【5G的通信技術(shù)及應(yīng)用9700字（論文）】

第1章引言目前，我國5G基站建設(shè)已。經(jīng)全面展開，為了滿足5G對通信基站數(shù)量和質(zhì)量的要求，電網(wǎng)企業(yè)開始大規(guī)模地使用輸電鐵塔進(jìn)行基站建設(shè)工作，不僅提高了城市的公共土地利用率，而且還減少了電力鐵塔的占用面積，為5G的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；由于我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，為了更好地服務(wù)于國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略和人民群眾日常生活需求，近年來我國政府提出了要加強(qiáng)農(nóng)村地區(qū)信息化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。5G時(shí)代的到來使得這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)變得更加容易。另外，“一塔（桿）多用”能夠節(jié)約大量的土地資源，減少對環(huán)境的污染，同時(shí)還可以節(jié)省大量的資金用于建設(shè)更多的通信基站和綠化等設(shè)施來滿足5G基站的需求。其次，促進(jìn)了電網(wǎng)企業(yè)之間的合作與交流，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)企業(yè)間的協(xié)同發(fā)展和5G的共建共享，提高了電網(wǎng)企業(yè)的企業(yè)競爭力，使國家電網(wǎng)真正成為世界一流的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了共建共享。本文通過對國家電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析研究，結(jié)合國家電網(wǎng)提出的“平臺型、生態(tài)型、共享型”以及“泛在電力物聯(lián)化”等戰(zhàn)略要求，以建設(shè)“電力網(wǎng)、智能電網(wǎng)”為主線，推動(dòng)國家電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，加快構(gòu)建以數(shù)據(jù)為中心、以應(yīng)用為導(dǎo)向、以安全為保障的新型共建共享的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)；國家電網(wǎng)公司董事長舒印彪指出：“要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，關(guān)鍵是要加快推進(jìn)“三集五大”體系建設(shè)，把“兩網(wǎng)合一”作為重要內(nèi)容來抓。作為電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展方向之一的泛在電力物聯(lián)指智能電網(wǎng)技術(shù)，其目標(biāo)是構(gòu)建以電網(wǎng)核心樞紐平臺為中心，具有高度隔離性和智慧概念的綜合能源系統(tǒng)。電網(wǎng)企業(yè)在5G共建共享中面臨著諸多挑戰(zhàn)和機(jī)遇。本文首先介紹了國內(nèi)外關(guān)于共建共享部署方案研究所取得的成果和存在的問題，以及5G通信給電網(wǎng)企業(yè)帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)；電網(wǎng)企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，就必須積極地融入到5G中去。而當(dāng)前，5G發(fā)展單靠自身發(fā)展經(jīng)營并不能實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，必須通過和各產(chǎn)業(yè)共建共享才能加快我國5G的發(fā)展步伐，與此同時(shí)共建共享還是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要趨勢。電網(wǎng)企業(yè)還需參與5G共建共享以提高自身企業(yè)效益與效率，實(shí)現(xiàn)合則兩利新型合作方式。最后對未來5G技術(shù)如何更好地服務(wù)電網(wǎng)企業(yè)提出了建議。本文以國家電網(wǎng)公司為例分析了電網(wǎng)企業(yè)在5G時(shí)代下面臨著哪些挑戰(zhàn)和機(jī)遇。并結(jié)合當(dāng)前實(shí)際情況給出相應(yīng)的應(yīng)對策略。5G的迅猛發(fā)展能夠?yàn)殡娋W(wǎng)企業(yè)提供諸多技術(shù)性支持，同時(shí)電網(wǎng)企業(yè)眾多基礎(chǔ)設(shè)施也能夠?qū)?G共建共享起到巨大助力作用。