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5G通信技术在城市轨道交通中的应用详解

作者:能创科技 来源: 日期:2021/4/27 15:43:29 人气:9

  近10年来,4G通信技术的飞速发展与普及应用,推动了城市轨道交通通信系统的创新发展,实现了LTE车地无线通信传输系统的构建,有效提升了信息传播速率、通信覆盖范围、信息传输抗干扰能力,为城市轨道交通管理与服务带来便利。但基于4G通信技术应用下的LTE系统,其综合承载能力存在一定限制,在信息传输与处理上有待进一步完善。而5G通信技术的研发与应用,为城市轨道交通的创新发展提供了新动力。

  5G通信技术是基于4G通信技术升级而来的,是最新一代蜂窝移动通信技术。5G通信技术具有高速率、低延迟、传输距离远、容量大、抗干扰能力强、资源有效利用等多方面的优势。

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  在先进技术结合应用下,5G网络在以下场景中具备较高应用价值与应用前景:

  超高速的场景。例如高速移动的列车需要传输自身的状态信息至控制中心以保证自身的运行正常。

  支持大规模的人群,在人口密集的地铁中,上万人同时参与的事件中,也能够流畅地进行对外通信。

  超可靠的实时连接,即使移动到覆盖面边缘的地方也能连接到网络。

  无处不在的物物通信,能够实现物品与物品之间的相互通信,即实现大规模的物联网。

  5G通信技术能在以上场景中得以应用离不开以下关键技术:

  超密集异构网络。热点高容量密集场景下,无线环境复杂且干扰多变,基站的超密集组网可以在一定程度上提高系统的频谱效率,并通过快速资源调度可以快速进行无线资源调配,提高系统无线资源利用率和频谱效率。

  大规模天线阵列(massive MIMO)技术。每根天线有很多的天线头,每个天线头可以与移动设备进行独立的输入输出信号通信,这相当于为基站和终端之间建立了众多通道。在5G时代,天线可以拥有256个天线头,远远多于4G时代MIMO的16个天线头。大大提升了单位网络面积能够支撑的设备容量。

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  D2D通信技术。是指无需借助基站的帮助就能够实现通信终端之间的直接通信,拓展网络连接和接入方式。由于短距离直接通信,信道质量高,D2D能够实现较高的数据速率、较低的时延和较低的功耗;通过广泛分布的终端,能够改善覆盖,实现频谱资源的高效利用;支持更灵活的网络架构和连接方法,提升链路灵活性和网络可靠性。

  切片技术。网络切片是指在通用硬件基础设施中切分出多个虚拟的端到端网络,每个网络切片在设备、接入网、传输网以及核心网方面实现逻辑隔离,以更好地满足不同业务场景和不同垂直行业用户的差异化通信需求。

  边缘计算(MEC)。MEC将数据中心部署在在基站或其他网络边缘节点,使得数据的计算、处理和存储更加靠近用户。海量数据可以处理本地化,减少数据回传压力、网络拥塞和数据传输时延。

  3月4日,中央政治局常务委员会会议强调,要加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度,轨道交通行业被纳入其中。位列七大新基建之一,城际高速铁路和城市轨道交通成各省市2020年投资项目主流。5G通信技术在城市交通中的运用主要是推动轨道交通更加自动化、有效化、系统化,不断增强轨道交通的灵活性,在新经济背景的目标下,需要充分利用好5G技术,了解技术在轨道交通中的应用,促进实践的发展,促进信息技术的灵活化。


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