基于5G通信技术的地铁多网络融合技术研究

5G通信网络的关键技术与应用研究5G通信网络作为下一代移动通信技术，拥有更高的速度、更大的带宽、更低的延迟以及更高的可靠性，将会在未来的社会生活和工业生产中发挥重要作用。

为了实现5G通信网络的顺利发展与应用，需要不断研究关键技术并探索其在各个领域的应用。

一、关键技术研究1.多接入技术：5G通信网络将基于多种接入技术，包括LTE、Wi-Fi、蜂窝通信等，实现多连接、多频段、多网络的融合。

其中，毫米波技术和中继技术是实现高速通信的关键。

2.大规模MIMO技术：大规模MIMO技术是5G通信的核心技术之一，可以实现多用户同时传输，提高信号覆盖和传输效率。

采用海量天线，实现多路信号传输，减小信号干扰，提高频谱效率。

3.网络切片技术：网络切片技术可以将网络按照不同需求进行灵活切割，为不同应用提供个性化的网络服务，例如智能交通、工业自动化等。

通过网络切片技术，可以实现网络资源的灵活配置和管理，提高网络效率和性能。

4.边缘计算技术：边缘计算技术可以将计算资源和存储资源近距离部署到用户附近的边缘节点，减小数据传输延迟，提高数据处理速度。

在5G通信网络中，边缘计算技术可以为高速数据传输和低延迟应用提供支持。

5.安全与隐私保护技术：5G通信网络中，安全和隐私保护是关键问题。

需要研究安全加密算法、认证技术、访问控制技术等，保护用户数据和隐私不受侵犯。

同时，考虑设备的物理安全和网络安全，构建安全可靠的通信网络。

二、应用研究1.智能交通：5G通信网络可以实现车联网、智能交通管理等应用，提高交通效率和安全性。

通过实时数据传输和处理，提供交通状况分析、路况预测等服务，实现智能交通控制。

2.工业互联网：5G通信网络可以应用于工业自动化、智能制造等领域，实现设备间的实时通信和协作。

通过5G网络连接传感器、机器人、监控系统等设备，实现智能生产、远程监控等应用。

3.虚拟现实与增强现实：5G通信网络具有高速传输和低延迟的特点，可以为虚拟现实和增强现实应用提供支持。

特别报道 / Special report245G+是国家高质量发展的重要组成2020年2月21日，中央政治局会议强调“要推动生物医药、医疗设备、5G 网络、工业互联网等加快发展。

”这在很大程度上凸显了5G、工业互联网对国民经济的重要性。

3月24日，工信部颁布了《关于推动5G 加快发展的通知》（工信部通信2020【49】号），全力推进5G 网络建设、应用推广、技术发展和安全保障，充分发挥5G 新型基础设施的规模效应和带动作用，支撑经济高质量发展。

5月22日，“加强新型基础设施建设，发展新一代信息网络，拓展5G 应用”，5G 作为新基建七大领域之首出现在政府工作报告里，肩负着推动经济社会数字化转型重任。

中国城市轨道交通协会在3月发布了《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》，明确指出城轨建设遵循“推进城轨信息化、发展智能系统、建设智慧城轨”为主线，在智能智慧技术体系中，5G 技术和物联网是智能系统的重要落地方向。

基于国家产业方针政策指导，摸索5G+在轨道交通的应用，南京地铁从提升“5G+工业互联网”网络关键技术产业能力出发，积极推进“5G+工业互联网”网络技术部署实施，开展5G+轨道交通的相关创新探索和项目实践，以积累5G+轨道交通应用的经验和数据，从而推动5G+的发展。

以智慧城轨为方向启动5G与轨道交通融合发展研究城轨是城市运作的大动脉和展示城市形象的重要窗口，智慧化与网络化是其发展的必然趋势。

南京地铁积极响应南京市委、市政府的“四新”行5G+南京地铁创新探索文/裴顺鑫 孙舒淼作者简介：裴顺鑫，南京地铁建设有限责任公司副总经理；孙舒淼，南京地铁建设有限责任公司通号设备处副处长动计划，积极探索5G 新技术在轨道交通运营管理、乘客服务、设备智能运维等领域的创新应用，坚持业务提升与科技创新相融合的发展理念。

