解析5G无线通信网络物理层关键技术

卢远华

摘要：5G网络作为先进通信技术的代表，被视为无线通信前进的主要方向。本文以此为背景，在简单分析对5G网络进行建设的必要性的基础上，结合5G网络所表现出特点，提出了可用于物理层构建的技术，例如MIMO。并对常见问题的解决对策进行了归纳，希望能够给人以启发，使日后所开展工作拥有可供参考的资料。

关键词：物理层;无线通信技术;5G网络

引言

5G无线通信，作为全新的无线通信手段之一，是无线通信领域的重要发展目标和趋势。实际上，在5G通信网络中，其网络内部构成是很复杂的，尤其是网络物理层与多种5G关键技术的联系较为密切。针对完善5G通信网络，要想不断提高无线网络通信的实效性，必须要注重对物理层性能的改进，确保整个通信网络运行效能的稳步提升。

15G无线通信概述

1.1优化体验

研究表明，无论是拓展容量，还是提高资源利用率，均会给5G网络的优化带来积极影响，愈发顺畅的体验，自然也会使日常工作及生活变得更加便利。除此之外，5G网络可使信息传输质效更加接近预期状态，人们所享受服务及体验往往会因此而变得更为理想。

1.2提升资源利用率

5G网络对通信质效有较为显著的提升效果，对无线通信而言，决定通信质效的因素，主要是对频谱资源加以运用的效率，5G网络可使资源利用率被维持在较高水平，从而达到优化通信质量的目的，这与相关行业的发展，存在较为紧密的联系。

1.3使系统容量得到拓展

构建5G网络可使系统容量、带宽得到有效拓展。4G网络与5G网络的区别，主要体现在系统容量、带宽上，研究表明，5G网络拥有更大的容量及更高的带宽。在相关技术持续发展的当下，网络资源呈井喷式增长，这也给通信系统容量提出了更为严格的要求，构建5G网络可使信息系统拥有符合信息数量的容量，无线通信行业自然会得到快速成长。

25G无线通信网络的重要性分析

2.1有利于提高频谱资源利用效率

对以往无线通信网络频谱资源利用进行分析，无线通信网络的频谱资源具有集中性特点，一定程度上使无线通信网络对信息传递的速率造成影响，这已经成为了信息传递质量的重要影响因素，对构建网络产生了一定的威胁。4G无线通信网络不断发展过程中，技术人员为了将信息传输速率提升上来[1]，不断增加频谱资源的使用量。5G无线通信网络，可以确保频谱资源利用的科学性和合理性，大大提高信息传输速率。

2.2有利于提高用户的网络体验效果

现阶段，用户对数据传输速率的需求越来越高，在数据传输速率可以与用户的业务需求相契合的情况下，人们会用户体验也提出了较高要求。无线网络环境要想体现出安全性和稳定性，让用户感受到网络的魅力，这种无线通信网络技术，将会成为网络发展的“佼佼者”。

3网络构建技术分析

3.1MIMO

5G网络物理层所依托核心技术为MIMO，另外，毫米波通信也发挥着重要作用，作为可对大规模加以呈现的技术，MI-MO常被用来对物理层的构建提供支持，该技术强调以多天线为依托，对空分特点加以呈现，经由频谱相同的资源，为用户提供所需服务。在对频谱频率进行提升的前提下，增强传输过程的稳定性与可靠性，空分又使高分辨率拥有了更为理想的空间自由度，发射功率自然会得到有效管控。该技术的价值，主要表现为对传输信号的速率进行提升，使系统频谱效率更加理想，在扩大信号所覆盖范围的前提下，为传输质量提供保证，还有使热点高容量的情况得到解决，上述问题均与无线通信建设工作的开展，存在较为密切的联系，这也是MIMO被频繁用来对无线通信进行建设的原因。5G网络对信号所提出要求，明显较4G网络更加严格，若对原有技术进行沿用，有效性往往无法得到保障，由此可見，通过改造基站的方式，使该技术拥有更加理想的频谱效率与容量，具有重要意义。

