5G通信在城市规划优化中的应用

5G通信在城市规划优化中的应用

杨楠

身份证号：120105199205164523

摘要：面对5G蓬勃发展的趋势，城市规划与空间设计人员应当对技术的发展特点及其对城市空间的影响有所了解，确保城市规划与设计是面向未来、保持先进的。。5G网络通信技术的应用，可以进一步提高人们的生活质量，而且有利于高清直播、VR虚拟技术、人工智能等科技产品的普及。所以，为了使5G通信技术能够尽早进入到人们的生活，通信业界人士应该更加关注5G的移动网络优化技术。本文将详细分析5G通信在城市规划优化中的应用。

关键词：5G网络；通信；技术；城市；

前言：从4G发展的经验来看，新一代移动通信技术的发展与其他技术相互作用会创造一大批新应用，例如4G的发展直接推动的移动支付发展带来了共享单车、共享汽车等新应用，从而改变了出行场景，使得空间规划设计既要考虑共享交通工具的出行、停放需求，也要考虑其带来的出行习惯的改变从而改变城市形态。事实上，过去城市规划与空间设计常常是被动的应对技术变化。

1.5G通信技术概念界定

5G（5th-Generation），即第五代移动电话行动通信标准，也称第五代移动通信技术，是4G之后的延伸。根据IMT-2020（5G）推进组，5G由标志性能力指标和一组关键技术来定义。其中，标志性能力指标指“Gbps用户体验速率”，一组关键技术包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络构架。5G具有高速率、宽带宽、高可靠、低时延等特征。随着无线移动通信系统带宽和能力的增加，面向个人和行业的移动应用快速发展，移动通信相关产业生态将逐渐发生变化，5G不仅仅是更高速率、更大带宽、更强能力的空中接口技术，而且是面向用户体验和业务应用的智能网络[1]。

2.5G通信技术关键指标

在2015年5G的愿景研究阶段，国际电信联盟（ITU）指出5G将渗透到未来社会的各个领域，使信息突破时空限制，拉进万物的距离，最终实现人和万物的智能互联，由此ITU规定了5G的八大关键技术指标，指明5G不再追求单一目标（峰值速率），而是考虑不同的业务和应用场景（如物联网）。移动通信技术自20世纪80年代诞生以来，经过三十多年的爆发式增长，已成为连接人类社会的基础信息网络。移动通信的发展不仅深刻改变了人们的生活方式，而且已成为推动国民经济发展、提升社会信息化水平的重要引擎，面向2020年及未来的第五代移动通信技术（5G）已成为全球研发热点。国际电信联盟ITU召开的ITU-RWP5D第22次会议上，确定了未来5G应具有的三大类应用情景：增强型移动宽带eMBB（Enhance Mobile Broadband）、超高可靠与低延迟的通信uRLLC（Ultra Reliable&Low Latency Communication）和大规模机器通信mMTC（massive Machine Type of Communication），前者主要关注移动通信，后两者则侧重于物联网。增强型移动宽带（eMBB）是4G时代移动宽带的延续，也是运营商当前最主要的商业场景。作为最早实现商用的5G场景，eMBB的应用前景最为清晰，它将满足用户对高数据速率、高移动性的业务需求。同时，运营商也将打破4G时代的业务场景、终端模式的边界，引入如4K/8K超高清视频、虚拟现实和增强现实、云服务等新业务，广泛应用于融合传媒、智慧教育、智慧旅游和智能安防等领域，成为5G的基础业务应用。

超高可靠与低延迟通信（uRLLC）是5G区别于2G/3G/4G通信网络升级换代的一个典型场景，也是移动通信行业切入垂直行业的一个重要突破口，成为多产业融合的信息化革命的推手，广泛应用于智能网联汽车、智能制造、智慧电力、智慧医疗等更领域。