南京地铁、南京联通战略合作，积极抢抓5G 战略机遇、大额投入，致力于推动科技创新、赋能行业应用，不遗余力推进、孵化5G 应用落地。

通信中多网融合技术的综述与发展趋势近年来，随着信息技术的迅猛发展，通信行业也在不断创新和进步。

多网融合技术作为通信领域的最新发展趋势，正在受到广泛关注。

本文将对多网融合技术进行综述，并探讨其未来的发展趋势。

一、多网融合技术概述多网融合技术是指将不同网络体系结构和通信技术无缝地集成在一起，实现网络之间的互联互通。

通过多网融合技术，各种通信网络可以共享资源，提高数据传输的效率和质量。

例如，将固定通信网络、移动通信网络和互联网等不同网络融合在一起，形成一个统一的通信网络，用户可以通过各种终端设备实现语音、视频和数据的传输。

二、多网融合技术的发展现状1. 技术融合多网融合技术需要解决不同网络之间的兼容性和互通性问题。

目前，通信行业正积极探索技术融合的路径和方法。

例如，利用软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）等技术，可以实现网络资源的虚拟化和灵活配置，进一步推动多网融合技术的发展。

2. 应用场景多网融合技术在各个领域都有广泛的应用。

例如，在智能交通领域，通过将车载通信网络和道路传感器网络融合起来，可以实现智能交通控制和车辆管理；在医疗领域，通过将医疗设备和医院网络融合起来，可以实现远程诊断和医疗信息的实时传输。

3. 产业发展多网融合技术的发展对通信行业具有重大意义。

它不仅可以提高通信网络的服务质量和用户体验，还可以促进通信设备和应用的创新。

目前，多网融合技术已经成为许多通信设备和软件企业的发展重点，各大通信运营商也纷纷加大对多网融合技术的研发和应用力度。

三、多网融合技术的发展趋势1. 增强虚拟化和自动化能力随着通信网络规模的不断扩大，多网融合技术需要具备更强的虚拟化和自动化能力。

未来，通信网络将进一步向云化和虚拟化发展，通过自动化的网络管理和配置，实现网络资源的弹性调度和优化。

2. 加强安全保障多网融合技术的广泛应用也给网络安全带来了新的挑战。

未来，随着通信网络的不断智能化和互联互通，网络安全的威胁将进一步增加。

Special report / 特别报道31随着轨道交通运营智能化升级、全自动运行等先进技术的广泛应用，越来越多的数据和信息需要通过引入先进的无线通信方式实现更高效、更大带宽、更快速地传输。

轨道交通产业链长、带动效应强，自身也正迎接智能化、电气化、轻型化等发展趋势，与“新基建”中的5G、人工智能等高科技产业也紧密衔接。

2020年3月12日，中国城市轨道交通协会发布《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》，明确在智能技术装备体系中，5G 技术是智能通信系统装备的重要落地方向。

济南轨道集团有限公司（以下简称“济南轨道集团”）成立以来，始终秉持将“安全地铁、绿色地铁、智慧地铁、品质地铁”作为发展目标。

近年来，济南轨道集团以“高起点规划、高起点设计、高标准建设”的原则开展了大量信息化建设工作。

5G 作为新基建七大领域之首，肩负着推动经济社会数字化转型的重任，济南轨道集团利用5G 超高带宽、超低时延以及超大规模连接等技术特性，瞄准了在轨道交通行业的应用，将其融合到智慧城轨建设中，通过与云平台、大数据的分析、物联网技术融合应用，致力于实现运营维护的智能化，提升运维效率。

5G 技术应用济南轨道集团以应用需求为导向，结合5G 发展现状及应用特征，分析研究5G 在轨道交通的融合应用场景，同时结合集团实际现状，主要在民用通信业务需求、无线业务需求、其他新型业务需求等维展开技术应用研究。

（1）民用通信业务需求民用通信是公共通信网在轨道交通内的延伸，主要解决乘客的移动通信工具在轨道交通范围的正泉城智慧地铁5G 技术创新发展研究与应用文/杨晓东 刘海东 李美 安俊峰 李罡作者简介：杨晓东、刘海东、李美、安俊峰、李罡，济南轨道交通集团有限公司常使用。

在不限量套餐逐渐普及、移动互联网蓬勃发展的今天，对数据业务容量以及用户体验的要求越来越高。

为适应泉城市民不断追求更便捷、更多个性化服务和更丰富的多元性乘坐体验的需求。

济南轨道集团积极主动考虑在轨道交通人员密集环境下，特别是乘客在列车车厢内，如何满足公众移动通信的需求，如何满足涉及视频点播/直播、视频通话、视频会议、视频监控等大视频业务的更高需求。

