5G移动通信在电力通信中的运用与关键技术探究

发表时间:2021/8/25   来源:《工程管理前沿》2021年第10期   作者:车晨
[导读] 从发展态势来看,5G移动通信技术仍处于研发阶段,其技术的发展能促进相关经济增长,提升民众生活质量。
        车晨
        国网山东省电力公司荣成市供电公司  山东省威海市荣成市  264300
        摘要:从发展态势来看,5G移动通信技术仍处于研发阶段,其技术的发展能促进相关经济增长,提升民众生活质量。5G移动通信可用于电力通信中的人工智能和云端存储等方面,能有效推动电力通信的发展。其关键技术包括大规模MIMO技术、多载波技术、全双工技术及自由组织网络技术等,为5G移动通信实现高传输速率、缩短延迟时间、提高系统容量等性能发挥了重要作用。
关键词:5G移动通信;电力通信;关键技术
1 5G移动通信技术的概述
        目前我国乃至全球的5G技术尚处于起步阶段,对于该技术的实际应用更是少之又少。但是从5G的发展特点方面分析,仍可以概括出以下内容:第一,5G具有更多的数据流量,将被广泛应用于移动电子设备。在移动通信设备需求量如此大、智能产品更新换代如此快的当代,5G移动通信技术正是人们对大数据流量需求的产物。第二,5G的网络兼容性更强,联网设备范围更广,将被广泛应用于电力自动化设备。在提高电力自动化站点建设水平和5G移动网络面积不断扩大的基础之上,5G的联网设备将达到每平方千米一百万台的建设规模。第三,5G传输速率的峰值将不断提高。
        1.1 5G技术的关键——MIMO
        一般来说,高频传输是实现无线通信高速传输的方法,频率越高可用于该频率的带宽就越宽。但是根据现有的无线通信情况,在无线网络的频率内的电波不足,导致缺少足够宽的带宽支持传输。所以在5G技术中,首次出现了使用高频电波的频带。然而高频电波也有劣势,其一是传输距离短,无法实现远距离的信息传播,其二是高频电波由于良好的直线型极容易被障碍物阻挡。
        总而言之,高频电波虽然有较高的通信速度,但却无法用作手机等移动终端的电波。好在在5G技术的应用中解决了这一难题——通过大规模使用多输入多输出技术。多输入多输出技术也叫MIMO技术,它采用几百个天线实现电波的接收和发射,是实现5G技术的重要一环。MIMO技术能调动小到几十根大到几百根天线同时联动,指向特定的地方发射波束。当然,多输入多输出技术的规模越大,越能实现高频电波应用。大规模的MIMO技术弥补了高频电波易耗损、传输距离短的缺点,然而却无法填补高频电波容易被障碍物阻挡的缺陷。面对建筑物、传输盲区等阻碍,只能通过建设更多基站来解决。
        1.2 5G移动通信技术的特点
        5G移动通信技术主要具有以下三大特点:(1)速率高,延时短。无线通信网络从3G到4G的传输速率已经有了质的飞跃,而5G将比目前普遍应用4G网络更快,至少可以达到1.25GB/s的传输速度。超高速率的实现带动了网络容量的扩大,同时又降低了传输延时的时间,即使多个人同时使用同一网络也不拥挤。(2)可以实现同频全双工。上述的MIMO(多输入多输出)技术使5G实现了相同频率的全双工通信,这意味着信息的发射和接收双方能实现在同一频率完成发出和接收的动作。(3)应用毫米波。在红外波和微波频段之间的是毫米波,所以毫米波集这两种波的特点于一体,在5G技术中应用毫米波的好处体现在信息传输的方方面面,包括传输容量和质量的提升以及24小时通信等方面。
2电力通信系统中5G移动通信技术的具体应用
        2.1物联技术
        在通信移动技术作用下,越来越多的设备可以有效连接,远距离的智能操控得以实现,方便了人们日常工作以及生活。在4G移动通信技术作用下,智能手机可以和各类型家电设备顺利连接,远程智能化操控运行中的家电设备,随时了解其运行状态的同时极易发现潜在的隐患问题。和4G移动通信技术相比,5G移动通信技术有着更广的覆盖面积、更长的数据流量,可以实现复杂化设备的智能化连接,为物联技术深化应用以及发展注入了活力,使其有更多的可能。

