智慧城市中5G移动通信技术应用

【摘要】在信息化数据传输手段、物联网手段等的支持下，智慧城市实现了管理方式智能化程度的提升，民众通过移动互联网技术平台，获得了更加舒适、便捷的生活。移动通信网络是智慧城市建设中的重要组成部分。从整体布局来看，智慧城市的建设对网络承载能力及网络传输能力提出了非常高的要求。5G移动网络通信技术能够实现信息传输速度的加快，缩短传输延迟时间，终端接入的数量大大增加。在建设智慧城市的过程中，必须充分的应用5G移动网络通信技术，这将对智慧城市的建设及5G移动网络通信技术的发展产生深远影响。本文介紹了5G通信关键技术和5G通信技术在智慧城市中的应用场景，说明了智慧城市中5G通信技术优化部署的重要性。

【关键词】5G移动网络通信技术;智慧城市;信息化;问题;建议

中图分类号：TN92                            文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.07.001

随着5G移动通信技术的不断成熟，其在移动通信网络规划中的重要性不断提升，合理规划应用5G移动通信技术，可以提供更多支持智慧城市建设与发展的有效信息，进而促进智慧城市的建设和发展。因此，作者结合自身工作经验，围绕5G移动通信技术在智慧城市用的应用展开分析。

1. 智慧城市中5G移动通信技术的关键技术

1.1 无线网络技术

在预测5G移动通信用户的数量时，首先要划分人口的规模以及人口的年龄段，不同年龄段的人群具有不同的特点，其对通信的需求也存在较大的差异，通信需求将成为5G用户预测的重要依据。人口的规模和5G用户的数量之间具有非常密切的联系性，这就要求在规划过程中，要对相关的数据进行全面分析。在数据分析的基础上，要将城市未来的发展情况与移动通信未来的发展空间进行综合考量，充分借助无线网络传输技术的先进性，将5G网络接入人口分布密集的区域及5G用户数量多的区域。在5G网络接入后，不同的业务需求都将得到满足，特别是数据业务在内容方面将得到提升，各种资源的投入将有效缩减，程序更加简单化，为未来通信的发展奠定良好的基础。自组织网络技术相比较于传统技术来说，不仅可以更好地满足用户群体的基本需求，还能对资源实现更优化的配置。在5G移动网络中融入自组织技术，可以实现网络的自我管理与优化，大大减少了来自于人工方面的干扰，显著提高了网络部署和动态化进程之间的适应性。

1.2 无线传输技术

设计人员设计5G移动通信网络系统时，在无线网络的基础上，借助频谱效率技术，设计新型网络架构，可以达到5G移动通信提速的目的。在诸多领域中，无线通信技术都得到了广泛应用，其中，多载波技术、MIMO技术就获得了广泛化的应用。对雷达信号进行处理，在正交情况下或者不插入循环的情况下，可以对各个载波之间的宽带进行设置，以保证雷达信号得到灵活的传输，进而有效控制一些细小的零件。MIMO技术可以提高部分空间中的分辨率，同时对其中的维度进行及时把握，对于相同时间点内不同用户的不同需求进行高质量的满足，与此同时，在比较狭窄的区域范围内，可以有效降低干扰的幅度，显著提升通信的质量，可以说，MIMO技术的优势十分显著。

2. 5G移动通信技术在智慧城市中的应用范围

5G移动通信技术在智慧城市中的应用范围是非常广泛的，本文重点介绍了5G移动通信技术在智能电网、智慧交通、智能驾驶、智能家居、智能照明这五个方面进行了重点介绍。

2.1 智能电网

在智慧城市中对5G移动通信技术的典型应用之一，就是智能电网。电力企业在5G移动通信技术的支持下，彻底打破了传统的作业模式，定制化的“行业专网”应运而生。在智慧城市中应用5G移动通信技术，可以实现电力流与信息流之间的高度融合，在电网运行过程中，可以结合实际需求来检测每一个能源设备，最终实现能源运输管理效率及能源运输使用效率的双提升。

5G移动通信技术在智能电网中的应用具体如下：

第一，智能自动化配电。5G时代背景下，智能自动化配电技术逐渐成熟，在这过程中，需要运用计算机技术、数据传输技术以及控制技术等，借助先进设备及科学的管理方式实现配电智能化。自动化配电可以通过利用通信网络系统，实现对配电网运动的实时监控，一旦发现运行故障可以第一时间通知工作人员进行及时修复，同时，自动化开关的应用可以在发生故障时发挥隔离作用，避免电网其他线路的正常运行。智能自动化配电有效提升了供电质量及效率，是智能电网的重要发展趋势。

第二，精准负荷控制。利用5G移动通信技术对电力负荷进行控制，可以充分发挥5G通信网络低延时、强稳定性的巨大优势，相比传统整体切除的方式来进行电力负荷控制，5G移动通信技术的应用，不仅能够大大提升电力负荷控制系统的精确度，同时还可以有效控制故障用户的可中断负荷，避免其他用户产生影响，降低经济损失。