5G通信技术在城市轨道交通信号车地通信中的应用探讨摘要：目前，城市轨道交通CBTC信号系统采用的车地无线通信技术主要有WLAN技术和TD-LTE无线移动通信技术。

WLAN技术具有成本低廉、技术成熟、极易网络化等优点，但其本身也存在较大缺点，它在列车高速行驶下带宽不足、切换频繁、极易受到外部干扰等，导致系统极易丢包，对城市轨道交通运营稳定性造成影响。

LTE作为第4代移动通信技术，可完成信号CBTC、车载PIS、CCTV等业务的综合承载，且使用1.8 GHz专用频率(1785 ～1805 MHz)，在工程实施阶段经过严格的频段审批、规划和控制，完美地解决了WLAN技术方面的缺陷，在近几年内成为主流技术。

关键词：5G通信技术；轨道交通1 前言随着城市轨道交通在数字化、智慧化和绿色低碳发展领域的不断探索，城市轨道车地通信业务对通信带宽的需求不断提升，LTE系统带宽不足的问题逐渐凸显。

考虑网络建设成本，也迫切需求能够提供一个统一承载多种业务的通信系统，并能够兼顾不同业务对时延、带宽、传输可靠性等的特殊需求。

5G通信技术的出现为上述需求提供了新的解决方案。

2 5G移动通信技术5G作为新一代蜂窝移动通信技术，主要优势在于：增强型移动宽带，数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络；较低的网络延迟，可满足用户具有低时延需求的无线传输；极高的可靠性(低于10-9的错误率)，对城市轨道交通车地通信业务具有重大意义。

5G技术在城市轨道交通领域产业化发展将依赖于以下技术。

(1)MEC移动边缘计算。

采用基于移动通信网络的全新的分布式计算方式，部署在网络边沿，提供计算和存储等功能，使一定的网络服务和网络功能脱离核心网络，实现成本优化、时延降低、流量优化、物理安全和缓存效率增强等目标。

(2)切片技术。

将5G网络划分为不同特征的切片子网络，为不同应用场景提供SLA(服务等级协议)保障的连接、服务定制化、相互隔离、时延和丢包可控、端到端的“专网”，满足多样化的场景需求。

通信技术在城市轨道交通中的应用摘要：随着 5G 通信技术我国逐渐开始商用，基于 WLAN 技术、LTE 技术等传统的通信技术，已经无法充分地满足城市轨道交通向智慧化发展的需求。

这使得 5G 通信技术与城市轨道交通两者之间的深度融合以及多场景应用需求更加地强烈。

现阶段，5G 通信技术在城市轨道交通领域中主要应用在车地通信系统内，用于提升列车与地面设备的通信效果，拓展车地通信容量，实现列车与地面通信间的双向数据传输，确保地面控制中心可实时掌握列车位置信息。

稳定可靠的通信技术可提升城市轨道交通运营安全性，且可提高城市轨道交通领域自动化程度，确保列车工作效率。

关键词：5G 通信技术；城市轨道交通；应用一、城市轨道交通的通信系统城市轨道交通主要部分组成：轻轨、车站、列车、维护检修基地、配电网、通信、控制中心等，整个体系非常复杂，通过集中调度、指挥控制确保列车的正常运行。

由于城市轨道交通处于高速运行的状态，列车与地面之间的无线通信技术一直都是制约城市轨道交通信息发展的重要因素。

事实上，城市轻轨的运行需要多个相关专业、多个工程相互配合才能完成，现代轻轨已经融合了以计算机技术为核心的多种自动化系统，很多操作已经实现了自动化控制。

例如城市轨道交通中ATC系统的应用，实现了列车的行车指挥、自动化运行，列车的运行能力、安全性、运输效率都得到了很大提升，轻轨运营的压力大大减轻。

在ATC系统中运用了多种先进的科技成果，在功能方面主要包括自动防护（ATP）、自动运行（ATO）和自动监控（ATC）。

SCADA 系统主要用于城市轨道交通的配电系统中，这其实是一种数据采集与监视控制系统，其作用是帮助调度人员对整个供电系统的运行状态进行有效监控与控制，控制中心的调度人员可以实时了解供电系统中各个设计的运行工况，保证轨道交通的供电安全。

