解析5G無線通信網絡物理層關鍵技術

盧遠華

摘要：5G網絡作為先進通信技術的代表，被視為無線通信前進的主要方向。本文以此為背景，在簡單分析對5G網絡進行建設的必要性的基礎上，結合5G網絡所表現出特點，提出了可用于物理層構建的技術，例如MIMO。并對常見問題的解決對策進行了歸納，希望能夠給人以啟發，使日后所開展工作擁有可供參考的資料。

關鍵詞：物理層;無線通信技術;5G網絡

引言

5G無線通信，作為全新的無線通信手段之一，是無線通信領域的重要發展目標和趨勢。實際上，在5G通信網絡中，其網絡內部構成是很復雜的，尤其是網絡物理層與多種5G關鍵技術的聯系較為密切。針對完善5G通信網絡，要想不斷提高無線網絡通信的實效性，必須要注重對物理層性能的改進，確保整個通信網絡運行效能的穩步提升。

15G無線通信概述

1.1優化體驗

研究表明，無論是拓展容量，還是提高資源利用率，均會給5G網絡的優化帶來積極影響，愈發順暢的體驗，自然也會使日常工作及生活變得更加便利。除此之外，5G網絡可使信息傳輸質效更加接近預期狀態，人們所享受服務及體驗往往會因此而變得更為理想。

1.2提升資源利用率

5G網絡對通信質效有較為顯著的提升效果，對無線通信而言，決定通信質效的因素，主要是對頻譜資源加以運用的效率，5G網絡可使資源利用率被維持在較高水平，從而達到優化通信質量的目的，這與相關行業的發展，存在較為緊密的聯系。

1.3使系統容量得到拓展

構建5G網絡可使系統容量、帶寬得到有效拓展。4G網絡與5G網絡的區別，主要體現在系統容量、帶寬上，研究表明，5G網絡擁有更大的容量及更高的帶寬。在相關技術持續發展的當下，網絡資源呈井噴式增長，這也給通信系統容量提出了更為嚴格的要求，構建5G網絡可使信息系統擁有符合信息數量的容量，無線通信行業自然會得到快速成長。

25G無線通信網絡的重要性分析

2.1有利于提高頻譜資源利用效率

對以往無線通信網絡頻譜資源利用進行分析，無線通信網絡的頻譜資源具有集中性特點，一定程度上使無線通信網絡對信息傳遞的速率造成影響，這已經成為了信息傳遞質量的重要影響因素，對構建網絡產生了一定的威脅。4G無線通信網絡不斷發展過程中，技術人員為了將信息傳輸速率提升上來[1]，不斷增加頻譜資源的使用量。5G無線通信網絡，可以確保頻譜資源利用的科學性和合理性，大大提高信息傳輸速率。

2.2有利于提高用戶的網絡體驗效果

現階段，用戶對數據傳輸速率的需求越來越高，在數據傳輸速率可以與用戶的業務需求相契合的情況下，人們會用戶體驗也提出了較高要求。無線網絡環境要想體現出安全性和穩定性，讓用戶感受到網絡的魅力，這種無線通信網絡技術，將會成為網絡發展的“佼佼者”。

3網絡構建技術分析

3.1MIMO

5G網絡物理層所依托核心技術為MIMO，另外，毫米波通信也發揮著重要作用，作為可對大規模加以呈現的技術，MI-MO常被用來對物理層的構建提供支持，該技術強調以多天線為依托，對空分特點加以呈現，經由頻譜相同的資源，為用戶提供所需服務。在對頻譜頻率進行提升的前提下，增強傳輸過程的穩定性與可靠性，空分又使高分辨率擁有了更為理想的空間自由度，發射功率自然會得到有效管控。該技術的價值，主要表現為對傳輸信號的速率進行提升，使系統頻譜效率更加理想，在擴大信號所覆蓋范圍的前提下，為傳輸質量提供保證，還有使熱點高容量的情況得到解決，上述問題均與無線通信建設工作的開展，存在較為密切的聯系，這也是MIMO被頻繁用來對無線通信進行建設的原因。5G網絡對信號所提出要求，明顯較4G網絡更加嚴格，若對原有技術進行沿用，有效性往往無法得到保障，由此可見，通過改造基站的方式，使該技術擁有更加理想的頻譜效率與容量，具有重要意義。

