刘健敏

（广东南方通信建设有限公司，广东 广州 510630）

0 引言

5G 无线通信技术作为通信系统中最为先进的技术在多个领域占有重要地位，5G 无线通信技术推广以来，提高了短距离通信的质量，增强了信息传递的可靠性，具有传输速率高、分辨率高特点，可以大幅度提高人们的工作效率。在5G 无线通信技术的推动下，网络覆盖面积逐渐扩大，在个域网、智能交通、应急救援现场、无线传感器以及军事通信等多个领域发挥着重要作用，本文以广东省的智能交通为例，研讨了5G 通信技术的应用价值。

1 5G 无线通信系统的关键技术

1.1 空口技术

空口技术是移动网络系统中最为关键的组成部分之一，在5G 无线通信技术尚未兴起之前，空口技术在4G 网络中也拥有较大的利用价值。在5G 无线通信技术的推动下，空口技术应用的范围进一步扩大。空口技术自身在无线网络系统中具有较大的优势，用户在使用过程中能够享受其高速传输的效率，用来下载相关文件和查询相关信息。随着大数据覆盖面积逐渐扩增，物联网也获得了充分的发展，不仅能够提高信息传播的速度，而且能够提高网络系统的稳定性。

1.2 云计算技术

无线技术在多年的发展中已经逐渐趋于成熟，根据相关调查数据显示，全球网络连接数量已经超过500亿，在通信技术不断发展的大背景下，云计算技术作为这一种专业化的技术手段在提高信息存储与传输速度的同时也极大的促进了5G 无线通信技术的发展，二者之间相互促进和互相补充从而提高数据传播速度，拓展网络系统内部的存储量，为净化网络环境提供技术支撑[1]。

1.3 MIMO 通信技术

5G 无线通信技术在发展过程中也在不断完善，以确保更好的满足用户日益增长的高质量通信需求，5G技术在发展过程中不断创新，如表1 所示。MIMO 通信技术就是5G 技术创新点的典型案例，用户通过MIMO通信技术传输数据，能够提高数据传输效率，给用户的工作和生活带来更大的便利。MIMO 通信网络覆盖范围较广，其天线除了分布在基站内部，还可扩大到城市中的多个区域，最终导致系统容量逐渐扩大，这是提高信息传播速度的最关键技术手段之一[2]。

表1 5G 技术创新点

1.4 低功耗网络技术

5G 无线通信技术能耗过高是限制其发展的关键因素之一，不仅会造成资源利用率过低，而且不符合国家可持续发展的方针策略。因此为了推动5G 无线通信技术的进一步发展需要综合性整治能耗过高的现状，提高基站能源转化的效率。运营商需要优化基站能源转换的方式，当用户在下载结束后，基站通过自动感应转变成休眠状态，以此来降低能耗，但是就现阶段的智能化水平发展现状来说该系统的自动化水平没有从根本上得到提升。针对当前5G 无线通信技术发展的现状，需要根据区域内网络通信应用水平对其进行调整，在东部沿海发达的城市扩大5G 信号覆盖范围，在西部相对落后的城市缩减覆盖面积。

1.5 异构无线通信网络

异构无线通信网络是对现有资源合理进行分配的一种方法，为保证数据传输效率和网络信息安全的稳定性，需要对局部资源进行合理分配。例如我国广东省的通信技术水平相对较高，各种新型电子产业具有相对广阔的发展空间，对网络信号的要求较高，通过异构网架结构分析，要进一步扩大区域的5G 无线通信网络范围。站在全局资源分配的角度，内陆地区的电子产业发展有限，对于高效率数据传输的需求相对有限，网络节点的布置要因地制宜，以更好的降低能耗并且实现资源的合理配置和减少运营商的运营成本。

1.6 毫米波高端段通信技术

毫米波高端段通信技术是分析通信工程中存在问题的一种技术手段，使用该技术能够有限提高通信工程的稳定性，合理规避了人工检验的不足。根据毫米波高端段通信技术分析的数据反馈结果，能够在短时间内发现问题并且解决问题，保障用户使用网络的稳定性和提高用户的体验感，更好的为用户提供高效率的数据传播平台，满足用户对数据传输提出的新需求。

2 5G 无线通信系统存在的安全问题

2.1 接入安全问题

5G 技术从出现发展至今已经在大范围展开推广，但是5G 无线通信技术在接入现阶段的网络体系中存在一定的安全隐患，通信资源的变更和频谱资源相对拥挤都是影响其接入安全的重要因素，异构设备的接入还会对网络信号产生干扰，如果有黑客入侵，通信信息资源很有可能产生泄露。因此在接入过程中要灵活设计，利用C-RAN 接入网提高集中化处理水平，通过智能组网抵抗外来信息入侵。