第2章5G無線通信關(guān)鍵技術(shù)2.1網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)就是會按照SDN/NFV技術(shù)，來達(dá)到把一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)切分成許多點(diǎn)與點(diǎn)之間的邏輯網(wǎng)絡(luò)。為了能夠讓各個(gè)用戶之間可以進(jìn)行通信和共享資源，需要對每個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分并建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)切片按照其功能分為核心網(wǎng)切片、承載網(wǎng)切片以及邊緣層切片三類。每個(gè)節(jié)點(diǎn)對應(yīng)一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，這些節(jié)點(diǎn)之間通過一定的方式連接在一起形成了一個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)可以為用戶提供服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)切片架構(gòu)如圖2-1所示，它采用虛擬化的方式將控制面與用戶面進(jìn)行分離（CU分開），并以可編排的形式進(jìn)行部署，具有功能模塊化的特點(diǎn)。由于接入網(wǎng)子切片具有很高的靈活性，所以在5G中得到廣泛應(yīng)用。其中接入網(wǎng)子切片有兩種類型：基于NFV的VLAN型接入方式以及基于SDN的虛擬專網(wǎng)接入方式。圖2-1切片概念架構(gòu)2.2多天線傳輸MIMO2.2.1MIMO實(shí)現(xiàn)原理由于每個(gè)天線具有不同的工作模式，能夠達(dá)到對信道進(jìn)行有效管理的目的。MIMO技術(shù)就是利用無線信道多徑傳播的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)信號同頻段傳輸。因此，MIMO技術(shù)越來越受到人們的重視。如圖2-2中所顯示的那樣，富含散射環(huán)境為空間多樣性以及富含多徑分量提供了可能。圖2-2MIMO系統(tǒng)框圖（1）空間復(fù)用圖2-3空間復(fù)用原理圖與傳統(tǒng)的無線傳輸方式相比，MIMO技術(shù)具有更高的數(shù)據(jù)速率、更好的抗多徑效應(yīng)能力等優(yōu)勢。見圖2-3，MIMO技術(shù)把空間分割成若干個(gè)相互獨(dú)立的MIMO子信道并在相同頻段內(nèi)傳輸若干信號以增強(qiáng)頻譜利用率。因此，

MIMO技術(shù)能夠在不改變系統(tǒng)總發(fā)射功率及帶寬的情況下，提高頻譜使用程度，改善系統(tǒng)容納。（2）空間分集圖2-4空間分集的原理圖無線信道中存在著多種衰落現(xiàn)象：頻率選擇性衰落，路徑損耗衰落，慢速衰落和快速衰落，這些現(xiàn)象使得無線信號可能會在接收端信噪比很低，從而影響到對信號的適當(dāng)調(diào)試。本文以圖2-4所示的典型場景為研究對象，利用空間分集技術(shù)對MIMO子信道進(jìn)行分析和仿真。由于每個(gè)子信道都有其自身獨(dú)特的傳輸特性，因此對同一信號而言，它可能會被不同的用戶接收到；當(dāng)一個(gè)用戶從某個(gè)子信道接收到另一用戶發(fā)送過來的信息時(shí)，由于該用戶的信道容量較大，因此它的誤比特率相對較?。环粗?，則其錯(cuò)誤比增大。并在接收端對經(jīng)過不同子信道發(fā)射的相同信號加以比對，即可正確還原發(fā)射信號。很明顯，空間分集可通過減少信道誤信率提高通信系統(tǒng)穩(wěn)定性。2.2.2MIMO系統(tǒng)模型MIMO系統(tǒng)由單輸入單輸出(Single-InputSingle-Output，SISO)系統(tǒng)發(fā)展而來。如圖2-5所示，SISO系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端均僅有1根天線。圖2-5SISO系統(tǒng)模型受無線信道衰落特性影響，

SISO系統(tǒng)存在抗干擾性不強(qiáng)、信道容量較低等不足。其次是單路輸入多路輸出（SIMO）以及多路輸入單路輸出（MISO），最后，