第三，低压用电信息采集。低压用电信息采集是通过收集用户用电信息，了解用户用电情况，并检测用电信息异常情况。在用电信息采集方面，当前主要方法是传送计量所用的数据，利用集中器对终端信息进行采集。5G时代背景下，将5G移动通信技术运用于低压用电采集方面，能够对用户终端信息有更加全面的了解，信息采集工作更加细化，在此基础上制定电价阶梯报价等制度会更加精准合理。

第四，分布式电源的控制。分布式电源指的是太阳能发电、风电发电、新能源汽车充电桩等，其优势是有效提升电力系统工作效率，同时节约投资，在智能电网发展中，分布式电源具有重要的作用。采用5G移动通信技术，可以对分布式电源进行有效健康，并对数据进行自动收集处理，大大降低了人工劳动，提升了工作效率和工作质量。

2.2 智慧交通

在智慧城市中对5G移动通信技术的另一个典型应用，就是智慧交通。对于城市的建设与规划来说，交通规划及交通建设是非常重要的一个环节，如果城市交通的规划建设不合理，就会对城市形象产生深刻的负面影响，同时还会直接影响城市经济的发展。在智慧交通中对5G移动通信技术的应用，主要是支持各个车辆之间创设良好的被动感知感应，进而促进城市交通率的提升。此外，5G移动通信技术的应用，将精准定位各个车辆的位置成为了现实，当车流量大的情况下，可以有效降低车辆交通堵塞问题的出现。

5G时代背景下，城市交通系统也必将取得进一步发展，更加智能化、便捷化。在交通运输中采用5G移动通信技术，可以通过对车辆进行智慧化调度，在降低城市安全事故发生率的同时，降低城市交通发展成本，为人们出行带来更多便捷。同时，在5G移动通信技术性，城市交通系统与物联网相连，形成综合性信息处理系统，便于城市交通管理人员对城市交通数据有更直观的了解，能够及时进行数据处理，完成海量数据的传输处理工作。在未来，5G移动通信还可以实现生态化智能交通的发展，通过合理部署基站、加强城市交通系统部署，有效缓解城市资源不足的压力，促进城市交通系统生态化、智能化发展。

2.3 智能驾驶

智能驾驶不仅包括自动驾驶，同时也包括远程驾驶，汽车厂家要充分利用5G移动通信技术所具有的高宽带、低延时优势来对自驾过程中可能出现的各种安全问题进行有效的解决。与此同时，5G移动通信技术还能将远程驾驶模式变为现实，利用远程操控管理来支持特殊产品的运输，并且在实际运输管理中，不仅可以保障驾驶人员的安全，还能为运输工作的开展提供更多的便利。

在智能驾驶中，如何对大量非结构化的基础设施进行管理以及在边缘收集敏感数据时做好隐私保护工作是一项重要难题，采用边缘计算以及5G低延时的优势，赋予其更好的位置感知能力，使应用程序在短时间内做出响应，满足自动价值在实施业务、安全性、隐私性等多方面的实际需求。

2.4 智能家居

在5G移动通信技术的支持下，通过信息传输来有效控制家居设备，即为智能家居。建设、发展、应用、完善智能家居系统，都需要得到高速率、高宽带网络系统的支持。5G移动通信技术相较于4G移动通信技术，具有的灵敏度更高、传输效率更高、网络系统稳定性更强等优势。智慧城市的建设与发展，对智能家居也提出了更高的要求，在家居建设中充分应用5G移动通信技术的优势，可以满足智慧城市提出的高质量智能家居的要求，用户群体也可以享受到更优质的智能家居体验，切实实现用户生活质量的提升。与此同时，5G移动通信技术凭借其强大的优势，还可以实现智能安防控制系统的应用，及时发现盗窃事件，帮助用户降低损失。

5G移动通信技术在智能家居中的应用需要以下几方面技术的支持：第一，物联网技术的普及。5G移动通信技术具有高速率、低延时、低功耗等优势，随着5G技术的不断发展，这一优势将会更加凸显，利用5G技术可以充分满足物联网的应用需求，对智能家居实现自动化管理;第二，智能交互技术。5G移动通信技术低延时优势可以解决人机交互过程中的延迟性，全面提升用户体验，用户生活质量有进一步提升;第三，云技术。5G时代背景下，数据传输速率更快，4K视频甚至8K视频都能够在5G网络下流畅播放，利用云计算人们可以将大量视频资源、文件等随时随地上传到云端，在利用时随时下载下来，极大提升人们生活娱乐的便捷性。

2.5 智能照明

将5G移动通信技术、物联网技术进行融合后，智能的照明系统应运而生，智能照明系统可以根据路段实际的行人步行情况、车辆数量等，来对灯光进行自动调节，进而加快城市智能建设的速度，提高城市智能建设的质量。此外，积极应用5G移动通信技术支持下的智能化照明系统，不仅可以实现多种资源、能源的节约，而且符合我国生态文明建设及持续发展的要求。

