5G無線通信網絡關鍵技術探究

導語：5G無線通信網絡關鍵技術探究一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【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

近幾年，得到廣泛運用的信息技術，為無線通信的發展提供了支持，相關技術的更新速度不斷加快，在4G網絡已得到普及的當下，針對5G網絡展開的研究工作已初見成效，對網絡構建所適用技術進行探究，可使5G網絡所擁有優勢得到充分發揮，從而為人們創造更加便捷且安全的外界環境，本文所研究課題的現實價值不言而喻。

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]。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。1.4賦予信息更加突出的安全性。信息時代，網絡安全成為各行各業關注的重點，如何使網絡安全得到保障，自然也成為有關人員研究的主要內容。5G網絡的出現，為該問題提供了全新的解決思路，不僅信息安全得到了顯著提高，信息泄露、被劫持等問題出現的概率也有所降低，這同樣是基于5G技術對網絡進行構建的價值所在。

2網絡構建技術分析

5G網絡擁有極為復雜的內部構造，其中，物理層的構建工作，往往要運用多項技術，要想使5G網絡擁有更符合預期的實效性，關鍵是優化物理層所表現出性能。目前，可被用于此項工作的技術，主要有：2.1MIMO。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[2]。對該技術加以運用時，有關人員應視情況對天線數目進行增加，這樣做可使系統擁有更符合5G特點的容量，另外，該技術僅需投入較低成本，便可獲得理想的輸出功率，這點應引起重視。研究表明，增加天線數目，可使干擾、噪音等常見問題得到解決，這表明該技術對傳輸信號的質效有較為顯著的提升效果。2.2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?，F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8通信設計與應用效解決。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。除此之外，由于波束天線的構成要素為毫米波技術，這也決定其擁有更為突出的拓展性、穿透性與反射性，在實際運用時，有關人員應將重心放在對雨衰、穿透損耗和路徑損耗加以解決的方面，避免所帶來影響的進一步擴大。研究表明，對任意信號進行發射，均會有路徑損耗存在，這與信道傳播、發射擴散等特點存在直接關聯，另外，可能給信號傳輸帶來影響的因素較多，二次損耗的問題無法避免，由研究結果可知，在傳播距離固定的前提下，頻率與損耗的關系為正相關，也就是說，越高的頻率，通常會帶來越大的損耗，這就要求有關人員將大規模天線用于高頻段，通過集中能量的方式，將輻射擴散所帶來損耗維持在合理范圍。2.3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。另一方面，對需要穿透建筑的信號而言，出現損耗的情況難以避免，且毫米波所受到損耗通常較其他物質更大，室內信號自然難以得到保障，未來一段時間內，上述問題將是研究的重點，要想使該問題得到解決，最有效的策略便是對微蜂窩（如圖1所示）、WiFi節點進行構建，這點應當引起重視[3]。2.4端到端時延。該技術主要是指核心網時延、空口時延，由于業務模型存在較為顯著的差異性，端到端時延通常由回程時延、單程時延加以體現。低時延設計對象，通常是數據包由源節點至目的節點所花費時間，對該技術加以運用，可使URLLC擁有更為理想的超低時延與可靠性。4G網絡可將理想時延控制在大概10ms，典型時延平均是50ms，5G網絡對時間長度進行了壓縮處理。首先，任意區域用戶要想獲得更理想的體驗，其前提均為加設基站，這與高速率體驗、移動寬帶體驗十分契合，也就是說，身處偏遠區域、處于高速移動狀態的用戶，同樣可體驗到高速率通信服務，且速率不低于100Mbps；其次，5G網絡對速率進行了大幅提升，通常可維持在1Gbps左右，這樣做可為用戶的體驗速率提供保證，即使身處惡劣環境或僅擁有局部熱點的區域，用戶所提出“對高清視頻進行實時傳輸”等要求，同樣能夠得到滿足；再次，低功耗連接的應用場景，通常是遠程采集信息與傳感器接入，該技術的優勢主要表現為海量連接、功耗較低，對其加以運用的方向，通常是智能農業、環境監測，例如，檢測土壤的溫度與濕度，以及使井蓋監測、遠程抄表等工作的質效獲得有力保障，由此可見，在運用該技術時，有關人員應做到對網絡終端進行廣泛分布，通過對超千億連接所需支持力進行提高的方式，促使該技術朝著低成本及能耗的方向前進；最后，由于該技術擁有高可靠、低時延的特征，在遠程醫療、車聯網等領域對其加以運用，具有較為突出的價值，例如，實時向車輛提供路況信息，以端到端時延為依托，對業務所表現出可靠性進行大幅提升。

3結論

由上文所敘述內容可知，社會經濟所提供推動力，使5G網絡所特有優勢得到了更為全面的發揮，對物理層進行創新，因此而成為有關人員的首要任務，這是因為落實此項工作，可使信息傳輸質效獲得更加有力的保障。另外，用戶體驗同樣會得到優化，相關行業所制定持續發展目標，自然也擁有了實現的基礎。

參考文獻

[1]范琳琳.5G無線通信網絡物理層關鍵技術分析[J].中國新通信，2019，21（23）：15.

[2]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.

[3]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.

作者:王莉 田燕軍 王玥 單位:山西經濟管理干部學院