MIMO系統(tǒng)以其卓越的特性得到了廣泛應(yīng)用。然而，MIMO系統(tǒng)在通信過程中存在著嚴(yán)重得多址干擾問題。為了克服這一缺陷，本文提出一種新的多用戶檢測算法，即基于最大似然估計(jì)的自適應(yīng)檢測器。圖2-6是MIMO系統(tǒng)的模型。圖2-6MIMO系統(tǒng)模型綜上所述，多天線傳輸MIMO技術(shù)對于5G通信技術(shù)至關(guān)重要。2.3D2D技術(shù)2.3.1D2D通信系統(tǒng)模型（1）同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)同構(gòu)移動(dòng)蜂窩（D2D）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：D2D通信在1個(gè)蜂窩小區(qū)內(nèi)部僅有1個(gè)基站，各小區(qū)組織結(jié)構(gòu)和通信模型大致相同，1個(gè)小區(qū)內(nèi)部D2D通信可直接擴(kuò)展到單蜂窩情況。這類無線網(wǎng)絡(luò)稱為同構(gòu)網(wǎng)，它是一種新型無線接入技術(shù)。由于采用了新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)和新協(xié)議，使其具有許多獨(dú)特優(yōu)勢。同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型見圖2-7。圖2-7同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型（2）異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)由宏基站，微微基站以及多個(gè)微基站組成。其中，微基站放置于宏小區(qū)邊緣，以增加用戶系統(tǒng)可靠性及吞吐量。因此，對無線資源進(jìn)行合理分配與調(diào)度具有十分重要的意義。本文首先介紹了異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)建模方法的發(fā)展歷程；然后分析并比較了幾種常用的數(shù)學(xué)模型，最后指出了今后研究工作的重點(diǎn)。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型見圖2-8。圖2-8異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型第五代（5G）網(wǎng)絡(luò)會使用帶有異構(gòu)設(shè)備、QoS需求各異的智能環(huán)境。這使得每個(gè)設(shè)備都需要為每個(gè)業(yè)務(wù)提供相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量，即保證端到端時(shí)延、丟包率或吞吐量等關(guān)鍵性能指標(biāo)；以及降低系統(tǒng)成本并提高可用性。與此同時(shí)，部分設(shè)備對于數(shù)據(jù)也有較高需求。因此，需要開發(fā)一個(gè)新的應(yīng)用來支持諸如高清視頻應(yīng)用程序、在線游戲服務(wù)等這樣的應(yīng)用，這些應(yīng)用可以通過使用更多的可用無線電頻譜資源來達(dá)到數(shù)據(jù)速率和功耗最小化。2.3.2D2D關(guān)鍵技術(shù)1、模式切換D2D通信的模式主要有復(fù)用模式與專用模式兩種。其中，專用模式又可分為非正交（UE），正交（OFDM）以及多載波調(diào)制等幾種主要類型。而在這些不同的模式下，系統(tǒng)的性能會發(fā)生較大變化。復(fù)用模式在大多數(shù)D2D通信技術(shù)中都被選用作為研究方式，這是因?yàn)閺?fù)用方式比專用方式在頻譜使用上更為廣泛。2、資源分配D2D通信中資源的復(fù)用方式分三種。如表2-1所示。表2-1D2D復(fù)用方式3、功率控制和干擾協(xié)調(diào)與P2P技術(shù)相比較，干擾協(xié)調(diào)作為D2D的一大優(yōu)點(diǎn)，它的功能在于通過降低通信鏈路間的干擾以提高系統(tǒng)可靠性與用戶通信質(zhì)量，而功率控制就是為了減少同信道干擾帶來的沖擊，這兩者在D2D中各自發(fā)揮作用以降低系統(tǒng)干擾。2.4邊緣計(jì)算當(dāng)前，對5G進(jìn)行大范圍部署存在諸多挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在尋址難度大，所需基站運(yùn)營成本高，各種新技術(shù)應(yīng)用多等。隨著我國經(jīng)濟(jì)水平不斷提升和社會信息化程度不斷加深，人們對電力資源提出了更為嚴(yán)格的要求。因此，為了滿足這一需求，電力行業(yè)必須加快建設(shè)速度來提高自身競爭力。采用邊緣技術(shù)（MEC）能夠降低核心網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)荷，減少移動(dòng)業(yè)務(wù)延遲，提升服務(wù)質(zhì)量與可靠性。（1）MEC系統(tǒng)簡介在MEC中，移動(dòng)邊主機(jī)提供了存儲，計(jì)算以及網(wǎng)絡(luò)資源等功能，而向它連續(xù)存儲時(shí)間相關(guān)信息的就是虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施。因此，MEC移動(dòng)邊緣機(jī)層的安全問題主要體現(xiàn)在：如何保護(hù)用戶數(shù)據(jù)不被非法訪問；如何保證設(shè)備間以及系統(tǒng)內(nèi)不同服務(wù)之間的通信過程中的安全性等。