3.2双公开的技术分析

从实际角度来讲，其双公开技术主要就是确保信息可以满足同时进行传输以及同频率的传输的要求。当前通信系统开展信息传输时，会因信号干扰等因素影响难以提升整体质量，而将全公开技术运用到其中，可以有效地增强整体的频率利用率，满足多频率信息的传输需求，可以有效解决通信系统中存在难以同频率以及双向传输的要求。而这一点也是双公开技术受人们关注的主要因此。5G通信系统中有效地运用双公开技术，可以借助无线频谱的资源来实现相应的要求，针对实际运行中，能够实现抵消干扰的信号模拟端，并杜绝已知干扰端信号带来的影响，进而确保传输运行的稳定性。

3.3绿色通信技术的有效运用

针对该技术是以降低在信息传输时能量的消耗。针对当前技术水平进行分析，该技术是对无线通信行业发展的关键挑战。在当前的无线通信领域中，其消耗能源的总数只是总能耗3%左右，而该数值也已每年上升15%-20%的速度而在不断的增长。而对于当前的4G网络通信形式的普及，为通信技术带来较大能耗，而如果5G的进一步普及，那么将会使其受到一定的考验。所以应注重绿色通信技术的研究，坚持以增强能源利用效率为目标，可是却会降低通信系统的实际频谱效率，因此必须要结合实际情况对两者进行权衡和优化，以此能够为5G技术的普及提供保障。

3.4毫米波通信

无线通信对频谱资源的依赖性较强，可以说，频谱资源能否得到有效利用，对无线通信所表现出运行速率起决定作用。现阶段，对无线通信加以运用所表现出特点，主要是频谱资源集中，这也是导致缺陷、漏洞存在的主要原因，通信质量自然会受到影响。由此可见，对网络进行构建时，有关人员应将资源利用率维持在较高水平，确保资源短缺等问题均可得到有效解决。以上便是毫米波通信被提出的背景，该技术强调以毫米波为基础，通过充分利用频段的方式，对波束天线进行生成，以此来达到对相关资源进行增加的效果。

3.5路径损耗

无线网络的传输特性及发射功率，决定其较易给所发射信号造成影响，且能耗问题始终存在。由路径损耗所表现出特点可知，频率是决定能耗的主要因素，大量频谱资源被引入，导致空间能耗不断增加，要想使其得到解决，最关键的一点便是扩大天线发射规模，确保能量的有效集中。一方面，雨衰是较为常见的问题。雨水给无线通信所表现出稳定性的影响较大，这是因为发射波长和雨滴大小相同，散射概率随之增加，对其进行研究自然很有必要。

结语

对于无线通信技术的推广，能够有效地改善人们的生活方式，而且也能为人们生活以及工作等带来极大的便利。而5G时代的到来，能够为各领域发展奠定坚实基础，而且也能为生活带来全面的改变。针对5G重要技术进行全面分析，了解到毫米波技术以及大规模MIMO技术是5G网络当中重要环节，当前我国华为公司已经通过和多个国家和地区间的合作，为5G通信技术的研究带来有利条件，相信在不久的未来5G通信技术实现全面推广，并为社会稳定发展提供坚实保障。

参考文献

[1]陆海涛.5G无线通信网络物理层关键技术研究[J].信息与电脑（理论版），2019（09）：177-178.

[2]沙尼亚·阿不都吉里.5G无线通信网络物理层重点技术[J].信息与电脑（理论版），2019（02）：178-179+189.

[3]陆海涛.5G无线通信网络物理层关键技术研究[J].信息与电脑：理论版，2019（9）：177-178.

[4]惠芳，李文聪.浅析5G无线通信网络物理层的关键技术[J].计算机产品与流通，2018（6）：67.