賈杰

摘 要：隨著人們生活水平的不斷提升，城市軌道交通成為了人們出行時首選的交通工具。而科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，更是給整個城市軌道交通行業(yè)發(fā)展提供了新的發(fā)展契機。因此，如何實現(xiàn)對科學技術(shù)的高效運用，構(gòu)建更加智能化的軌道交通車地無線通信系統(tǒng)成為了當前人們所要考慮的主要問題。而5G移動通信技術(shù)具備抗干擾能力強、覆蓋范圍大以及移動性高等特點，故將其運用到城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)中，就能有效促進整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，進而就能給乘客提供更好的乘車體驗。

關(guān)鍵詞：5G移動通信技術(shù);城市軌道交通;車地無線通信系統(tǒng);應(yīng)用

0 引言

當前城市軌道交通車地無線系統(tǒng)主要應(yīng)用IEEE的WLAN技術(shù)進行構(gòu)建，在具體應(yīng)用時，還存在著：故障發(fā)生率高、延時長等問題，這樣就給整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來了一定的影響。因此，就應(yīng)將5G移動通信技術(shù)高效的運用到城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)中，確保從多個方面來實現(xiàn)對車地無線通信系統(tǒng)的全方位構(gòu)建，以此就更有利于我國未來智慧軌道交通的建設(shè)發(fā)展。本文就針對5G移動通信技術(shù)在城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用展開具體的分析與討論。

1 5G移動通信技術(shù)的相關(guān)概述

1.1 5G移動通信技術(shù)介紹

隨著通信行業(yè)的不斷快速發(fā)展，5G移動通信技術(shù)應(yīng)運而生，并且在多個性能方面都得到了較大的突破，尤其是在頻譜利用率和能效方面得到了明顯的提升，這樣就有效的增強了資源的利用率。此外，5G技術(shù)在傳輸延時、可靠性、安全性以及覆蓋能力方面的性能也得到了明顯的提升。由于5G技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢突出，故其的應(yīng)用領(lǐng)域也變得更加寬廣。5G移動通信技術(shù)增加了端到端的通信功能，并且增強了對海量傳感設(shè)備及機器對機器通信的支撐能力，以此就能有效的達到萬物互聯(lián)的效果，以此不僅可以給5G用戶提供更高質(zhì)量的用戶體驗，而且還能滿足不同行業(yè)、不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求[1]。

1.2 5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

較4G技術(shù)而言，5G移動通信技術(shù)在頻譜效率、網(wǎng)絡(luò)容量、傳輸速度以及成本效率等多個方面都進行了改善，并且還增加了D2D的通信功能。該種功能可實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備的互聯(lián)，不僅可以有效的減輕基站的負擔，而且還能減小通信延時，以此就能有效的節(jié)約能耗。此外，就傳輸效率而言，5G技術(shù)將是4G通信技術(shù)的1 000倍，這樣就大大提升了信息傳輸?shù)谋憬菪浴?/p>

2 當前基于WLAN技術(shù)的車地無線通信系統(tǒng)構(gòu)架所存在的問題

通過對當前基于WLAN技術(shù)的車地無線通信系統(tǒng)構(gòu)架所存在問題的分析與了解，可在一定程度上有效的幫助我們及時的采取針對性的解決措施，確保及時的發(fā)現(xiàn)WLAN技術(shù)在使用時的問題，并及時的做好對5G技術(shù)的高效應(yīng)用，以此就能更好的保障車地無線通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。下面，就針對當前基于WLAN技術(shù)的車地無線通信系統(tǒng)構(gòu)架所存在的問題展開具體的分析與討論。

當前城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)主要采用的WLAN技術(shù)，系統(tǒng)在控制中心設(shè)置2臺互為主備的接入控制器，來作為整個車地無線通信系統(tǒng)的核心設(shè)備[2]。為了促進系統(tǒng)的正常運行，在各個車站軌道旁設(shè)置了AP，并且在行駛的車輛上設(shè)置車載AP，這樣無線信號就能全面的覆蓋到車站和整個列車。但是，WLAN技術(shù)的普遍使用，頻率段無法實現(xiàn)與民用設(shè)備的有效隔離，導致整個系統(tǒng)在運行時可能會出現(xiàn)卡頓、丟包等現(xiàn)象，使得系統(tǒng)頻發(fā)故障，以此就給列車的正常運營帶來了一定的影響。而對于WLAN技術(shù)而言，其的信號制式主要采用的是2.4 GHz開放頻段，不可避免的會受到民用通信產(chǎn)品的干擾，影響了車地無線通信系統(tǒng)的正常運行，以此就會造成列車出現(xiàn)晚點、緊急剎車等行為，這樣就給乘客的出行帶來了較大阻礙。其中，軌道交通最為主要的就是：PIS車地無線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要負責車載PIS與地面PIS之間的信息交互，并且還能實現(xiàn)對車載圖像的有效上傳。但是，WLAN技術(shù)的處理能力還有限，且也無法做到對無線的全面型覆蓋，導致系統(tǒng)在運行時經(jīng)常出現(xiàn)問題，嚴重時還無法實現(xiàn)對車載圖像的及時上傳，這樣就給列車維修與保養(yǎng)工作的進行帶來了一定的阻礙。雖然WLAN技術(shù)的應(yīng)用，能夠給城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)的運行帶來較強的動力，但是其自身所存在的缺陷性，也使得整個系統(tǒng)在運行過程中經(jīng)常發(fā)生問題[3]。