MEC移動(dòng)邊緣系統(tǒng)層有用戶終端、與第三方服務(wù)門戶。MEC網(wǎng)絡(luò)層有3GPP，本地網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)等提供基本網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。圖2-9MEC基本架構(gòu)（2）邊緣計(jì)算的優(yōu)勢：隨著技術(shù)的發(fā)展和普及，越來越多的人開始關(guān)注到邊緣計(jì)算這一新興概念。由于它具有低成本、高擴(kuò)展性以及高可用性等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)之一。邊緣計(jì)算也增強(qiáng)了終端隱私數(shù)據(jù)保護(hù)力度，它通過把用戶端數(shù)據(jù)存儲到移動(dòng)設(shè)備周圍，而忽視了向用戶上傳數(shù)據(jù)這一環(huán)節(jié)，從而減少了網(wǎng)絡(luò)上傳用戶數(shù)據(jù)所帶來的泄露危機(jī)和網(wǎng)絡(luò)上傳輸次數(shù)，極大程度地降低風(fēng)險(xiǎn)和增強(qiáng)數(shù)據(jù)隱私。第3章5G共建共享方案研究3.15G共建共享技術(shù)簡介3.2.1網(wǎng)絡(luò)共享特性簡介MORAN和MOCN是在3GPP里被定義的兩種RAN共享概念。如表3-1所示。表3-13.2.2電聯(lián)基站共享方案（1）NSA共享場景如表3-2所示。表3-2a、4G單錨點(diǎn)錨單網(wǎng)4G錨點(diǎn)站采用共載頻共享載波MOCN，5G載波采用共載頻/分載頻共享；b、4G單錨點(diǎn)錨雙網(wǎng)4G錨點(diǎn)站采用分載頻共享載波(MORAN）或分載頻特別共享，5G載波采用共載頻/分載頻共享；c、NSA雙錨點(diǎn)組網(wǎng)獨(dú)立4G錨點(diǎn)站不共享，電聯(lián)的4G錨點(diǎn)各自建設(shè)，5G載波采用共載頻/分載頻共享。（2）SA_NSA共存(含SA）共享場景如表3-3所示:表3-33.2.3電信、聯(lián)通5G共建共享方案（1）三家運(yùn)營商設(shè)備和數(shù)據(jù)互通由于5G協(xié)議是利用高頻信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，因此各基站傳輸距離沒有4G傳輸距離長，即單臺5G基站覆蓋半徑要小許多倍，加之5G的發(fā)展正處在起步階段，產(chǎn)業(yè)鏈剛健全，設(shè)備購置昂貴，人工安裝費(fèi)用大。因此，若3家運(yùn)營商分別進(jìn)行施工，5G的施工速度將減緩，且投資將大幅上升。當(dāng)前全球范圍內(nèi)都希望大范圍、高速度、高質(zhì)量地推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作，把握此次信息換代就等于把握了一次發(fā)展契機(jī)，所以三大運(yùn)營商分別以高投入、低速度進(jìn)行建設(shè)并不適應(yīng)當(dāng)前國際局勢和人們的愿望。從長遠(yuǎn)來看，在5G時(shí)代到來之前，三大電信運(yùn)營商還不能形成真正意義上的競爭格局。但是隨著時(shí)間的推移，隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化趨勢的不斷加強(qiáng)，各國之間的聯(lián)系越來越緊密。尤其是中國。因此，建設(shè)之初，三大運(yùn)營商的設(shè)備與數(shù)據(jù)互通成為趨勢。（2）5G建設(shè)NSA向SA演進(jìn)圖3-1無論是NSA/SA組網(wǎng)或SA組網(wǎng)，均要求雙方運(yùn)營商建設(shè)新的5G核心網(wǎng)。由于SA設(shè)備可直接改變于原4G設(shè)備中，為適應(yīng)5G技術(shù)快速敷設(shè)的要求，5G施工前期3家都采取SA組網(wǎng)方式。SA組網(wǎng)能夠充分利用已有資源，同時(shí)又能減少投資成本；與傳統(tǒng)的SDH組網(wǎng)相比，SA組網(wǎng)具有更高的傳輸效率和網(wǎng)絡(luò)可靠性，因而得到了廣泛運(yùn)用。但SA組網(wǎng)無法達(dá)到低延時(shí)，高帶寬和廣連接等特性，所以當(dāng)5G覆蓋率達(dá)到一定水平后，會逐漸采用NSA-SA雙模組網(wǎng)形式代替已有SA組網(wǎng)形式，

