铁路通信系统在5G无线通信领域中的应用价值
石宇航
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石宇航,. 铁路通信系统在5G无线通信领域中的应用价值[J]. 无线电研究,2022.8. DOI:10.12721/ccn.2022.157079.
摘要:
伴随着我国先进科学技术的发展,我国已经进入到5G无线通信领域,在该领域下,可以突破传统带宽局限性,具有大带宽、低时延、可靠度高、连接广泛等优势。铁路通信系统应该认识到5G无线通信技术的优势,将其广泛应用铁路通信系统中,从而确保行车安全性,提高铁路行车运输速率。本文首先阐述铁路通信系统在5G无线通信领域中的应用优势,然后分析5G无线通信领域在铁路通信系统中的应用种类,仅供有关人士参考。
关键词: 铁路通信系统;5G无线通信领域;应用分析
DOI:10.12721/ccn.2022.157079
基金资助:

移动通信技术在各行各业都发挥重要的作业,直接影响人们的生产与生活,当前我国对通信技术服务水平提出了更高要求,4G通信技术开始呈现出滞后性,为了有效提高网络运行效率,5G通信技术应运而生。铁路移动通信系统也要抓住这一科技发展机遇,提倡采用容量、时延更具有优越性的5G无线通信网络,使其成为铁路移动通信系统未来发展的重要方向。由此可见,对铁路通信系统在5G无线通信领域中的应用价值进行分析具有重要现实意义。

一、铁路通信系统在5G无线通信领域中的应用优势

(一)保证铁路通信系统的高效性

以往铁路数字移动通信系统中,虽然承担数据通信、调度通信、应急指挥等多个功能,但是系统中仍然存在许多滞后性,如在进行通信传输的过程中,整体效率较慢,传输线路中会消耗较长的时间。高铁通信技术的飞速发展,在数据传输的过程中,越来越追求传输速度,所以在通信系统中为了实现高速、安全传输,开始引进5G无线通信技术,该技术可以同时承载多个移动成端,实时开展大量视频、图片等信息数据的通信传输。相较于传统的通信技术,5G无线通信领域中涉及的技术手段种类多样,如常用的全双工技术、超密集异构技术,从而为铁路通信系统提供必要的技术支持。另外,5G无线通信领域中涉及移动软交换技术,将其应用在铁路通信系统,可以提供更加丰富的功能与场景,从而进行更加高效的铁路运营。

(二)提高车通信机制有效性

在铁路列车移动驾驶方面,采用传统通信方法虽然可以确保信息交互有效性,然而配置的过程中会使用大量设备,且在通信系统方面的整体架构具有复杂性,面临高铁等具有特殊用途的列车,需要确保车与车、车与地面进行有效的通信连接,精准的掌控车辆指令,以免在列车行驶时出现安全风险。5G无线通信玩过不仅可以为车辆控制指令提供大宽带,同时还可以更好的交换视频信息,可以实现高效的通信视频传输。另外,列车在行驶阶段5G无线通信领域可以实现自动化处理,无需人为干预就可以实现通信全覆盖。

(三)提供高质量通信服务

铁路作为重要的交通运输的方式,呈铁路方式出行的人数逐年增加,人流量繁多,所以当前提倡采取5G通信技术为乘客提供更加便捷的网络服务,确保乘客出行时,也可以与他人进行高质量视频通话,全方位满足旅客对通信服务需求。铁路上的列车在形式过程中,通信设备中的信号较差,甚至会出现中断的情况,在这种情况下,就可以采用5G无线通信技术帮助乘客在列车上随时随地进行网页浏览,观看清晰的视频,从而避免传统通信技术存在弊端,给学生更好的上网体验。

(四)构建智能化通信网络

5G无线通信领域中可以对铁路智能化通信网络进行构建,在出现系统问题时于第一时间进行处理,以免问题进一步扩大。例如,铁路供电系统在运行的过程中可能会出现电力无法供应的情况,究其原因主要是由于接触网系统故障所引起的,然而停电故障问题无法提前预测,所以当前可以利用5G无线通信技术来提高停电事故应急处理能力。这是因为5G通信技术中可以进行高时效性的信息交换,整体的交换频率高,可以构建智能化通信网络,在接收到停电信息后,可以立即进行处理,解决停电事故。

