5G通讯技术在航标监测系统中的应用与探讨

5G通讯技术在航标监测系统中的应用与探讨

李建林 刘沛君 栗笑虹

大连航标处

摘要：5G通讯技术运用于航标监测系统可提升航标监测系统的综合实力，构建稳定、高效的航标监测网络，并达成航标监测网络完美衔接的效果，将进一步推动航标监测系统的发展，以实现智慧航标的构想。加强对航标监测网络的安全问题管理，提升安全前提下的应用效果，为航标领域发展做出应有的贡献。

关键词：5G 通讯技术 航标监测系统应用 未来发展方向

随着科学技术的发展，使用互联网技术在航测领域的数字化转型、改进信息传输方式、实现全面互联互通。5G就是解决海量物与物之间的连接。已在多个领域中开始试点使用，从我国发展战略来看、5G技术在全国各领域普遍运用是必然趋势。原因是5G技术首先是一场革命，被认为是未来网络的基础设施。是新一代信息技术的发展方向。高速率、低延时、广连接。如科学合理地运用到航标监测系统中，能够实现重大突破。从而极大地改善航标系统管理工作程序，使之稳定高效、快速具体。其关键的基础应用有以下几点：

1.1扩展性

5G技术其中的NOMA(Non-Orthogonal Multiple-Access.非正交多接)相比1G-4G时代有50—100倍以上的容集量提升、海量的存储和融入、控制的优化、大大扩展了接入量。适合植入多项功能技术运用项目。

1.2低能耗

5G项目上中的NB-loT节电技术DRX和PSM通过减少不必要指令和在PSM状态时不接受寻呼信息。通称为自虑系统，以达到节约能源目的，有效地保障电源使用期限，从而延长电源使用时间。

1.3可靠性

5G技术吞吐能力可满足多元需要、有效减少使用终端的延时情况，及时准确采集广意信息，提供所需的海量数据，指令流程简化、大幅降低信息交互。为使用单位提供优质体验。

2、 5G技术的应用场景（融入航标监测系统）

2.1结合实际工作，5G技术运用对于航标监测系统有着深远意义，现海上助航标志，大部分设置在开阔水域，其供电方式多采用太阳能采集板与锂电池的形式，其中锂电池使用更换对周边水域有或多或少的污染，尽量降低耗载量是降低环境污染的一个重要途径。5G技术介入能有效的解决此难题。就数据通信而言，传统航标多依照2G网络进行的数据传输。耗时耗电。NB-loT在低能耗上具有明显优势，即使联网峰值时，电流也在PSM休眠模式，大大节省 了电源耗能，所以从节约资源和保护环境的基本国策出发，有必要对航标监测系统终端进行升级改造。

2．2其利用5G通讯技术融入传感系统，并通过NOMA(Non-Orthogonal Multiple-Access.非正交多接)采集航标设备上的电压、电流、定位（经纬度）盐浓度、温湿度，以及标体颜色等动态信息，来实施对航标设备的全方位实时监测控制。所采集的数据通过信息平台发送到各个终端（单位管理终端，手机APP）使用方便、迅捷。

2.3 利用场景模式来实施深度覆盖，低延时的特性，结合NOMA(Non-Orthogonal Multiple-Access.非正交多接)的支持海量连接、稳定可靠的特点，将有效解决现在网络在航道纵深较长时信号覆盖弱、讯号延迟时间长。信号通道不稳定的老大难问题，通过NOMA(Non-Orthogonal Multiple-Access.非正交多接)增加航标管理终端采集信息的稳定性、实时性，大幅提高航标的适用性和地理分布范围。让使用单位和航标管理人员真正的体验到5G技术所带来的良好应用场景，也必将成为未来航标终端的发展趋势。

3未来航标监测系统发展趋势。

3.1 5G航标发展的背景因素，既更好地服务海上用户，利用5G通讯技术实现电子航标。当今世界互联网发生很大改变，由于CPU(中央处理器)芯片的计算力扩大了100万倍，存储能力扩大了100万倍、又得益于光纤通讯的成熟、发展电子航标也变得相对容易。其效率高、定位准、低消耗、无污染、方便快捷等特点，唯未来航标运用领域之翘首。有利于国家科技进步，使5G技术运用场景有一个崭新的平台。

3.2 5G航标监测系统面临的安全问题

①、物理层面安全、采用信源加密避免信息泄露、混延、采用序列扩频、跳频、超频等调制解调技术提高信号传输的隐蔽性和信息还原的复杂性。

②、保障网络安全对单位航标管理终端接入的隧道和航标管理人加密协议过程进行保护，确保所有终端使用安全，将认证数据无线传输链路进行强行绑定，实现网络终端和网络核心之间的双向认证，有效围护航标网络安全，保障航标设备的正常运行。

结束语：

随着航标技术与信息传输技术的发展，5G通讯技术融入航标监测系统已经是航标领域发展的必然要求。用5G通讯技术时航标监测系统进行改进，对航标网络建设进行完善，能够极大的推动航标领域和应用技术（航标监测系统）的发展。

对航标管理领域有着重大意义，因此，在5G航标技术发展过程中，需要将现有的优势进行保留，以此为基础来进行相关技术研发，对出现的各种技术问题进行有针对性解决，只有这样才能对5G航标进行整体优化，才能实现智慧航标的构想。

参考文献：⑴黄宗伟5G通讯技术应用场景及关键技术[J]电子技术与软件工程2019（15）19-20⑵张权、基于蜂窝的窄带物联网（NB-loT）技术性能及应用[J]科技传播（2017、20）