防灾报警（FAS）和设备监控（BAS）系统的应用在很大程度上提高了轻轨车站环境的安全，实现自动化消防和报警。

城市轨道交通车地无线专用通信系统 5G技术应用探讨摘要：城市轨道交通作为一个大型综合系统，其信息化、智慧化建设是一项浩大的工程。

轨道交通通信系统主要分为专用通信、民用通信以及公安通信系统。

其中，专用通信系统包括电源系统、传输系统、视频监控系统、无线系统、PIS系统、集中告警系统等十几个系统，而无线系统作为轨道交通专用通信系统三大基础系统之一，主要服务于地铁生产网的运维人员日常工作的沟通与交流，通过组呼、单呼、派接呼、列车广播、转组、功能号呼叫、列车ATS位置显示等定制化的专网业务功能，为中心调度员对全线列车司机、车站值班员等各部门各专业人员的统一调度提供可靠有效的无线通信手段，满足地铁运营管理的需要。

关键词：城市轨道交通；车地无线专用通信系统；5G技术引言现阶段，5G通信技术在城市轨道交通领域中主要应用在车地通信系统内，用于提升列车与地面设备的通信效果，拓展车地通信容量，实现列车与地面通信间的双向数据传输，确保地面控制中心可实时掌握列车位置信息。

稳定可靠的通信技术可提升城市轨道交通运营安全性，且可提高城市轨道交通领域自动化程度，确保列车工作效率。

1 5Ｇ传输业务需求分析1）列车视频数据转存：铁总建设［2016］18号《中国铁路总公司关于发布设计时速200ｋｍ及以上铁路区间线路视频监控设置有关补充标准的通知》要求采用高清化监控，《中华人民共和国反恐怖主义法》规定车载视频录像存储需由30天增加到９0天，而目前列车实际存储不能达到以上要求。

目前每列列车的车载摄像机有４2个，每路的传输速率为2Mbit/s，需硬盘的存储容量为11×６Ｔ。

在列车的震动环境下，机械硬盘容易损坏，且人工拷取耗时耗力。

采用５Ｇ无线通信技术可将视频数据转储到地面，读取便捷；存储设备大部分设置在机房内，减少了车载存储设备的数量；机房环境比车载环境稳定，因此机械硬盘使用寿命更长，不易损坏。

2）车辆运行状态数据转存：每天每列列车的监测数据量大约为2.3ＧＢ，含受电弓网监测数据和车辆相关记录数据。

移动通信中的多网融合技术应用案例分析近年来，移动通信技术飞速发展，人们对通信质量和网络覆盖率的要求日益提高。

多网融合技术应运而生，通过将不同的网络技术融合在一起，提供更好的通信服务。

本文将从实际应用案例的角度，分析多网融合技术在移动通信中的应用。

首先，多网融合技术在移动通信中的一个重要应用案例是基于LTE-WiFi的无缝切换。

LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信技术的代表，具有高速、高带宽的特点，而WiFi则具有低成本、高覆盖的特点。