智能照明需要路灯杆作为载体来实现，智慧灯杆可以集合各种信息设备以及技术创新，在进行智能照明的同时，实现道路监控、信息采集、信息发布、智能充电桩等诸多功能，为人们提供极大便利。近年来，我国越来越多的城市开展了智慧灯杆项目的试点业务，从当前实行情况来看，以智慧灯杆为载体，不仅能够充分满足智能照明的需求，同时还具有视频监控、环境感知、充电桩、无线网以及信息发布等诸多功能，可以满足人们日常出行的不同需求。但是当前，我国智慧灯杆的发展还处于初步阶段，硬件设施取得了一定进展，但是各功能之间还未形成統一的系统，系统化发展阶段还有待突破。在未来，利用5G移动通信技术，有效解决智慧灯杆面临的诸多问题，实现点、线、面全覆盖，为人们带来更加便利的生活，促进智慧城市的建设发展。

3. 智慧城市中应用5G移动通信技术的优化部署

3.1 将5G移动通信技术应用于城市主体规划之中

信息技术的不断发展，促进了城市发展模式的革新，在城市建设与管理过程中，对先进技术的应用，可以大大提高数据工作的开展效率及开展质量。将5G移动通信技术应用于城市主体规划管理之中，可以促进智慧城市的建设与发展。比如说，将在智慧城市建设中应用千兆光纤技术，可以对网络通信技术的基础设施进行完善与优化，进一步明确城市的整体发展规划，城市工作规划中涉及到的每一项内容也更加具体、完善。与此同时，作为移动通信企业，也要对自身的发展设定明确的规划目标，在立足自身发展需要的基础上，将自身对于智慧城市建设所具有的主导作用，更加充分的发挥出来。在坚持超前规划、高标准、高要求原则的基础上，对5G移动通信网络的建设工作进行整体部署，实现高频率宽带基础网络建设工作的一步到位。

3.2 将5G移动通信技术应用于城市人口控制规划之中

预测分析通信用户的使用量，首先要对人口的数量进行分析研究，借助5G移动通信技术的优势，可以对人口总数量及用户的规模变化进行科学分析。要想开展好预测分析用户使用量这项工作，必须要借助先进的技术来合理规划人口规模，同时还要利用现代化的先进设备来综合考量城市未来的发展规划。在智慧城市发展过程中，也可以利用其他角度来开展工作，比如说，用户的数量、费用等。通过创建集约统筹规划网络来进一步支持智慧城市的建设与发展，此外，加强通信基站的建设，对于智慧城市的发展具有重要意义，不仅可以提高移动基站信息的共享率，还能将宽带信号信息的全面覆盖变为现实。

3.3 将5G移动通信技术应用到安全规划之中

在信息化社会中，5G移动通信技术获得了更快的发展，普及应用5G移动通信技术成为可能。在智慧城市建设发展过程中，要对5G移动通信技术进行充分应用，在应用过程中，要高度重视建设的安全性，在安全性规划原则的指导下，要重视针对重要行业的信息化保护工作，逐步形成能够保障城市规划建设实施的防护体系，创建具有完善性的安全结构，对于城市化建设中产生的所有信息，以及信息的儲存、应用，都要给予充分的尊重，在信息流通的每一个环节中，都要给予监督和控制，在智慧城市建设发展中，避免出现各种形式的信息安全漏洞。在创建安全系统的过程中，安全系统建设的内容主要包括大数据技术的综合使用、运行过程的安全管理、应急响应等，创建具有动态化特色的5G移动通信网络管理体系，在5G移动通信网络管理体系的支持与应用下，对智慧城市运作中存在的各种安全隐患进行及时的排查。

3.4 将5G移动通信技术应用在区域网络规划之中

5G网络规划受到中心模式、核心模式的共同作用与影响，将会发生从点到面的转变，这就意味着5G网络规划会沿着纵深方向不断发展，进而不断提升网络的稳定性。5G移动通信技术的网络结构体系具有多层次、立体化的特点，利用5G网络技术的层次分析法，可以对网络结构的接入以及网络结构的控制进行更合理的分析，进而形成协同控制模式，促进资源利用率的稳步提升。

信息化环境中，5G移动通信技术得到了快速发展的空间，同时也获得了更广阔的应用空间。智慧城市的建设与发展，都需要得到5G移动通信技术的支持，合理规划5G移动通信技术在智慧城市中的应用，可以有效提升城市处理信息数据的质量与效率。在对5G移动通信技术应用的过程中，还要联合应用其他先进的新型技术，不断提升通信网络对信息的处理能力，为智慧城市的建设、发展提供更有力的支持与保障。

参考文献：

[1]倪国祥.智慧城市中5G移动通信技术应用研究[J].新型工业化，2021，11（07）：25-26.

[2]何小玲.智慧城市中5G移动网络规划技术的应用[J].通讯世界，2020，27（05）：97-98.

作者简介：杜国胜，河北滦南人，通信工程师，研究方向：云计算在智慧城市建设方面的应用、智慧城市的5G技术创新应用.