NSA組網(wǎng)形式覆蓋率達(dá)到一定水平且5G技術(shù)達(dá)到一定利潤后，會逐漸取消SA組網(wǎng)形式而最終達(dá)到全NSA組網(wǎng)。3.2電網(wǎng)企業(yè)參與5G共建共享可行性3.3.1電網(wǎng)企業(yè)參與5G共建共享的背景據(jù)當(dāng)前全國三大運(yùn)營商招標(biāo)數(shù)據(jù)顯示，5G基站建設(shè)成本主要集中于土地面積、設(shè)備購買等方面，且基站位置通常與人口密度呈正相關(guān)關(guān)系，沿海城市、發(fā)達(dá)城市因人口基數(shù)過大、人均需求量較多，運(yùn)營商所建基站密度將較大。所以電網(wǎng)企業(yè)能夠?yàn)樵O(shè)備選址以及設(shè)備（例如桿塔）的采購提供所需要的資料，給移動(dòng)運(yùn)營商帶來一些選址參考以及經(jīng)濟(jì)利益。而5G設(shè)備建設(shè)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)企業(yè)起到反哺作用，有助于輸配電網(wǎng)運(yùn)行輸送所需信息，從而使繼電保護(hù)信息輸送速度實(shí)現(xiàn)跨越式提升，提高電網(wǎng)企業(yè)的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性。所以5G技術(shù)應(yīng)用也能滲透到電網(wǎng)企業(yè)每一個(gè)環(huán)節(jié)中，信號在電網(wǎng)中傳輸延時(shí)表示電網(wǎng)企業(yè)故障發(fā)生率高，對于穩(wěn)定優(yōu)先電網(wǎng)企業(yè)而言是能得到好處之一。同時(shí)跨行業(yè)合作也能為兩大產(chǎn)業(yè)帶來新動(dòng)力與新機(jī)遇，一是移動(dòng)通信運(yùn)營商通過在電網(wǎng)設(shè)備周邊建基站，能夠得到較低價(jià)格的穩(wěn)定用電，能夠極大地降低后期運(yùn)行成本。如果將其與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，會有許多優(yōu)勢：第一是能夠?yàn)橛脩籼峁└鼮樨S富多樣的服務(wù)；第二能夠提高客戶滿意度。第三是可以使整個(gè)系統(tǒng)更加安全可靠；第四是有利于環(huán)境保護(hù)等問題。二是電網(wǎng)企業(yè)能夠得到更加廉價(jià)和高質(zhì)量的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（MFC），各設(shè)備之間以后可能會點(diǎn)對點(diǎn)地交換信息。3.3.2電網(wǎng)企業(yè)參與5G共建共享對雙方的意義5G階段開發(fā)已開始，5G通信要求速度快、規(guī)模大，要處理許多問題。未來在使用5G基站場所需求量非常大，而5G基站建設(shè)既要節(jié)約又要耗時(shí)，工作量非常之大。并且當(dāng)前電網(wǎng)公司擁有5G通信設(shè)備負(fù)載所需的電力桿塔，在電網(wǎng)企業(yè)已有的海量桿塔資源優(yōu)勢下，電網(wǎng)企業(yè)能夠走在參與5G共建共享工作的其他企業(yè)前面。電網(wǎng)企業(yè)在5G通信上搭建共享輸電鐵塔，實(shí)現(xiàn)通信基站共享，已成為各跨行業(yè)共建的樣板。因此，本文主要探討如何利用輸電鐵塔進(jìn)行5G基站建設(shè)共享。首先分析了目前5G建設(shè)和運(yùn)營中存在的一些問題；其次討論了鐵塔共享給供電企業(yè)帶來的收益。最后提出相關(guān)建議。作為收益，5G公司的成長還將給電網(wǎng)企業(yè)帶來諸多支持。5G技術(shù)能夠讓電力系統(tǒng)變得更加智能化，使得整個(gè)系統(tǒng)更加高效可靠；還能使用戶獲得更好的體驗(yàn)感。最后，它有助于促進(jìn)我國電力工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級?？梢哉f是一舉多得。并且能夠?yàn)殡娋W(wǎng)企業(yè)提供諸多益處，能夠借助5G高帶寬，“一網(wǎng)多用，一塔多能，互通互聯(lián)”能夠降低新增基站所需公共土地資源，減少新建基站所需土地成本，同時(shí)還能響應(yīng)國家和諧發(fā)展思想，實(shí)踐國家農(nóng)用耕地保護(hù)政策。這種互建社會基礎(chǔ)設(shè)施，共享各自產(chǎn)業(yè)技術(shù)的新型模式正是我國當(dāng)前所鼓勵(lì)的共同進(jìn)步模式，它將為今后其他產(chǎn)業(yè)的共建共享樹立先驅(qū)，并在國內(nèi)外跨行業(yè)之間資源共建共享中具有典型性。而隨著電力體制改革的進(jìn)一步深化以及市場競爭機(jī)制的逐步建立，“十三五”期間電力行業(yè)必將面臨新一輪競爭與變革，這也給電力行業(yè)帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨后，電力行業(yè)與通信行業(yè)將進(jìn)一步研究更加簡單、更加完善的具體協(xié)作細(xì)節(jié)，共同完成各取所需、各取所需的合作雙贏新任務(wù)。