基于跨層編碼加性復用機制的5G通信信號帶寬傳輸方法

李寶銳，曹 軍

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

5G是第五代移動通信技術的簡稱，其具備運營成本低、能源消耗量少、數據頻率高以及延遲時間短等優勢，可在高容量系統環境中實現大規模通信設備的實時性連接。在這種數據應用網絡中，供應商所覆蓋的服務區域被人工劃分成多個小型蜂窩狀地理區域，且用來表示圖像、聲音及文字等信息的模擬信號，可在同一時間內得到通信主機的數字化處理，借助模數轉換器將輸入數據直接轉化成比特流輸出形式[1]。蜂窩中所有的無線設備都可在5G通信網絡的作用下與信號主機建立物理連接關系，并通過自動收發器自由分配或共享公共通信頻道。由于存在未完全傳輸通信數據，5G通信網絡中時常出現信息的非占用狀態，導致通信信號帶寬串頻事件發生，基于此展開研究。

1 跨層編碼加性復用機制研究

跨層編碼描述的是一種跳躍式通信信號命名行為，可在已知傳輸原址、傳輸目的地、通信帶寬量以及信號頻度周期的情況下，對各類通信信息進行規劃與處理，再挑選其中符合通信網絡抓取需求的參量與其他客戶主機建立通信傳輸關系。通信網絡環境所涉及的信息覆蓋范圍越廣，跨層編碼機制對于通信信號的實際處理能力也就越強[2]。復用是一種特定的通信信號重復讀寫方法，5G通信網絡中一個客戶主機往往同時對應多個待傳輸對象，且由于加性編碼原則的存在，一個通信信號很難在多個跨層信道中同時傳輸，因此復用機制就顯得極為必要。目前，5G通信網絡所涉及到的信號傳輸量十分龐大，且一個原始數據參量在相同傳輸時段內需要多次被通信主機編碼與解碼處理，這也是跨層編碼加性復用機制能夠得到廣泛應用的主要原因。

2 5G通信信號的帶寬傳輸方法

在跨層編碼加性復用機制的作用下，按照相干帶寬量計算、相干時間量計算及通信信號傳輸特性建模的處理流程，實現5G通信信號帶寬傳輸方法的順利應用。

2.1 相干帶寬量

相干帶寬量是指5G通信信號傳輸帶寬在單位時間內的具體變化數值，受信道寬度和通信信號總量的直接影響。信道寬度也叫信道負載強度，是指5G信號傳輸通路所具有的相干性信息聚集能力。在一個非波動的5G通信環境中，通信主機所發出的數據信號能夠直接傳輸至客戶主機，且發出信號的數量級水平越高，接收信號的完整度越高。通信信號總量是一項定義性指標，不受除物理通信環境外其他干擾性條件的影響。若整個信號傳輸網絡始終保持為5G通信形式，且不存在明顯的數據干擾行為，則可認為客戶主機所接收到的通信信號量即為5G通信主機輸出的通信信號量。設y代表5G通信網絡中的信道寬度值，P代表實際輸出的通信信號總量，聯立上述物理量，可將5G通信信號的相干帶寬量表示為：

式中，Emax代表峰值狀態下的5G信號輸出頻率值，ΔT代表5G通信信號的單位傳輸時長，λ和φ分別代表兩個不同的信號帶寬傳輸條件。

2.2 相干時間量

相干時間量是5G通信主機在信號傳輸維度方面對數據信息所設置的屏障表述條件，受信號編碼權限和跨層通信權限的直接影響。在跨層編碼加性復用機制的作用下，信號編碼權限屬于一項非占用形式的通信描述指標，與5G通信主機匹配的數據編碼量越大，信號接收端最終獲取的通信數據量也就越多，反之則越少，因此其具備較強的傳輸變動性[3]。跨層通信權限具備較強的應用穩定性，在整個5G通信信號覆蓋區間內，該項物理量的實際數值水平始終不會發生改變，但隨著信號連接行為的改變，指標參量的作用強度可能會出現非可逆變化。設f代表5G通信信號的編碼權限，d代表5G通信信號的跨層通信權限，聯立上述物理量，可將相干時間量計算結果表示為：

式中，代表5G通信信號在復用信道中的傳輸均值，μ代表信號提取系數，代表跨層傳輸環境下5G通信信號的實際編碼量。

2.3 通信信號的傳輸特性建模

通信信號傳輸特性建模是5G通信信號帶寬傳輸方法實現的最后一步。通常情況下，隨著跨層編碼加性復用機制作用能力的加強，信道組織中會產生一定數量的非占用數據信息，且這些信號參量無法在非編碼環境下從原通信位置傳輸至目標通信位置。在通信信號傳輸特性得到統計性建模處理后，這些已累計的非占用數據信息可快速更改原有存在形式，并在相干帶寬量和相干時間量條件不發生改變的情況下，借助帶寬量已趨于穩定的信道組織直接傳輸至目標通信位置[4]。設ξ1和ξ2分別代表兩個不同的信號跨層編碼條件，聯立式（1）和式（2），可將基于跨層編碼加性復用機制的通信信號傳輸特性建模條件定義為：

式中，η代表既定的5G通信信號跨層傳輸效率值，h1和h2代表兩個已定義且不相等的信號帶寬量。

3 對比實驗分析

為驗證基于跨層編碼加性復用機制5G通信信號帶寬傳輸方法的實際應用能力，設計對比實驗，令實驗組通信主機搭載本次研究所設計的帶寬傳輸方法，對照組通信主機搭載離子控制型帶寬傳輸方法，截取同頻率且等長的兩段5G通信信號作為實驗組與對照組的監測對象，在相同實驗環境下研究信號帶寬串頻事件的發生概率。已知單位時間內通信主機所能傳輸的5G信號量越大，信號帶寬串頻事件的實際發生幾率越小，反之則越大，具體實驗對比情況如表1所示。

表1 5G信號傳輸量對比表

規定15 min為一個單位時長，分析表1可知實驗組信號傳輸量在單位時長內均呈現不斷增大的趨勢且整體上升幅度相對較大，對照組信號傳輸量在單位時長內雖也保持不斷增大的趨勢，但整體上升幅度相對較小。從極值角度來看，實驗組最大值6.4 GB與對照組最大值1.4 GB相比，上升了5.0 GB。因此，基于跨層編碼加性復用機制5G通信信號帶寬傳輸方法在解決信號帶寬串頻事件方面具有重要的實際應用意義[5]。

4 結 論

在跨層編碼加性復用機制的影響下，5G通信信號帶寬傳輸方法通過計算相干帶寬量與相干時間量，對通信信號傳輸特性進行建模，能夠在增大5G信號傳輸量的同時解決原有的信號帶寬串頻問題，滿足5G通信網絡的信號傳輸需求。