張馨予 王歡

【摘要】? ? 無線通信網(wǎng)技術(shù)正在經(jīng)歷著翻天覆地的改革與變化，5G無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)階段最熱門的研究領(lǐng)域，并將逐漸得到大范圍的普及與應(yīng)用。盡管在關(guān)于5G無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究中已經(jīng)取得了一定的成果，但是為了更加充分地發(fā)揮該技術(shù)的價值與作用，還需繼續(xù)進(jìn)行探索鉆研。本文主要針對5G無線通信網(wǎng)絡(luò)物理層關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行一點(diǎn)淺析。

【關(guān)鍵詞】? ? 5G無線通信? ? 物理層? ? 關(guān)鍵技術(shù)

前言：5G無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要指的是一種高頻段的通信方式，網(wǎng)絡(luò)通信的容量與速度都將實(shí)現(xiàn)大幅飛躍，增強(qiáng)了用戶無信通信的安全性、穩(wěn)定性與實(shí)效性。但是通信技術(shù)的每一次創(chuàng)新發(fā)展，都將伴隨著其他新興技術(shù)的支持，5G無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的變革，也需要物理層關(guān)鍵技術(shù)的支撐。

一、構(gòu)建5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的意義

1、充分發(fā)揮頻譜資源的利用價值。通過頻譜資源在無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的利用率可以看出，頻譜資源的集中使用對于無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來說不僅可以提高通信傳遞的速度，還可以提高通信內(nèi)容傳遞的穩(wěn)定性。早在4G無線通信技術(shù)研發(fā)的過程中，就有意通過不斷提高對頻譜資源的利用率來加快通訊的速率，現(xiàn)在在5G無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對頻譜資源的高度利用，充分發(fā)揮出了頻譜資源的使用價值。2、系統(tǒng)容量得到擴(kuò)展。截止到現(xiàn)階段，由相關(guān)的調(diào)研數(shù)據(jù)可以得知全球使用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的用戶數(shù)量每一天都在成千上萬倍地增長。但是目前廣泛普及的4G無線技術(shù)并無法有效滿足這么多用戶的使用需求，而5G無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的構(gòu)建就可以是整個系統(tǒng)的容量得到充分?jǐn)U展，從而在通訊安全與穩(wěn)定的前提下，提高更高速的大數(shù)據(jù)傳輸。3、滿足用戶的更高需求。從無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的用戶使用情況來看，很多人都希望能夠?qū)崿F(xiàn)更高速度與更高質(zhì)量的輸出傳輸。5G技術(shù)的出現(xiàn)就充分考慮到了用戶的使用體感與使用反饋，其在物理層等方面實(shí)現(xiàn)的突破性進(jìn)展不僅有效滿足了用戶的使用需求，為人們的生活工作提供了更加豐富的體驗(yàn)，在一定程度上也改變了人們的生活方式與工作模式。

二、5G無線通信網(wǎng)絡(luò)物理層中的關(guān)鍵技術(shù)

1、毫米波通信技術(shù)。（1）損耗路徑。所謂的損耗路徑其實(shí)指的是在5G無線通信網(wǎng)路技術(shù)中與能量損耗相關(guān)的問題，其主要包括系統(tǒng)在進(jìn)行功率發(fā)射過程中由于信號衰減而產(chǎn)生的能量損耗，以及通信網(wǎng)絡(luò)信號在傳播過程中所產(chǎn)生的能量損耗兩大部分。由于噪音、電子磁場等因素對無線網(wǎng)絡(luò)信號在傳播過程中的干擾，使得能量損耗在無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中逐漸演變成一個無法避免的問題。通過計(jì)算具體的路徑損耗的公式：R=32.4+20*log（D）+20*log（M） 可以得出在無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的損耗路徑與通信信號的波長以及頻率兩個因素密不可分，當(dāng)通信信號的發(fā)射頻率在單位距離相同的前提下越大，則通信信號損耗的能量也就越厲害。由此可見，為了最大程度的減輕路徑損耗，我們可以通過提高接收天線的頻段高度，使通信信號的信號波成束，從而將信號傳播過程中的能量集中在一個很小的范圍內(nèi)，既能有效避免能量擴(kuò)散所產(chǎn)生的損耗，又可以增益通信信號，提升信號傳輸速率。（2）雨衰。由于毫米波通信技術(shù)主要考慮的就是無線信號在相關(guān)頻段的傳播特點(diǎn)，鑒于降雨雨滴的大小與高頻段信號發(fā)射的波長幾乎相似，可能會導(dǎo)致信號發(fā)射受到影響，因此在研究5G通信技術(shù)時，雨衰也是需要高度重視并處理的一個關(guān)鍵問題。雨衰的存在將會直接通過限制通信信號的傳播路徑，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斔俾剩档途W(wǎng)絡(luò)通信的安全性與穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致高頻段出現(xiàn)微博鏈路現(xiàn)象。而且如果降雨量過大，通信信號受其影響可能還會出現(xiàn)散射，直接阻礙正常的網(wǎng)絡(luò)通信。

2、大規(guī)模 MINI 技術(shù)。（1）大規(guī)模MINI技術(shù)分析。相對于傳統(tǒng)的MINI技術(shù)而言，大規(guī)模MINI技術(shù)在信號傳輸時的容量則更加龐大，在提高信號傳輸質(zhì)量的同時，充分發(fā)揮出來頻譜的使用價值，并且在一定程度上也擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)信號的覆蓋范圍。另一方面，大規(guī)模MINI技術(shù)在使用時主要是通過增加天線系統(tǒng)，從而減少單位傳輸區(qū)域的面積，并達(dá)到網(wǎng)絡(luò)傳輸信號容量擴(kuò)充的目的，這種技術(shù)操作不僅可以提高無線系統(tǒng)的覆蓋范圍與工作強(qiáng)度，還降低了無線系統(tǒng)工作的難度。（2）信息狀態(tài)的獲取。大規(guī)模MINI技術(shù)再具體的工作過程中主要采取的是以時分雙工系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過上下行信號傳輸通道在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的互易性原理，實(shí)現(xiàn)信號之間的通信與傳遞。為了減少信號傳輸通道的損耗，可以通過以信道互易為技術(shù)原理的TDD系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)信號傳輸?shù)挠行Э刂?，具體的工作原理還是根據(jù)信號傳輸?shù)乃俾市枨?，通過提高或者減少系統(tǒng)天線的數(shù)量，并結(jié)合互易性原理，實(shí)現(xiàn)對無線信號的實(shí)時監(jiān)控。但是對于信號傳輸過程中難以避免的信號干擾問題，在大規(guī)模MINI技術(shù)中可以通過公式R=k（1-QK/T）log[（M-1）β/C]的計(jì)算方式來進(jìn)行計(jì)算并處理。

總結(jié)：5G無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過利用毫米波段技術(shù)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離高頻率的數(shù)據(jù)傳輸，并通過大規(guī)模MINI技術(shù)的采用不斷擴(kuò)充數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜萘?，在為用戶帶來更加?yōu)質(zhì)的使用體驗(yàn)的同時，也增加了網(wǎng)絡(luò)通信的安全性、穩(wěn)定性與時效性。對于物理層關(guān)鍵技術(shù)的研究與分析將會促進(jìn)5G無線通信網(wǎng)絡(luò)技更有力的發(fā)展與創(chuàng)新。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]葉長青.5G無線通信的相關(guān)應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2019，40（24）：200.

[2]謝雪婉，張有興，陳煜華.淺析新時期5G無線通信技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用[J].通訊世界，2019，26（06）：49-50.