對電網(wǎng)企業(yè)而言，5G的誕生將為智能電網(wǎng)帶來跨越式發(fā)展，進(jìn)而電網(wǎng)企業(yè)加入5G共建共享將為電網(wǎng)企業(yè)本身帶來巨大技術(shù)支撐。未來5G通信具有泛在，高效，實(shí)時(shí)，安全的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)對電網(wǎng)企業(yè)今后的發(fā)展提出了重要的要求。構(gòu)建5G網(wǎng)絡(luò)，將使電網(wǎng)公司的生態(tài)重新塑造。同時(shí)，當(dāng)前時(shí)期人們對電力的需求量越來越大。這就要求電力企業(yè)要做好供電服務(wù)及保障措施，從而為廣大用戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的電能。5G通信新技術(shù)運(yùn)用于電網(wǎng)企業(yè)，將有助于電網(wǎng)企業(yè)更加方便和安全地開展工作，同時(shí)為電網(wǎng)業(yè)務(wù)形態(tài)的發(fā)展提供更大可能?？傮w來說，電網(wǎng)企業(yè)和5G兩者互為補(bǔ)充、合則兩利是對5G發(fā)展和電網(wǎng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)合作雙贏的計(jì)劃，更是電網(wǎng)及5G今后發(fā)展的主要趨勢。3.3電網(wǎng)企業(yè)與5G的發(fā)展融合目前我國5G技術(shù)已經(jīng)有一定的發(fā)展基礎(chǔ)，但與發(fā)達(dá)國家相比還存在一些問題。主要體現(xiàn)在：1.網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不完善；2.網(wǎng)絡(luò)連接成本高；3.設(shè)備維護(hù)困難；4。將5G技術(shù)應(yīng)用于上述場景，極大地加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)通信能力和運(yùn)行效率，為網(wǎng)絡(luò)智能化運(yùn)行提供重要保障。3.1.15G電力虛擬專網(wǎng)提供可靠的無線接入5G網(wǎng)可對多種與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的業(yè)務(wù)進(jìn)行可靠無線通信接入。以“開放容量，公共網(wǎng)絡(luò)專用，子域分散”為理念，利用電信運(yùn)營商擁有的5G統(tǒng)一容量開放平臺為電網(wǎng)提供滿足其要求的5G虛擬專用電網(wǎng)管理與服務(wù)功能，該功能主要由5G電力切片功能，專用電網(wǎng)功能（例如UPF-MEC功能），電力通信終端功能，故障控制與定界功能及由操作SLA迅速恢復(fù)故障功能組成。3.1.25G基站與變電站共建共享初步成果經(jīng)5G基站與變電站共用后，收到良好的初步效果。本文從三個(gè)方面分析5G對未來電網(wǎng)發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)：1.如何降低通信網(wǎng)絡(luò)成本；2.如何提高供電可靠性；3.如何提升企業(yè)管理水平。3.1.3無人機(jī)巡檢實(shí)時(shí)傳輸近年來國家電網(wǎng)為了減輕輸電線路的巡檢力度，開始了無人機(jī)監(jiān)測業(yè)務(wù)的大范圍普及。但是由于通信帶寬受限，無法滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控需求。因此，必須使用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)來解決上述問題。5G技術(shù)具有高數(shù)據(jù)速率、低時(shí)延等特性。3.1.4智能運(yùn)維提高電網(wǎng)運(yùn)營效率高精度負(fù)控系統(tǒng)承載著多臺終端融合時(shí)接入控制網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本高、建設(shè)難度大等問題，當(dāng)點(diǎn)上被測對象完成5G時(shí)延指標(biāo)檢測、無線專網(wǎng)檢測超出指標(biāo)要求后，可認(rèn)為具備實(shí)現(xiàn)條件。江蘇電力作為省級試點(diǎn)省份之一，已將5G應(yīng)用于電力系統(tǒng)生產(chǎn)管控領(lǐng)域進(jìn)行了初步實(shí)踐，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。3.4基于共建共享的電力5G組網(wǎng)和多業(yè)務(wù)承載方案5G的建設(shè)需要大量的資金，聯(lián)合建設(shè)與共享有利于優(yōu)化資源分配、盤活固定資產(chǎn)、節(jié)約能源、減少排放等。