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摘要：随着信息技术的不断发展，移动通信技术也在持续更新换代，5G移动通信技术也正在逐步被投入应用。对于电力通信信息来说，5G通信技术能够使得通信效率、通信质量和可靠性得到进一步提升。本文将从5G移动通信的特点和关键技术出发，深入讨论5G移动通信技术在电力通信系统的应用前景，希望能够提供给相关从业者作为参考和借鉴。
关键词：5G通信；电力通信系统；应用；MIMO
引言：
随着科技的不断发展，5G通信网络正日趋成熟。与4G通信技术相比，5G通信技术具有更显显著的优势，比如定向性好，带宽高等等。这些优势无疑于电力通信系统的需求更加吻合。电力系统中相关设备种类众多，对网络的要求较高，5G技术应用于电力系统，将能够有助于电力系统设备物联网建设，从而全面提升电力系统的运行效率和质量。
一、5G通信技术发展概述
当前，一般通信系统中所使用的通信标准均为LET，其传输最大可以达到150Mb/s的传输速度，按照1G等于1000M的关系换算，其最大传输速度能够达到0.15Gb/s。由此可以看出，与当前的传输速度相比，5G时代,其传输速度与LTE时代相比，得到了60多倍的巨大提升幅度。由此，通信也正式进入了超高速时代[1]。
通常来说，提升无线通信速度主要是通过采用高频传输的方式来实现；频率越高，表明能够用来传输的频率范围越宽，也就是常说的带宽越宽；带宽越宽。，则同时传输的信息量就越大，这也就表明，其传输速度更快。
通过上面的描述我们知道，电波带宽越宽，则通信速度越快。通信技术的发展，就带宽不断拓宽的过程，通信标准每次升级，都意味着带宽得到了更大程度的拓宽。当前，4G通信终端所使用的LTE标准，其带宽为20MHz。并且，随着通信标准的不断更新换代，不仅意味着带宽增加，也意味着多终端同时通信的能力和效率有更高的提升，并且，在调制解调机制的不断发展下，电波自身的信息加载量也在持续增加。
要达到10Gb/m的通信目标，带宽需要建制在100M到1000M（1G）之间才能够得以实现。然而就当前带宽的分配状况来看，无线通信使用的频率范围中，这样的带宽已经无法得到保障，因为在该范围中，各个频率范围已经有了规定的用途。这些频率范围中，不仅被用于移动终端，有的被用于广播电视，有的被用于卫星通信，有的被用于航空无线通信。所以，5G通信只能将其发展方向放到3.5Ghz与10GHz的频带中，这一领域是无线通信从未有涉及过的高频电波领域。
然而，在高频电波领域，存在着很多的固有困难。对于电波来说，频率越高，越难以实现远距离传输，传输技术越高；而且，高频电波在遇到阻碍时，难以发生衍射，这导致信号在传输过程中很容易受到阻挡。
这也就意味着，尽管高频电波能够使通信速度得到大幅提升，然而这种电波本身作为通信电波，存在着固有缺陷。所以， MIMO技术就成为改变这一状况的关键技术。
二、MIMO技术
MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）技术，是5G通信技术得以实现的关键。所谓MIMO就是通过多天线，实现电波的接收和发送。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在5G通信中，MIMO的大规模应用是核心，即使甚至几百个MIMO天线联动，分别接受和发送特定方向波束[2]。
大规模MIMO是高频电波应用于通信领域的关键技术，在其帮助下，通过波束成形技术，将电波送至移动终端。通常来说，5G信号的电波，比当前通信所用的电波频率更高，电波频率越高，越难以实现远距离传输，其传输信号的损耗越大。而大规模MIMO技术的应用，则可以通过其固定及接受特定方向电磁波的方式，从而使得高频信号在想移动终端传送过程中的损耗尽量减少。
然而，虽然MIMO技术被看作5G核心技术，应用MIMO技术能够有效解决传输损耗问题，但是对于高频光波的衍射能力较弱的固有缺陷，却无法克服。对于建筑物背后的终端，信号很难以到达，进而造成巨大的通信盲区。这一缺陷只能够通过多设基站，或者与低频电波联合使用，从而解决这一问题。
另外，5G网络还需要对其调制方式做进一步改善，才能够实现10Gb/s的通信速度；同时还需要基站的多用户通信能力分配机制有进一步完善，当然，接受高频电波的新一代通信终端也是不可或缺的。
三、5G移动通信技术应用于电力通信系统的前景
（一）定向波束
5G技术与4G最大的不同之处在于，4G接受信号，是通过天线大范围发射相同电波来实现的；而5G技术与之完全不同，在波束成形技术的支持下，移动终端能够十分精准的向一个狭小范围内发射信号。这就意味着，在5G通信技术下，移动终端接收和发送信号的精准度有了极大的提升，与之无关的信号不会对其造成影响，这也使得通信环境得到了极大的优化。基于这一特性，对于配点自动站点、变电站的通信来说，定向波束的优越性十分显著。
（二）高带宽的应用
在5G通信技术下，不仅变电站的通信将极大的受益，电力系统的所有自动化设备都将因此而收益。最典型的表现为在5G通信网络的支持下，输电专业无人机、变电站巡逻机器人都将成为现实。比如，输电专业无人机在5G网络的支持下，能够将自身所处环境、位置的相关信息，以及杆塔信息源源不断的向调度控制中心发送，通过智能移动终端加载的GPS传感器，控制中心能够对设备的实时运行参数、运行状况有清晰的了解，并且能够随时接受无人机发送的包括影像在内的各种数据。
此外，将通信光缆资源植入手持终端，在定位动能的帮助下，一旦系统发生故障，能够在地图上精确地显示故障点，使工作人员能够最快速度的找到故障点并予以排除。
四、小结
随着5G技术的不断完善，未来对于电力通信系统的将有极大的促进和改善作用。5G用于移动公网中，面临着基站大规模建立的难题；然而这对于已经拥有较为完善的网络的县里系统来说，结合配电自动化站点、变电站等，恰巧十分能够避免这一难题5G网络具有的更宽的带宽，能够充分结合电力系统中各设备的特点入网，从而加速电力系统物联网的实现。
参考文献：
[1]尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨. 5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 中国科学:信息科学,2014,44(05):551-563.
[2]王胡成,徐晖,程志密,王可. 5G网络技术研究现状和发展趋势[J]. 电信科学,2015,31(09):156-162.
论文作者:崔超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/21
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