決地鐵1.8 GHz頻率使用不能進入機場地區的問題，京投新岸線公司創新提出了A網（紅網）1.8 GHz+5.8 GHz分區域混合組網，即機場外區域使用1 785～1 795 MHz專用頻率，進入機場區域后使用5 830～5 850 MHz開放頻率，運行列車在過渡區間切換時間小于100 ms，滿足列控CBTC業務承載需求，有效解決了城市軌道交通1.8 GHz頻率在機場等區域使用受限問題。

2020年4月，北京地鐵首都機場線進行了EUHT系統的地面網絡和車載網絡的全面測試、包括CBTS、PIS、VMS、PA等業務系統在內的綜合承載測試以及EUHT系統的無線性能測試，包括傳輸延遲、最大丟包率、雙頻率的切換性能等。最后進行了兩輛列車的混跑測試與多輛列車的混跑測試，驗證應用了EUHT-5G系統后的列車間追蹤安全及速度、方向及制動控制性能。測試結果如表1所示。

北京地鐵首都機場線依靠EUHT-5G技術的應用，不僅達到“1.8 GHz+5.8 GHz”雙頻率組合網絡的實現，解決了困擾已久的頻率資款限制，而且使天線的設計更加合理，天線安裝時也不會造成電纜和波導管的裸露，極大程度上降低了施工難度。與傳統的LTE-M技術相比，EUHT-5G技術具有高性能和低成本的優勢，在軌道交通中的產業化應用無疑是未來軌道交通無線通信技術的必然發展趨勢。

5 結 論

截止到目前為止，EUHT-5G技術在各領域的產業化應用收獲的效果及受到的評價都比較良好，技術研究人員應加大對其應用范圍和技術完善的工作力度，以此實現EUHT-5G技術在更多領域內的產業化應用，促進我國的國體提升，助力我國的經濟發展。