本文首先介紹了5G與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀，然后分析了物聯(lián)網(wǎng)在5G中應(yīng)用場景，最后提出了基于5G及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)共建共享方案。為后續(xù)研究提供參考依據(jù)。3.4.1將電力物聯(lián)網(wǎng)與運(yùn)營商物聯(lián)網(wǎng)平臺連接基于電力生產(chǎn)控制區(qū)域（VPN）與管理信息區(qū)域（SIS）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可劃分為運(yùn)營商側(cè)VPN，按照物理隔離方式接入不同功率安全區(qū)域。根據(jù)對業(yè)務(wù)通的要求，每一大區(qū)都被劃分為若干業(yè)務(wù)部分。在業(yè)務(wù)方面，電力業(yè)務(wù)主要包括電力生產(chǎn)控制，電能計(jì)量，配電監(jiān)控等業(yè)務(wù)；在管理方面，則涉及了調(diào)度自動(dòng)化，GIS及視頻監(jiān)控等業(yè)務(wù)。這些業(yè)務(wù)均采用5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)。電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需在運(yùn)營商核心網(wǎng)絡(luò)側(cè)傳輸與儲存，目前主要依賴公共網(wǎng)絡(luò)5G安全措施保障電力業(yè)務(wù)隔離與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，數(shù)據(jù)安全性與服務(wù)可靠性無法得到充分保障。在數(shù)據(jù)流管理方面，首先將物聯(lián)網(wǎng)電力導(dǎo)入中間數(shù)據(jù)庫，再輸入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表及觸發(fā)器操作數(shù)據(jù)表，中間表數(shù)據(jù)庫包含中間數(shù)據(jù)引發(fā)的信息，最后經(jīng)過發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營商通信流程讀取中間表信息。這種方式可以有效地防止由于數(shù)據(jù)量過大或者過小造成的錯(cuò)誤。發(fā)送時(shí)，每條數(shù)據(jù)具有標(biāo)記位，用于對數(shù)據(jù)狀態(tài)以及數(shù)據(jù)源進(jìn)行標(biāo)記。認(rèn)為電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)從運(yùn)營商平臺向電力平臺傳送前，其間可能含有大量冗余數(shù)據(jù)，這些冗余數(shù)據(jù)極有可能造成運(yùn)營商一側(cè)專用線路網(wǎng)絡(luò)擁塞。為了解決這個(gè)問題，提出了基于IP核技術(shù)和反向緩存器技術(shù)的解決方案。IP核可以提高業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。但是，它也容易受到干擾。所以從業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流中間加入一個(gè)數(shù)據(jù)篩選反饋機(jī)制是非常重要的。電源至操作員數(shù)據(jù)流之間加入反向反饋裝置負(fù)責(zé)對反饋信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新和對操作員平臺信息進(jìn)行篩選。將前向反饋設(shè)備加入操作員向電源發(fā)送的數(shù)據(jù)流來申請過濾許可和將過濾結(jié)果反饋給電源側(cè)。3.4.2將電力物聯(lián)網(wǎng)與運(yùn)營商核心網(wǎng)絡(luò)連接基于以上研究成果提出了一種適用于城市環(huán)境下的新型電力數(shù)據(jù)網(wǎng)架構(gòu)及相應(yīng)的組網(wǎng)方式。首先采用SDN技術(shù)將電力數(shù)據(jù)網(wǎng)劃分為多個(gè)控制平面。通過防火墻，用戶的數(shù)據(jù)直接訪問物聯(lián)網(wǎng)平臺。相對于組網(wǎng)方案一，減少了通信路徑和時(shí)延。此外，該技術(shù)還能夠解決5G網(wǎng)絡(luò)的安全問題?；谖锫?lián)網(wǎng)的智能用電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)包括兩個(gè)部分：一是基于物聯(lián)網(wǎng)的電力終端；二是基于物聯(lián)網(wǎng)的電網(wǎng)。