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高铁通信网络中5G移动通信技术的应用

【摘要】5G移动通信技术是“第五代数字蜂窝移动通信技术〞，该技术将以其高传输速

率、覆盖范围广、传输速度快、能大规模连接设备和更低信号延迟的优点，在技术上改善现

有的通信状况与高铁的运行状况，帮忙高铁运行更加智能、平安，对地区经济开展和产业结

构调整都有极大的助力作用。本文就5G移动通信技术在高铁通信网络中的应用进行分析探

讨。

【关键词】5G移动通信技术；高铁通信网络；应用

5G网络时代已经初步形成，19年11月1日，三大运营商已经上线5G商用套餐，表示

运营商对5G网络建设的第一步已经到位。4G网络通信已经影响了人们的生活与通信产业的

走向，而5G技术的开展将会让数据的传输频率进一步加快。对铁路运输业来说，提高了高

铁的通信网络通信质量，减少延迟，精准列车的定位，能让列车的通信与管理更加有序的进

行。所以在高铁通信网络中应用5G技术中的各种先进技术，可以提高高铁的运行与管理质

量。

一、5G移动通信技术

移动互联网的开展，各种智能终端的使用，用户不断增多，数据流量飞速增长，让移动

通信技术不断研发。近年来5G移动通信技术的开展成果不断实现，5G手机与5G网络套餐

的使用，让5G网络的遍及翻开序幕。而5G移动通信技术有下列特点：5G技术的数据传输

速度快，比4G蜂窝网络传输速率快100倍；5G系统的网络容量超大，可接入众多设备进行

工作；5G可依据智能设备支持更多的移动业务，家庭与办公网络也能全面覆盖，覆盖范围

广泛；网络延迟较低，能精确的对准时间，给用户提供更加优质的使用体验；5G系统的能

耗与本钱较低，使用范围更加广泛。最重要的是5G系统在500千米/小时的移动速度中也能

保持信号，5G网络技术可推动高铁通信网络的不断开展。

二、我国高铁与高铁通信系统

我国的高速铁路在世界上属于先进水平，在各种复杂地形与气候下的高铁建造技术都已

系统的掌握，具有完善的高铁技术体系。而2008年一年内累积发送的高铁旅客就有超20

亿人次，高铁在我国客运与货运上承当着重要的分量。但我国高速列车速度太快，产生的多

普勒效应会给高铁通信系统带来频偏，让基站信号接收不稳定；各通信枢纽间距离较远，站

点的效劳范围较广；高铁旅客太多，网络用户集中，让网络负荷飙升，基站负荷太高让移动

用户信号下降；高铁行驶的区域太多，用户的移动网络频繁的切换与重选，会出现掉线、切

换失败或迟缓等问题。

三、5G系统下应用的高铁通信技术

5G系统可以融合多种技术，主要有：第一，MIMO多天线技术，其具有较高的空间分

辨率，获取多个空间资源，提高检测器与预编码的质量，局限波束的范围，减少外界的干扰。

还能控制发射功率，提高整体效率。这项技术对高铁通信的管理工作有重要作用，分布式的

多天线技术，在合理的分配频率下保证网络稳定，促使列车间的调开工作顺利进行。第二，

异构网络技术，此技术的覆盖面广，可提高系统的容量与频谱效率，提高系统的灵活性。还

可降低网络维护本钱，通过5G网络实现智能化，完善系统功能，让设备平安可靠的运行。

第三，全双工接口技术，使用时不会局限设备信号的时间与频段，提高频谱效率。连接不同

链路，在通信时提高设备传输效率。还能监测列车运行状态，节省本钱，针对干扰问题还需

深度研究。第四，OFDM多载波技术，此技术通过滤波器实现，但受干扰问题影响，但5G

网络能改善滤波器功能，提高技术性能。针对高铁产生的多普勒频偏效应，还需在5G网络

下的设备实行频偏补偿，跟踪好移动高铁的速度，抵消频偏问题。5G网络在高铁通信中还

能优化切换带与天线，而切换带需要合理的优化，保证大小适中，不会产生干扰；天线那么

需要合理的设置方位，天线近点覆盖，在站点与站轨间的天线角度要设置的合理，提高信号

的覆盖率。用户在高铁快速移动时，信号波动大，会不断切换网络小区，需根据高铁特点设

置5G网络适宜的切换策略，保证切换能快速的顺畅的完成，可采用小区合并方式减少小区

切换现象，减少切换的时延。

四、5G移动通信技术在高铁通信网络中的应用

4.1针对高铁乘客用网主要场景

高铁中人员所在的地区范围很广，5G移动技术需要覆盖下列区域，第一，高铁候车大

厅。候车大厅根本是封闭式的室内，面积较大，人流量大，可采用室内5G和WiFi融合组网

分布覆盖，数字化室内分布。如