下一代无线网络物理层设计问题浅析

伍爽　韩哲鑫

摘 要 將5G架构与现有无线系统相结合需要一种新颖的方法或技术来使过程更为顺利。因此，为了更好的使5G架构与现有无线系统更好的融合，我们需要对物理层技术有更好的了解，通过对物理层技术的组合与协作来降低开销，从而获得最优性能。 因此对现有和未来可能使用的物理层技术的研究至关重要。本文主要对毫米波信道、波束赋形、大规模MIMO技术进行讨论。

中图分类号：TP393.08 文献标识码：A

1毫米波信道

毫米波频段的使用给移动无线通信带来了许多新的挑战。主要体现在现有的信道模型已经不适用于毫米波频段了。毫米波信道区别与现有信道主要体现在一下几个方面：

1.1路径损耗

毫米波在自由空间传输的路径损耗可以通过公式（1）来计算

（1）

其中R表示发送端和接收端之间的距离，f表示载波频率。从公式（1）可以看出频率越高，对应的路径损耗越大。因此，相对于低频信号来说，毫米波信道的路径损耗更为严重。

1.2穿透性和LOS通信

在进行毫米波系统设计时，我们需要了解毫米波设备所处的传输环境。了解信号传播周围的环境、叶子、人流等特征对确定毫米波在室内室外传播特性来说至关重要。了解不同环境下毫米波的衍射、穿透性、散射和反射为5G网络部署奠定了基础。Rappaport和其团队的研究表明有色玻璃、透明玻璃、混凝土墙、金属电梯等对毫米波来说具有较高的穿透阻力。再者，在室内环境下干燥的墙壁、白板、网格玻璃对毫米波来说也会带来严重的多径衰落和路径损耗。……