數(shù)據(jù)只在運(yùn)營商核心網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)，運(yùn)營商不會對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，進(jìn)一步增強(qiáng)電力數(shù)據(jù)安全性。3.4.3將5G電氣核心網(wǎng)與運(yùn)營商基站連接這一解決方案已經(jīng)得到了充分的發(fā)展，并且已經(jīng)分享給運(yùn)營商。電網(wǎng)企業(yè)還可租賃運(yùn)營商基站，組建自身核心網(wǎng)絡(luò)。為了滿足這些需求，邊緣云提供了一種新的架構(gòu)：電力物聯(lián)網(wǎng)（physicalnetwork，簡稱PMN）平臺。PMN包括一個(gè)開放的，獨(dú)立于運(yùn)營商的邊緣云系統(tǒng)。自建核心網(wǎng)絡(luò)可通過自建網(wǎng)絡(luò)開通開戶、電源端子認(rèn)證等業(yè)務(wù)，并可實(shí)現(xiàn)自建MEC平臺業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)閉環(huán)。服務(wù)片通過空中接口資源共享給運(yùn)營商，并可完全靠自己的網(wǎng)絡(luò)來承載及傳遞。在電氣5G中建立核心網(wǎng)絡(luò)可有兩個(gè)方案：方案一通過運(yùn)營商基站與電相連，并支持與運(yùn)營商及電相連的全部4G及5G基站，從而建立5GSA。因?yàn)閑MBB、mMTC、uRLLC等都會遷移至5G網(wǎng)絡(luò)；第二個(gè)方案是以電氣無線專用網(wǎng)為核心網(wǎng)絡(luò)，按照3GPPRelease15NSANR的標(biāo)準(zhǔn)升級。與前一種方案相比，第三種方案具有更大的靈活性，能夠更好地適應(yīng)不同場景下對帶寬、時(shí)延以及數(shù)據(jù)速率等方面的要求。但這三種技術(shù)均存在一定程度的局限性。因此需要進(jìn)一步優(yōu)化。在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，可借4G基站實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的雛形。但從長遠(yuǎn)看，

5G

SA網(wǎng)絡(luò)將成為今后必然趨勢。在5G

SA核心網(wǎng)絡(luò)中直接布放，對成本的長期控制更為有利。第4章總結(jié)與展望當(dāng)前，對5G進(jìn)行大范圍部署存在諸多挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在尋址難度大，所需基站運(yùn)營成本高，各種新技術(shù)應(yīng)用多等。隨著我國經(jīng)濟(jì)水平不斷提升和社會信息化程度不斷加深，人們對電力資源提出了更為嚴(yán)格的要求。因此，為了滿足這一需求，電力行業(yè)必須加快建設(shè)速度來提高自身競爭力。與此同時(shí)，電網(wǎng)企業(yè)還面臨技術(shù)革新的難題等等。而且共建共享較好地解決了雙方存在的問題，并給雙方今后的發(fā)展帶來了更加廣闊的前景。針對電網(wǎng)企業(yè)目前5G通信新技術(shù)的運(yùn)用情況，對電網(wǎng)企業(yè)原有基礎(chǔ)設(shè)施能夠給5G發(fā)展提供的便利條件進(jìn)行研究，論述電網(wǎng)企業(yè)加入5G共建共享工作的背景和重要意義，并對電網(wǎng)企業(yè)加入5G建設(shè)共享工作進(jìn)行規(guī)劃。通過該方案能夠更好地促進(jìn)5G技術(shù)與電網(wǎng)建設(shè)的深度融合和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)“智慧能源”向“智能電網(wǎng)”轉(zhuǎn)變。最后分析了實(shí)施過程中應(yīng)注意的問題。本文所做的主要工作如下：主要工作如下：（1）對目前5G移動(dòng)通信新技術(shù)進(jìn)行研究，并深入研究D2D，

MIMO，網(wǎng)絡(luò)切片和邊緣計(jì)算等技術(shù)，深入研究其技術(shù)特點(diǎn)。（2）對目前5G共建共享方案進(jìn)行介紹，并對其含義進(jìn)行概述，論述電網(wǎng)企業(yè)加入5G共建共享方案中的可行性，引出雙方共建共享的重要性。（3）歸納電網(wǎng)企業(yè)加入5G共建共享方案，并深刻認(rèn)識電網(wǎng)企業(yè)加入5G共建共享給雙方所帶來的好處。文中，雖針對電網(wǎng)企業(yè)加入5G共建共享這一方案展開研究，但受筆者理論基礎(chǔ)的限制，存在多方面的不足，對這一主題的思考還存在不足。因此，筆者在今后的工作當(dāng)中還將不斷地完善這一問題，希望可以為我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)出一份力量。包括電網(wǎng)企業(yè)加入5G共建共享方案討論都是不全面的