3.5G网络通信技术在城市环境规划中的应用

3.1 5G的部署

当前很多发达城市已经部署了5G实验网，逐步落实了相关准备工作。为了实现预期覆盖效果，需要综合利用MR采集技术和大数据技术等全面监测无线网络，为大规模商用建设提供参考。因此大城市具有较多的商业超市和地铁轨道以及社区等，这些区域承担着不同的数据业务，这些属于运营商的重点区域，也是部署5G区域的重点区域，但是在密集区域建设5G基站具有较大的难度。建设5G移动网络需要利用以下集中部署形态：（1）需要快速部署小基站，利用4G基站升级改造5G驿站基站，可以在商圈和超市等区域部署直放站和小微站，再如可以在高校和医院等区域部署皮基站。（2）可以利用5G宏站覆盖，主要包括玲珑站和楼顶对打结合室分基站，楼顶对打可以在楼梯外侧的结构中部署，而玲珑站可以在单元门上放置，也可以部署在裙楼楼顶等位置[2]。通过结合以上宏微，可以无缝覆盖密集区域。当前在很多城市中的商业圈和中IG能带你场景已经建设了5G基站，通过基站建设，可以提高通信传输的效率。

3.2 5G网络通信技术的应用

5G网络通信技术的业务范围很广，除了各种手机业务外，还有虚拟现实、增强现实、AR等高级智能，还有无人机、远程医疗、智能穿戴等一批新的业务。这些业务的产生，将会完全依靠超高速率传输、超低数据时延、大规模连接三大特征。同时，5G网络资源的使用和网络容量的提升也将会极大地增强，从而让5G频谱资源可以被更好地利用，从而增强网络基础设施的鲁棒性。在5G的实际运行中，要使5G的网络能够自动地进行优化，能够自动地修复网络故障，能够有效地调节和提升5G的性能和品质，从而使5G的业务能够满足多样化的业务需求。此外，要充分运用软件定义网络SDN、网络功能虚拟化NFV等新型网络架构，使5G网络功能虚拟化，使用户控制面与数据面彻底分离，对5G的流量进行更为灵活控制，使5G网络成为一个更为智能化的服务渠道，为5G的核心网络与应用提供更为高效的控制平台。

3.3 5G网络通信技术面临的环境

5G网络在为用户提供更为高端的业务的同时，所面对的通信环境也变得异常复杂。（1）大型超市和商业区的人口密度要大得多，大部分超市都有地下一层后者二层，5G网络的建设，既要保证覆盖范围，又要保证传输能力。（2）所有的交通枢纽和地铁线路，这些线路都是在地下，又窄又长，给5G信号的部署带来了很大的困难。（3）高层建筑和人口密度较大的居民区，往往会受到干扰，不利于信号的完全覆盖。（4）在某些特定的情况下，往往会用到一些能够屏蔽信号的东西。在实际发展过程中需要对特殊地区进行较为全面的分析，挖掘出5G在城市复杂环境下所遇到的困难和解决办法，从而需要采取5G网络通信技术的优化措施[3]。

3.45G网络通信技术的应用场景

由于5G突破性的性能提升，网联汽车、自动驾驶汽车、智能网联汽车及其配套设施所组成的车联网被认为能从5G的部署中获得很大的发展机会。实际上，全面实现无人驾驶对于大众来说还是比较遥远的目标，但不得不说通信技术的发展包括4G已经对我们的出行场景产生许多影响，除了之前我们谈到的共享单车的例子，BRT的设计也与移动通信网络技术的突破息息相关，对交通工具的精准感知促进了对交通态势的预估，从而使出行场景更加可预测，从而整体提升效率，通过为汽车和道路基础设施提供大带宽和低时延的网络，5G能够提供高阶道路感知和精确导航服务。

城市交通不是几个企业的突破能改变的场景，出行场景的变革是城市级的行为甚至可以说是国家级的行为，就城市规划设计方面来看，5G带来的创新交通应用其未来会给现有的建成环境和土地利用带来设计、规划和功能上的影响。城市规划者应秉承可持续性发展和以人为本的设计原则，提出了重塑城市形态的建议。总体来说，这些影响可以体现在行车车道、卸客车道、路标和信号灯、自行车道和人行道、停车场、城市交通体系及用地重新开发上。

结语：在城市环境规划过程中，5G网络通信技术发挥着重要的作用，为了充分发挥出5G网络通信技术的作用，需要实现5G网络通信技术在城市环境规划中的优化，采取有效的优化措施，在城市环境中无缝覆盖5G网络。

参考文献：
[1]徐楚.5G网络通信管道线路规划应与城市规划相结合[J].计算机与网络,2021,47(22):43-45.

[2]张燕.智慧城市中5G移动通信网络规划研究[J].电脑知识与技术,2021,17(26):40-41.

[3]康龑.5G网络通信线路规划与城市规划结合策略研究[J].中国新通信,2021,23(09):25-26.