3 5G移動通信技術(shù)在城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

3.1 LTE-A技術(shù)構(gòu)建車地無線通信系統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)

LTE-A技術(shù)主要就是在4G通信技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有投入小、融合性高等優(yōu)點。因此，就可選用該種技術(shù)來作為城市軌道交通車地無線核心網(wǎng)的主要組網(wǎng)技術(shù)，確保整個系統(tǒng)能夠具備較高的運行可靠性。由于5G技術(shù)引進了NFV和SDN兩種新型技術(shù)，這樣就能有效的取代AC設(shè)備，以此就能節(jié)約更多的投資成本，并且還能實現(xiàn)對資源的充分利用[4]。此外，在車地無線通信系統(tǒng)中運用LTE-A技術(shù)，整個系統(tǒng)的運行效率也得到了明顯的提升，并且還有效的解決了系統(tǒng)延時性問題，以此就給乘客的乘坐帶來了更好的體驗。

3.2 MIMO增強技術(shù)實現(xiàn)接入層的大規(guī)模高密度的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋

運用WLAN技術(shù)的車地無線通信系統(tǒng)的運行原理主要就是：通過在車站和列車上部署相應(yīng)的軌旁AP、車載AP以及小規(guī)模天線等，來實現(xiàn)車站與地面的無線覆蓋，以此就能實現(xiàn)車站與地面的通信。但是，車地無線系統(tǒng)具備較強的高移動性，在實際運行時，較易出現(xiàn)AP連接中斷以及系統(tǒng)重傳的問題，以此就會導致整個列車接收不到相關(guān)信號，從而出現(xiàn)故障。而基于5G的MIMO增強技術(shù)，主要采用了小基站+大規(guī)模天線技術(shù)，這樣就有效的解決了信號中斷的問題。此外，在車站內(nèi)通?？梢圆渴鸪汕习賯€天線，這樣就極大的增加了頻譜效率，并且還能有效的提升對信號的抗干擾能力，以此就能更好的提升車站接入層的通信體驗。

3.3 MEC技術(shù)的業(yè)務(wù)接入與存儲下沉到車站層面

MEC技術(shù)主要就是指：給移動網(wǎng)邊緣提供更加全面的IT服務(wù)環(huán)境和云計算能力，確保各種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能夠更加接近用戶的無線網(wǎng)介入測，以此就能給用戶更加良好的用戶體驗[5]。其中，由于WLAN技術(shù)對于數(shù)據(jù)的傳輸速度較慢，導致在上傳車載圖像時常常出現(xiàn)差錯，進而也就不利于給調(diào)度員對列車的監(jiān)視提供重要的理論依據(jù)。而通過應(yīng)用MEC技術(shù)，就能在車站部署更多的天線，并且還能及時的將視頻傳送與存儲到接入層，以此就能有效的解決傳輸慢的問題。此外，MEC技術(shù)的應(yīng)用還能令車站無線接入層面接入更多的業(yè)務(wù)應(yīng)用終端，這樣就能給車站運維人員對各個監(jiān)控設(shè)備的檢查和故障的處理提供方便。

4 結(jié)論

不斷的將5G移動通信技術(shù)運用到城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)中，對于有效的保障整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，降低列車在運行時的故障發(fā)生率以及有效的給乘客提供更精良的出行服務(wù)，促進城市軌道行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展都具有至關(guān)重要的作用。因此，我們就應(yīng)首先認識與了解5G移動通信技術(shù)的相關(guān)概述和當前基于WLAN技術(shù)的車地無線通信系統(tǒng)構(gòu)架所存在的問題，進而從LTE-A技術(shù)構(gòu)建車地無線通信系統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)、MIMO增強技術(shù)實現(xiàn)接入層的大規(guī)模高密度的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋以及MEC技術(shù)的業(yè)務(wù)接入與存儲下沉到車站層面三個方面將5G移動通信技術(shù)高效的運用到城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)中，確保充分的發(fā)揮出其的應(yīng)用優(yōu)勢，提升系統(tǒng)運行效率，降低能量損耗，保障列車運營安全，以此就能更好的為乘客出行提供服務(wù)。

參考文獻：

[1]楊斌山.5G通信技術(shù)在城市軌道交通中的運用[J].電子測試，2021（1）：131-132+96.

[2]崔融.5G通信技術(shù)在城市軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國新通信，2021，23（1）：14-15.

[3]才琳.城市軌道交通中的5G通信技術(shù)研究[J].中國新通信，2020，22（22）：1-2.

[4]董煒，周云.5G通信技術(shù)在城市軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].城市軌道交通研究，2020，23（S2）：153-155.

[5]高翔.5G移動通信技術(shù)在城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].城市軌道交通研究，2018，21（S2）：61-64.