(五)确保应急通信网络系统稳固性

5G无线通信网络技术中可以对安全性、稳固性、高效灵活的应急通信网络进行构建,在系统支持下,在应急运输或者道路抢修阶段可以提供渠道,一旦出现紧急事故,整体网络系统构架十分稳固、可靠,可进行快速救援。另外,若有应急事件出现,一旦网络出现故障,无法有效进行组织协调,然而5G通信技术系统中,在应急救援的过程中,可对通信节点予以建设,快速修复网络中存在问题。除此之外,5G通信网络中的节点功能实用性以及功能性强,有效满足应急通信网络的需求,更好的解决紧急事件。

二、5G无线通信领域在铁路通信系统中的应用种类

(一)边缘计算技术

铁路通信系统方面大宽带应用率逐年提高,大带宽下业务得到扩展,但是会对网络传输带宽造成影响,所以在这种情况下,需要于系统运行的过程中构建相应的解决策略,从而将传输带宽的需求度降到最低。5G无线通信技术中,移动边缘计算技术属于重要技术类型,将其应用铁路通信系统中,可以提高高质量的IT服务,内部含有强大的云计算、人工智能等功能,这些功能可为移动用户带来高质量服务,避免网络操作、服务交付导致的时延问题出现。除此之外,边缘计算技术中在边缘网络的支持下,在处理多项业务的过程中,可以使得时延得到下降。铁路通信系统在整体运行阶段发现,发现边缘计算技术的应用将通信网络、业务彼此独立的问题解决,移动用户在就近原则的支持下,可享受到业务计算、数据缓存等功能。另外,利用5G无线通信领域的边缘计算技术,在进行业务支持时,可开展本地化处理,并将内容在本地中进行存储。在铁路通信系统内部可对边缘计算技术予以全新的统筹布置,将小型数据作业核心,对计算处理的各个小节点进行缓存,各种业务部均可于网络边缘进行存储,将移动设备、传感器等进行有效连接后,网络负载就会在一定程度上有所下降,从而将数据传输过程中的时延缩短。例如,在车联网存在的功能多样,如业务控制、数据传输,这两项功能对实时性均具有较高要求,若在进行数据传输的过程中,逻辑管控主要是在云端,很难达到实时性的业务。除此之外,该技术中还存在流量卸载功能,将移动终端作为切入点,可以参考时延容忍状况、处理水平分析流量卸载的必要性,在时延、回程链路满足需求的情况下,就可以将应用卸载延伸到网络核心,确保资源计算时具有充足性。

(二)超密集异构网络技术

铁路通信系统领域中应用超密集异构网络技术可将带宽扩大,在该网络中频率数值维持在28-32GHz,即利用毫米波就可以实现该目标。毫米波自身的穿透能力不足,所以若频率为毫米波,无法有效将屏障穿透,所以在这种情况下需要构建多个微基站。针对多个微基站网络部署过程中需要具有密集型,将终点、节点之间的距离不断拉近,从而有效提高网络功率以及频谱效率。5G无线通信领域中,超密集异构网络技术异构概念的提出,面对不同结构通过相应策略的落实仍然可以有效发挥系统性能,所有节点之间仍然可以进行积极协调,合理选择节能配置策略。除了上述技术之外,5G无线通信领域中也包括同时同频全双工技术,该技术的应用通信系统各设备中时间频率无明显差异,针对于无线信号,无论是信号发射,还是信号接收都可以同时进行。

结束语:铁路通信系统在5G无线通信领域中具有保证铁路通信系统的高效性、提高车通信机制有效性、提供高质量通信服务、构建智能化通信网络、确保应急通信网络系统稳固性等应用价值,所以应对该技术引起重视,合理将边缘计算技术、超密集异构网络技术应用其中,提高铁路通信系统的运行质量。

参考文献:

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