3.2雙公開的技術分析

從實際角度來講，其雙公開技術主要就是確保信息可以滿足同時進行傳輸以及同頻率的傳輸的要求。當前通信系統開展信息傳輸時，會因信號干擾等因素影響難以提升整體質量，而將全公開技術運用到其中，可以有效地增強整體的頻率利用率，滿足多頻率信息的傳輸需求，可以有效解決通信系統中存在難以同頻率以及雙向傳輸的要求。而這一點也是雙公開技術受人們關注的主要因此。5G通信系統中有效地運用雙公開技術，可以借助無線頻譜的資源來實現相應的要求，針對實際運行中，能夠實現抵消干擾的信號模擬端，并杜絕已知干擾端信號帶來的影響，進而確保傳輸運行的穩定性。

3.3綠色通信技術的有效運用

針對該技術是以降低在信息傳輸時能量的消耗。針對當前技術水平進行分析，該技術是對無線通信行業發展的關鍵挑戰。在當前的無線通信領域中，其消耗能源的總數只是總能耗3%左右，而該數值也已每年上升15%-20%的速度而在不斷的增長。而對于當前的4G網絡通信形式的普及，為通信技術帶來較大能耗，而如果5G的進一步普及，那么將會使其受到一定的考驗。所以應注重綠色通信技術的研究，堅持以增強能源利用效率為目標，可是卻會降低通信系統的實際頻譜效率，因此必須要結合實際情況對兩者進行權衡和優化，以此能夠為5G技術的普及提供保障。

3.4毫米波通信

無線通信對頻譜資源的依賴性較強，可以說，頻譜資源能否得到有效利用，對無線通信所表現出運行速率起決定作用。現階段，對無線通信加以運用所表現出特點，主要是頻譜資源集中，這也是導致缺陷、漏洞存在的主要原因，通信質量自然會受到影響。由此可見，對網絡進行構建時，有關人員應將資源利用率維持在較高水平，確保資源短缺等問題均可得到有效解決。以上便是毫米波通信被提出的背景，該技術強調以毫米波為基礎，通過充分利用頻段的方式，對波束天線進行生成，以此來達到對相關資源進行增加的效果。

3.5路徑損耗

無線網絡的傳輸特性及發射功率，決定其較易給所發射信號造成影響，且能耗問題始終存在。由路徑損耗所表現出特點可知，頻率是決定能耗的主要因素，大量頻譜資源被引入，導致空間能耗不斷增加，要想使其得到解決，最關鍵的一點便是擴大天線發射規模，確保能量的有效集中。一方面，雨衰是較為常見的問題。雨水給無線通信所表現出穩定性的影響較大，這是因為發射波長和雨滴大小相同，散射概率隨之增加，對其進行研究自然很有必要。

結語

對于無線通信技術的推廣，能夠有效地改善人們的生活方式，而且也能為人們生活以及工作等帶來極大的便利。而5G時代的到來，能夠為各領域發展奠定堅實基礎，而且也能為生活帶來全面的改變。針對5G重要技術進行全面分析，了解到毫米波技術以及大規模MIMO技術是5G網絡當中重要環節，當前我國華為公司已經通過和多個國家和地區間的合作，為5G通信技術的研究帶來有利條件，相信在不久的未來5G通信技術實現全面推廣，并為社會穩定發展提供堅實保障。

參考文獻

[1]陸海濤.5G無線通信網絡物理層關鍵技術研究[J].信息與電腦（理論版），2019（09）：177-178.

[2]沙尼亞·阿不都吉里.5G無線通信網絡物理層重點技術[J].信息與電腦（理論版），2019（02）：178-179+189.

[3]陸海濤.5G無線通信網絡物理層關鍵技術研究[J].信息與電腦：理論版，2019（9）：177-178.

[4]惠芳，李文聰.淺析5G無線通信網絡物理層的關鍵技術[J].計算機產品與流通，2018（6）：67.