移动通信中数据传输速度的影响因素分析

这些年来，在通信技术大力发展的背景下，4G 技术也变得更加成熟，并且开始在更多的商用系统中得到了广泛应用。 与此同时，在社会不断发展的过程中，5G 通信也开始成为了移动通信中数据传输速度逐步成为的研究热点，这种新一代的移动通信技术，在当代社会中备受关注。

一、网络基础设施因素

（一）基站布局与密度对速度的影响

基站属于移动通信网络的关键节点，它的安排和密度直接关系到用户能否接入以及信号覆盖的范围。安排恰当且密集可以加强信号强度，加快传输速度，特别是在城市高密度地区，小基站可以减轻宏基站的负担，做到容量和速率的改善。相反，安排不均匀或者密度不够就容易出现信号弱，有盲区，频繁更换基站的情况。造成数据速率变慢，安排要结合用户的分布，道路结构和建筑物的遮挡情况，这样才能保证覆盖得当，提升总的传输速率。

（二）频段选择及频谱资源配置

频段选取以及频谱安排会对数据速率造成影响。低频段比如700MHZ，穿透力强，覆盖范围大，不过带宽有限，峰值速率不高，中高频段比如3.5GHZ，4.9GHZ，覆盖有限。但是可以给予更多带宽，做到更高的传输速率，频谱资源的利用要恰当，过度集中或者碎片化都会降低效率。频谱复用和载波聚合技术可以在有限频段里改善容量和速率，使得网络在高密度环境中仍然可以维持良好的速度。

（三）传输链路质量与信号衰减

数据传输要靠无线链路，链路的质量影响速率，信号会被距离，建筑物，地形，天气等因素影响，产生衰减，多径效应，有效信噪比和调制效率就会变低。城市高楼密集的地方容易形成阴影区，信号强度减弱，速率就下降。用链路补偿，功率控制，智能天线等技术可以改善信号质量，提高链路传输速率。

（四）核心网及回传网容量与带宽限制

移动通信速率受到核心网和回传网容量的约束，核心网执行数据路由和流量管控，回传网把基站同核心网关联起来。如果带宽短缺，就会出现拥塞和延时，用户感受到的速率就会降低。随着5G 以及未来的6G 发展，数据量急剧增多，这就给核心网和回传网带来了更高的带宽和低延时需求。采用光纤回传，分散式核心网，边缘计算这些改善方法，可以减轻瓶颈，改进用户的体验速度。

二、无线环境与用户因素

（一）用户位置、移动速度与覆盖环境

用户所处的位置、 移动速度和周围环境直接影响着数据传输速率。在室内或者地下，墙体、楼层这些障碍物会让信号受阻，传输速率下降，开阔地带的信号传播情况比室内要好得多，速度也就更高一些，用户移动得越快，基站切换就越多。这期间容易产生瞬时速率的波动，高速列车上或者高速公路旁边，因为切换延迟或者信号衰减，网络传输速率可能会受到影响。所以在规划移动通信网络的时候，要结合用户的分布状况，移动模式以及覆盖环境，这样才能保障各种场景下速度的稳定。

（二）无线干扰、多径效应与信号衰落

无线环境中干扰源多种多样，相邻基站干扰，同频干扰，电磁环境噪声等。这些都会降低信号信噪比，导致调制解调效率下降，进而影响数据传输速率，多径效应是信号经过不同路径到达接收端所造成的叠加效应。可能会引发信号干扰和衰落，城市密集区域与室内环境当中尤为突出。采用智能天线，MIMO 技术以及干扰消除算法，可以改善这些状况，提升传输速率和链路可靠性。

（三）网络负载及用户数量对速度的影响

网络里用户的数量和所承载的负载情况是影响数据传输速率的关键因素。在高峰时段，某个区域内的用户过多，基站资源被大量占用，每个用户能分到的带宽变少，所以实际速率就会下降。而在网络负载较低的时段或者区域，用户能享受到较高的数据速率，网络运营方利用流量调度，负载均衡，QoS 管理等方法，可以减缓网络拥塞，提升用户体验的传输速度。（四）终端设备性能（调制解调能力、天线数量等）

