基于跨层编码加性复用机制的5G通信信号带宽传输方法

李宝锐，曹 军

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

5G是第五代移动通信技术的简称，其具备运营成本低、能源消耗量少、数据频率高以及延迟时间短等优势，可在高容量系统环境中实现大规模通信设备的实时性连接。在这种数据应用网络中，供应商所覆盖的服务区域被人工划分成多个小型蜂窝状地理区域，且用来表示图像、声音及文字等信息的模拟信号，可在同一时间内得到通信主机的数字化处理，借助模数转换器将输入数据直接转化成比特流输出形式[1]。蜂窝中所有的无线设备都可在5G通信网络的作用下与信号主机建立物理连接关系，并通过自动收发器自由分配或共享公共通信频道。由于存在未完全传输通信数据，5G通信网络中时常出现信息的非占用状态，导致通信信号带宽串频事件发生，基于此展开研究。

1 跨层编码加性复用机制研究

跨层编码描述的是一种跳跃式通信信号命名行为，可在已知传输原址、传输目的地、通信带宽量以及信号频度周期的情况下，对各类通信信息进行规划与处理，再挑选其中符合通信网络抓取需求的参量与其他客户主机建立通信传输关系。通信网络环境所涉及的信息覆盖范围越广，跨层编码机制对于通信信号的实际处理能力也就越强[2]。复用是一种特定的通信信号重复读写方法，5G通信网络中一个客户主机往往同时对应多个待传输对象，且由于加性编码原则的存在，一个通信信号很难在多个跨层信道中同时传输，因此复用机制就显得极为必要。目前，5G通信网络所涉及到的信号传输量十分庞大，且一个原始数据参量在相同传输时段内需要多次被通信主机编码与解码处理，这也是跨层编码加性复用机制能够得到广泛应用的主要原因。

2 5G通信信号的带宽传输方法

在跨层编码加性复用机制的作用下，按照相干带宽量计算、相干时间量计算及通信信号传输特性建模的处理流程，实现5G通信信号带宽传输方法的顺利应用。

2.1 相干带宽量

相干带宽量是指5G通信信号传输带宽在单位时间内的具体变化数值，受信道宽度和通信信号总量的直接影响。信道宽度也叫信道负载强度，是指5G信号传输通路所具有的相干性信息聚集能力。在一个非波动的5G通信环境中，通信主机所发出的数据信号能够直接传输至客户主机，且发出信号的数量级水平越高，接收信号的完整度越高。通信信号总量是一项定义性指标，不受除物理通信环境外其他干扰性条件的影响。若整个信号传输网络始终保持为5G通信形式，且不存在明显的数据干扰行为，则可认为客户主机所接收到的通信信号量即为5G通信主机输出的通信信号量。设y代表5G通信网络中的信道宽度值，P代表实际输出的通信信号总量，联立上述物理量，可将5G通信信号的相干带宽量表示为：

式中，Emax代表峰值状态下的5G信号输出频率值，ΔT代表5G通信信号的单位传输时长，λ和φ分别代表两个不同的信号带宽传输条件。

2.2 相干时间量

相干时间量是5G通信主机在信号传输维度方面对数据信息所设置的屏障表述条件，受信号编码权限和跨层通信权限的直接影响。在跨层编码加性复用机制的作用下，信号编码权限属于一项非占用形式的通信描述指标，与5G通信主机匹配的数据编码量越大，信号接收端最终获取的通信数据量也就越多，反之则越少，因此其具备较强的传输变动性[3]。跨层通信权限具备较强的应用稳定性，在整个5G通信信号覆盖区间内，该项物理量的实际数值水平始终不会发生改变，但随着信号连接行为的改变，指标参量的作用强度可能会出现非可逆变化。设f代表5G通信信号的编码权限，d代表5G通信信号的跨层通信权限，联立上述物理量，可将相干时间量计算结果表示为：

式中，代表5G通信信号在复用信道中的传输均值，μ代表信号提取系数，代表跨层传输环境下5G通信信号的实际编码量。

2.3 通信信号的传输特性建模

通信信号传输特性建模是5G通信信号带宽传输方法实现的最后一步。通常情况下，随着跨层编码加性复用机制作用能力的加强，信道组织中会产生一定数量的非占用数据信息，且这些信号参量无法在非编码环境下从原通信位置传输至目标通信位置。在通信信号传输特性得到统计性建模处理后，这些已累计的非占用数据信息可快速更改原有存在形式，并在相干带宽量和相干时间量条件不发生改变的情况下，借助带宽量已趋于稳定的信道组织直接传输至目标通信位置[4]。设ξ1和ξ2分别代表两个不同的信号跨层编码条件，联立式（1）和式（2），可将基于跨层编码加性复用机制的通信信号传输特性建模条件定义为：

式中，η代表既定的5G通信信号跨层传输效率值，h1和h2代表两个已定义且不相等的信号带宽量。

3 对比实验分析

为验证基于跨层编码加性复用机制5G通信信号带宽传输方法的实际应用能力，设计对比实验，令实验组通信主机搭载本次研究所设计的带宽传输方法，对照组通信主机搭载离子控制型带宽传输方法，截取同频率且等长的两段5G通信信号作为实验组与对照组的监测对象，在相同实验环境下研究信号带宽串频事件的发生概率。已知单位时间内通信主机所能传输的5G信号量越大，信号带宽串频事件的实际发生几率越小，反之则越大，具体实验对比情况如表1所示。

表1 5G信号传输量对比表

规定15 min为一个单位时长，分析表1可知实验组信号传输量在单位时长内均呈现不断增大的趋势且整体上升幅度相对较大，对照组信号传输量在单位时长内虽也保持不断增大的趋势，但整体上升幅度相对较小。从极值角度来看，实验组最大值6.4 GB与对照组最大值1.4 GB相比，上升了5.0 GB。因此，基于跨层编码加性复用机制5G通信信号带宽传输方法在解决信号带宽串频事件方面具有重要的实际应用意义[5]。

4 结 论

在跨层编码加性复用机制的影响下，5G通信信号带宽传输方法通过计算相干带宽量与相干时间量，对通信信号传输特性进行建模，能够在增大5G信号传输量的同时解决原有的信号带宽串频问题，满足5G通信网络的信号传输需求。