通过将LTE和WiFi无缝切换，可以在用户体验不受影响的情况下，实现较低成本的宽带接入。

例如，一些城市地铁线路采用LTE作为主要通信技术，但在地铁隧道内的信号覆盖不好，这时就可以通过融合WiFi网络，使乘客在地铁中依然可以享受到高速网络的服务。

其次，多网融合技术在移动通信中还有一个重要应用案例是基于VoLTE-WiFi的语音通话。

VoLTE（Voice over LTE）是利用LTE网络进行语音通话的技术，它可以提供高质量、低延迟的通话体验。

然而，LTE网络在信号覆盖不好或网络拥塞时，语音通话质量可能会受到影响。

为解决这一问题，可以通过融合WiFi网络，将VoLTE和WiFi进行切换，实现高质量的语音通话。

例如，在一个大型会议场所，人员密集，LTE网络的负荷很大，这时就可以通过融合WiFi网络，让参会人员能够稳定、清晰地进行语音通话。

另外，多网融合技术在移动通信中的应用还可以包括基于5G-WiFi的终端连接。

5G是第五代移动通信技术，具有更高的速率、更低的延迟和更大的连接密度。

然而，由于5G的部署需要更高的投资成本，覆盖范围相对较小。

融合WiFi网络可以在5G网络覆盖范围不足的地方提供补充，实现终端设备的无缝连接。

例如，在城市中心的密集办公区，由于大量终端设备同时连接5G网络，可能导致网络拥塞，此时可以通过融合WiFi网络，提供更多的连接通道，保证终端设备的正常使用。

多网融合技术在5G通信系统中的关键技术研究随着移动通信技术的迅速发展，5G通信系统成为人们关注的焦点。

在5G网络中，多网融合技术被广泛应用，并为网络性能以及用户体验带来了显著提升。

本文将重点探讨多网融合技术在5G通信系统中的关键技术。

多网融合技术是指将不同的网络技术进行整合，以实现网络资源的高效利用和无缝切换。

在5G通信系统中，多网融合技术起到了关键的作用，使得用户可以在不同网络之间进行平滑的切换，实现无缝的通信。

第一个关键技术是异构网络的整合。

5G通信系统中存在着多种不同类型的网络，如LTE、Wi-Fi、卫星网络等。

通过将这些异构网络进行整合，可以将它们的优势相结合，提供更加稳定、高速的通信服务。

多网融合技术能够根据用户的需求和网络状况，智能地选择最佳的网络进行数据传输，提高用户的通信质量和体验。

第二个关键技术是智能交通管理。

在5G通信系统中，多网融合技术可以实现对交通管理系统的智能化监控和管理。

通过将交通管理系统与5G通信系统相结合，可以实时监测道路交通状况，优化信号灯的控制，提高道路的通行效率和交通安全性。

此外，多网融合技术还可以利用大数据分析和人工智能技术，预测交通拥堵情况，为司机提供最佳的交通导航方案。

第三个关键技术是网络安全与隐私保护。

在5G通信系统中，由于网络的复杂性和广泛性，网络安全和隐私保护成为了挑战。

多网融合技术在保证网络连接的同时，需要加强对网络安全的防护。

通过采用身份认证、数据加密、访问控制等技术，可以保证用户的隐私安全，并防范黑客攻击和网络病毒的威胁。

第四个关键技术是跨网络资源调度与管理。

在5G通信系统中，存在多个异构网络，如何进行跨网络的资源调度与管理是一个关键问题。

多网融合技术可以通过智能化的算法和机制，根据网络负载和用户需求，动态地分配和管理网络资源。

这样可以实现网络资源的合理利用，提高网络的整体性能。

第五个关键技术是网络切换与流量平衡。

在5G通信系统中，用户经常需要在不同网络之间进行切换。

地铁场景的5G覆盖及与4G协同组网案例一、情况说明5G网络是国内正在大力建设的新一代无线移动通信网络，相比于4G网络，其有着高带宽，高速率，低时延等特性。

目前三大运营商在主要城市的核心区域实现了5G网络的商用，预计于2020年底在全国完成规模化部署。

经历过七年的4G网络建设，三大运营商利用时分复用（TD）和码分复用（CD）技术建立了庞大的4G网络，承载了几乎全部的数据业务，在未来很长的一段时间，4G网络依然会是我国无线通信的基础核心承载网。

2G网络方面，中国移动由于对4G语音业务volte部署相对滞后，一大部分用户在进行语音业务时仍会回落至2G网络进行通话，近期无法腾频退网。

所以在很长一段时间内，中国移动的无线通信网将会出现5G/4G/2G三网共存的局面。

另一方面，地铁已经成为城市交通最重要的出行方式之一，截至2020年底，中国内地已经有超过40个城市开通了地铁或城市轨道交通线路，客流量呈逐年递增的态势。

地铁的无线网络覆盖，主要面临着人流高、话务高、容量高等压力。

目前地铁场景基本已经包含三大运营商网络覆盖，以北京地铁的中国移动信网络信号为例，现网所有站点均已具备2G/4G设备，开通有900M，FDD 900M，FDD 1800M，LTE-F，LTE-E，LFT-D网络制式。

根据地铁建筑场景的具体特点，站点主要由站厅，站台以及隧道三部分组成；地铁基本处在地下隧道运行，无线环境比较封闭，外界信号难以进入。

为了让用户可以感受到5G覆盖带来的新体验，新的5G设备需要馈入现网2/4G网络中，进行网络演进。

由于5G本身频段较高，且现网已有的POI等器件与5G网络不兼容，所以在地铁室内分布系统中引入5G网络进行协同组网的工作将面临极大挑战。

本案例将在不同的地铁建筑场景下，采用多种5G网络方案与现网2/4G融合，对比分析各建设方案优劣，从而对未来5G网络在地铁场景下的覆盖提供帮助。

二、问题分析如何有效、合理的在地铁场景下馈入5G网络信号，需要从以下几个方面分析。