5G无线通信网络物理层技术研究

5G无线通信网络物理层技术研究

粟茜

中时讯通信建设有限公司广东广州510000

摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的现代化建设的发展也突飞猛进。现代信息技术的应用实践也在很大程度上促进了无线通信领域的技术进步，如今4G通信技术在无线通信领域的应用已经比较成熟，而我国计划在2020年以后基本实现5G通信，这一计划对于我国5G无线通信网络技术的研究提出了更高的要求。由此，本文将深入探究5G无线通信网络关于物理层的关键技术，以期促进我国5G无线通信网络的建设和发展。

关键词：5G无线通信网络；物理层技术；研究

引言

在目前的现状下，各地表现为迅速增多的移动通信用户，并且移动通信网络也呈现不断升级的总体趋势。作为现阶段的全新无线通信手段，5G无线通信构成了无线通信领域的发展目标。然而实质上，5G通信网络包含较为复杂的网络内部构成，尤其是其中的网络物理层需要依赖多种5G关键技术才能得以建成。对于健全5G通信网络而言，全面保障无线网络通信实效的着眼点就在于改进物理层性能，据此达到提升整个通信网络运行效能的宗旨。

1构建5G无线通信网络的意义

1.1频谱资源得到了更好的利用

从以往的无线通信网络频谱资源利用得出，无线通信网络的频谱资源集中化，会使无线通信网络在传输过程中影响信息传递的速率，影响信息传递的整体质量，不利于网络构建。4G无线通信网络发展以来，技术人员为了能够提高信息传输速率，对频谱资源的使用量不断增加。5G无线通信网络可以合理、科学利用频谱资源，信息传输速率更加迅速。

1.2拥有更大的系统容量

随着互联网的快速发展，社会以迅猛的速度不断发展，已经进入到全新的数字化时代。相关数据显示，全球使用通信数据的数量呈千倍的趋势持续增长。随着社会的不断发展，使用通信数据的数量会不断增加，数量增加后，当前的4G技术在网络性能方面已经无法满足现代的网络需求。因此，只有5G无线通信网络技术才能够有效保证数据传输的稳定性，不管使用通信数据的数量增加多少，5G技术都可以实现信息的快速传播且不会受到影响。

1.3使用户得到更好的网络体验

用户对数据传输速率的需求不断增长，当数据传输速率能够充分满足用户的业务需求和应用需求时，人们就会追求更高的用户体验。无线网络环境需要实现高效、安全以及稳定发展，让用户能够随时随地体会网络的便利，这种无线通信网络技术在未来的发展中将会成为网络发展的主流。

25G无线通信网络信息技术

4G网络技术虽然具有较强的优势，但在具体的利用过程中，在频谱效率、用户数量、网络流量等方面，仍存在一定的问题。这就在一定程度上，推动了5G无线通信网络信息技术的发展。5G无线通信网络信息技术，主要是利用高频段进行通信，并为用户提供了高效的、稳定的、安全的、实时的无线通信方式。与4G网络技术相比，5G无线通信网络信息技术具有较为明显的优势，集中表现在以下三方面：首先，提升了频谱资源的利用率。就目前而言，全球可以利用的频谱资源主要集中在300MHz-3GHz，尤其是随着移动用户设备的持续增加，无线通信网络频谱出现资源过度集中的现象，这就在一定程度上影响了信息传递的速率，以及信息传递的整体质量。5G网络信息技术的研究，更进一步拓展了频率段，使其拓展为3-300GHz，实现了频谱资源的有效利用。其次，扩展了系统的容量。伴随着互联网信息技术的迅猛发展，人类社会已经全面进入到信息时代，且其使用数量已经出现千倍的增长趋势，信息社会也逐渐进入到大数据时代。在这种情况下，4G网络通信技术无法满足当前的需求。而5G无线通信网络技术的应用，提高了数据传输的稳定性，保证视频、音频、图片等信息的快速传播。最后，更加注重了用户的体验。网络通信技术的发展和应用，改变了人的生活方式，丰富了人们的日常。5G网络通信技术与4G网络技术相比，给用户提供了一个更加高效、流畅、便捷和稳定的无线互联网环境，不仅有效保证了技术的先先进行，更加重视用户随时随地体验。

3优化措施

3.1大规模MIMO技术

MIMO技术的应用，能够有效提高数据传输速率，提高系统的频谱效率、增加信号的覆盖范围，提高信号的传输质量，以及解决热点地区的高容量问题，对无线通信网络的建设是至关重要的，当前该技术在无线通信网络的构建中，已经得到了普遍的应用，但是5G无线通信网络在构建的过程中，对于信号的要求会更高，传统的MIMO技术已经无法满足其要求，在这种情况下，就必须要加强大规模MIMO技术的研究，通过对基站的改造，有效提高系统的容量和频谱效率。该技术在应用的过程中，只需要增加基站的天线数目，就能够增加系统容量，改造的过程十分便利；而且系统在应用的过程中成本比较低，输出功率却比较大，能够降低系统的运行成本；最后经过实验证明，天线数量增大，能在一定程度上解决噪声和干扰问题，所以该技术的应用能够有效提高信号的传输速率和质量。与原有的无线通信方式进行对比，MIMO的大规模技术具有传输容量较大、区域尺寸小以及传输速度更快的优势。这是由于，大规模技术针对利用通信频率的效率能够实现全面提高，并且确保覆盖于更广的移动通信范围。

3.2毫米波通信技术

任何无线通信网络在发展的过程中，都需要依赖频谱资源，频谱资源的利用率直接影响着无线通信网络的运行速率，现有无线通信网络在应用的过程中，频谱资源较为集中，而这有限的频谱资源在应用的过程中，必然会存在一定的漏洞和缺陷，影响无线通信的质量，所以在5G无线通信网络的物理层研究过程中，必须要提高频谱资源的利用率，解决频谱资源短缺问题。毫米波通信技术是针对频谱资源短缺问题提出的一种新技术，利用毫米波技术，能够加强毫米波频段的利用，形成新的波束天线，用于无线通信，从而增加5G无线通信网络中的可用波频资源，另外，毫米波技术构成的波束天线，在路径损耗、穿透性、反射性和拓展性方面都具有极大的优势。但是该技术在应用的过程中，需要解决路径损耗、建筑物穿透损耗以及雨衰等问题。任何的信号在发射的过程中，都会由于发射功率辐射扩散和信道传播特性，造成路径损耗，该问题是无法彻底根除的，而且在传输的过程中，还很容易受到其他因素的干扰，导致信号出现二次损耗。但是经过研究表明，在一定的传播距离内，频率越高，损耗越大，所以毫米波通信技术在应用的过程中，需要在高频段应用大规模接收发射天线，进行波束成形，尽量进行能量的集中，减少由辐射扩散造成的损耗。信号在穿透建筑物的过程中，必然会受到损耗，而毫米波在穿透建筑物的过程中，损耗会更大，使得室内的信号变弱，该问题是急需解决的重要问题。

结语

通过上述内容研究5G无线通信网络物理层的技术，得出毫米波技术和MIMO技术是5G无线通信网络中的重要技术，但目前的技术还处于研究与探索阶段。为了保证无线通信技术可以更好地服务于社会，需要不断加强研究5G无线通信网络中的重点技术，并进行不断创新，提高我国无线通信网络的技术水平。

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