在电力通信系统运行中,借助5G移动通信网络技术,扩大物联网连接规模,促使简单化或者复杂化的设备都可以和智能手机进行智能化连接,还能降低不同移动终端运行中消耗的流量,当然也降低了包括网络建设以及运行两大层面支出的成本。
        2.2人工智能
        在信息化时代发展的浪潮中,人工智能不断出现在人们的视野中,成为一大社会热点话题,并频繁应用到现代社会不同行业以及领域中。人工智能的有效实现建立在智能交互技术基础上,而这一技术效能作用的发挥和移动通信技术深入发展紧密相连。5G移动通信技术在实际应用中明显的优势特征,如传输速率快、缩短网络延迟时间,将其应用到人工智能中是可行的,可以成为人工智能深化发展的助推器。
        2.3云端技术
        信息数据高效传输以及共享是智能化时代呈现的主要特征之一,云端技术在现代社会中的应用也会日渐普遍化,快速存储社会发展中各个方面呈爆发式增长趋势的信息数据,还能在一定程度上提高信息数据的安全系数,防止出现丢失、篡改等问题。同时,建立在网络基础上,具有更大的数据流量、更高的上传速率等优势特征的5G移动通信技术将会为云端技术应用中多样化效能的实现提供重要的支撑力量。此外,站在长远的视角,5G移动通信技术在云端技术层面的应用主要体现在两大层面。第一个层面是向人们提供的云端服务个性化特征更加鲜明。随着5G移动通信技术的应用日渐频繁,电力通信技术内容逐渐多样化,在电力通信系统运行中可以自动化分析不同用户群体多样化的电力通信需求,以分析结果为基点,通过云端及时向用户推送个性化特征鲜明的通信服务,可以从根本上提高用户的通信质量。第二个层面刷朝着移动设备云的方向深层次发展。在5G移动通信技术持续作用下,云端技术在实际应用中得以深化发展,云端移动设备运行能力明显提高的同时功能作用日渐多样化,可以为不同层次用户提供更加优质、多样的通信资源服务。
3电力通信系统中5G移动通信技术的应用情况与应用前景
        3.1电力通信系统中5G移动通信技术的应用情况
        随着5G时代的到来,智能手机传输信息的速度会大幅度提升,是LET时代的60多倍,而这也是人类社会进入超高速时代的重要标志。在此过程中,高频传输是当下提升无线通信速度的一种有效手段。随着频率不断提高,电力通信的频率范围也会越宽,信道容量也会增大,一次传输的信息数据也会更多。随着电波频率提升,信息传输距离缩短的同时远距离传输的难度系数也会增大,要在优化电力通信技术基础上高效应用5G移动通信的关键性技术,即大规模MIMO技术,更好地发挥高频电波优势作用。
        3.2电力通信系统中5G移动通信技术的应用前景
        定向波束、高宽带是5G移动通信技术的应用前景。5G通信是在波束形成技术作用下可以让移动终端向特别小的范围精准、定向、高速发送对应的信号,防止其受到多余电波干扰,提高通信环境质量,可以应用到配电自动化站点以及变电站通信方面。同时,随着下一代超高速无线通信普及化,高宽带的实用价值也会不断呈现,5G通信将会应用到电力自动化作用下的各类设备。例如,变电站、配电站可以借力5G无线通信优势作用,顺利接入巡视机器人的同时进一步提高智能化水平。
结束语
        与3G、4G通信技术相比,5G通信技术的覆盖面更广、信号更强、传输速度更快,更具有综合性和多元性。目前,5G通信技术的研发试验已在进行当中,是移动通信技术在未来的主要发展方向,也将成为我国新一代信息基础建设的重要组成部分。
参考文献
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