2.2 网络安全问题

切片是5G 无线通信技术中最为重要的内容，每个切片都有其对应的ID 以实现安全隔离。5G 无线通信使用的虚拟化技术是当前网络体系中最为先进的，但是5G 信号的接入需要与之前的网络系统进行连接，多个系统衔接过程中存在数据泄露的状况，数据被恶意篡改的现象严重的影响了网络环境安全。为避免产生网络安全问题，要设置相应的密匙，采取实时的信息验证以确认用户个人信息，信息不一致的情况下，不能登录使用对应的系统，这样子才能够提高网络安全，避免产生信息泄露问题。

2.3 应用安全问题

在5G 无线通信技术的支持下，物联网工程获得了飞速发展，万物互联的方式给用户生活带来了极大的便利，但是物联网设备与电脑或个人手机端相连，在操作过程中需要运用一系列软件绑定个人账户，移动终端的软件在开发应用时会有部分小程序或者广告植入，用户在使用过程中个人信息安全不能得到全面保障，在推广使用过程中软件使用的频率提高，会降低整个系统数据传输效率，同时小程序广告中可能会带来病毒从而影响到应用安全。

2.4 用户安全问题

5G 无线通信技术的发展显著提高了数据传输的效率，随着5G 技术的普及，用户数量也逐渐增加，5G无线通信技术覆盖面十分广泛，用户在使用5G 网络时任何操作不当的行为都有可能会产生信息泄露，多方网络用户不断增加，而网络系统智能化水平不足，不能辨别各种网络主体的应用范围，不法分子通过网络链接对用户个人信息进行盗取，严重的威胁了用户的人身财产安全。

3 5G 无线通信在城市轨道交通信息传输中的应用

3.1 系统设计框架

本案例以广东地区的城市轨道交通信息传播现状为例，对5G 无线通信的应用现状进行了综合探讨。当前城市交通轨道系统控制中主要有三个部分，分别是监控系统、存储系统以及交换系统。控制系统在应用中执行时间调整，在UDP/IP 协议的要求下，对轨道交通中的信号进行双向安全交换，5G 无线通信技术的应用对信号转换的可靠性得以有效提升，为城市交通的安稳运行提供了保障[3]。

3.2 控制器设计

选取任一路段的控制器作为示例对象，该控制器接入了TI 天线，以便于更好的扩大5G 无线通信技术覆盖范围，对城市轨道交通的关键节点具体位置进行充分把握。该系统主要包含3 个部分，分别是航空通信站、航控设备和信标查询天线，其反馈功能能够帮助驾驶员合理规划通行路线，减少车辆密度过大的影响，控制器的应用使城市交通轨道运行效率提高的同时更加安全。图1 为控制器结构。

图1 控制器结构

3.3 无线通信程序设计

在5G 无线通信系统的控制下，城市轨道交通信息传播系统对Socket 加以利用，以实现各种通信功能畅通无阻[4]。Socket 在轨道交通应用过程中，使用的服务器为客户端模型，当客户通过5G 无线通信程序连接以后，服务器对用户信息会形成完整的反馈机制，具体数据包信息如表2 所示。无线通信程序设计提供的双向数据交流平台能够给用户带来便利，但是不能保证数据传输信息的顺序，因此其可靠性存在一定的质疑。

表2 软件程序发送的数据包信息

3.4 无线数据通信子系统设计

5G 无线数据通信子系统设计包含5 个主要系统，分别是主干网络、控制系统、控制中心、轨道侧网以及车辆网。除此之外子系统中含有多个交换机，对城市轨道交通信号进行转换，如图2 所示。该系统的运行主要依靠以太网为基础，通过基站传输的信号探测结果反馈到交换机上，再通过交换机对信号进行转换，转换数据的结果会传输到控制中心，以便于对城市轨道交通更好的监管，在5G 无线通信数据的控制下，其数据转换的速率得到了有效提升[5]。

图2 5G 无线数据通信子系统原理

3.5 通信信号损耗分析程序设计

信号发送机和接收机之间的距离设置为d，单位是km，通过程序设计计算能够判断出信号线缆损坏的位置，对损坏程度也能进行初步预估，信号发生损坏现象一定程度上会影响交通的正常运行，通过使用损耗分析程序能够提高线路维修效率，当前我国广东地区的交通信息传输系统稳定相对较差，在5G 无线通信技术的推动下取得了一定的成就，但是为了进一步提高城市轨道交通的安稳性，还需要扩大5G 基站的建设，使5G 网络系统全面覆盖，提高系统运行稳定性。

4 结语

5G 通信技术在科学技术飞速发展的推动下覆盖面积会进一步扩大，在当前阶段5G 无线通信技术应用范围已经逐渐覆盖公共医疗卫生、城市轨道交通、军事管理、工厂生产以及个人生活当中。其高速率的数据传输特征符合当下快节奏的生活特征，给人们的生活带来了巨大的便利，为了进一步净化网络环境，推动5G 无线通信技术的普及，要做好安全知识普及，落实安全预警体系，构建智能网络系统，切实提高5G 系统应用安全。