终端设备的好坏直接关系着用户所实际能感受到的传输速度，先进的终端设备有着高阶调制解调能力以及多个天线的设计，并且具备载波聚合能力，可以充分利用网络资源，达到很高的数据传输速率。而相对较老旧的设备由于其调制解调能力较低或者天线数目较少，就无法达到网络理论中的速率。同样，终端设备的操作系统、处理器性能及各种协议优化也会造成一定的影响。所以对于移动通信网络来说，要想让数据高速稳定地进行传输，终端的性能要跟得上网络的能力，只有这样才能实现有效的数据传输。

三、传输技术与优化策略

（一）调制与编码技术对速度的提升作用

调制以及编码技术是实现高速数据传输的基本手段。调制技术把数字信号转变成适合无线信道的波形，这样就能做到单位时间内传输更多的信息，高阶调制方法像64QAM，256QAM 可以同时间内传输更多比特，进而明显改善数据速率。不过，高阶调制对信号质量有更高需求，容易受噪声和干扰影响，想要保证传输可靠，就要用到编码技术。比如Turbo 码，LDPC码，这些技术依靠冗余校验和纠错来改善信号的抗干扰能力。根据不同的信道情况，调制和编码技术灵活搭配，既保证了可靠性又做到了速率最大化，这是移动通信网络加快数据传输速度的关键手段。

（二）多天线及 Massive MIMO 技术应用

多天线技术（MIMO）和大规模 MIMO（MassiveMIMO）可以提升系统容量和数据速率，MIMO 在发射端和接收端使用多个天线来实现空间复用，使同一频段的带宽可以同时传输多个数据流。从而提高频谱利用率。而MassiveMIMO 在此基础上将天线数量增加到几十甚至上百根。通过波束赋形技术将信号集中传输到目标用户，降低干扰，提高信噪比，适合高密度用户场景。多天线技术可以提高峰值速率，提升链路可靠性，缓解多径衰落带来的影响，为5G 以及未来网络的数据速率提升提供重要支撑。

（三）载波聚合、频谱复用及干扰管理

载波聚合技术把不同频段的几个载波组合起来，从而形成更大的带宽，提高单用户的数据速率，又能充分利用分散的频谱资源，频谱复用可以提高频谱效率，但可能会产生同频干扰，为了保证传输速率，网络会采用干扰协调，功率控制，智能资源分配等方法来减少干扰的影响，载波聚合和频谱复用技术结合起来，使得网络可以在有限的频谱条件下，仍然能够提供高速，稳定的网络传输，以满足高用户密度和大流量业务的需求。

（四）网络优化策略（流量调度、QoS 管理、边缘计算等）

除了传输技术，网络优化策略也对提升数据速率有帮助，流量调度通过动态分配网络资源，改良负载和带宽使用，保证网络在高峰期仍能给予合理的速率。QoS 管理借助优先保证关键业务和高价值用户的数据传输，改善网络整体的服务质量，边缘计算技术把部分计算和缓存任务部署到接近用户的网络节点，减轻核心网的压力并缩减端到端的延迟。进而提升用户感知速率，融合传输技术和优化策略之后，移动通信网络就能在各种情形下做到高速，稳定而且高效的数据传输。

结论：

移动通信数据传输速度受到网络基础设施、无线环境、使用者以及传输技术共同作用。改进基站部署状况、频谱分配状况、链路状况、核心网容量，借助先进的调制编码技术，多种天线技术、载波聚合技术和网络优化策略，从而加强网络速率和用户体验，给5G 和其他通讯网络的开展给予支持。

参考文献：

[1] 修 健.基于大数据的移动通信网络优化[J].电子技术与软件工程，2023（4）：21-24.

[2] 郭 琪.基于大数据下移动通信网络优化的思考[J].中国新通信，2023，25（1）：9-11.