大数据环境下无线通信关键技术研究

钱兆楼

摘 要：无线网络作为现代信息技术的产物，已经广泛地应用到人们生产生活的多个领域，无线通信技术实现了数据、图像、话音等业务的传输。随着大数据时代的到来，人们对网络的多元化服务提出了更高的期望。文章对现代化无线通信技术的发展现状进行阐述，分析大数据环境下无线通信技术发展所面临的挑战，针对大数据环境下无线通信技术的发展与完善提出合理化建议。

关键词：大数据；无线通信；技术研究

无线通信主要是利用电磁波信号可以在空间中自由进行传播的特性所形成的一种信息交换通信方式，无线通信技术给人们的生活带来的影响是无可争议的，20世纪70年代起便开始了对无线网的研究，随着以太局域网的迅猛发展，无线网络一致受到市场的认可。当前的大数据背景给无线通信技术带来了诸多考验，无线通信需要非常庞大的信息数据，通过对信息数据的合理运用来获得有价值的资源信息。大数据技术具有数据挖掘技术、评估预测能力、数据可视化技术等功能，大数据相关技术为无线通信领域的发展奠定坚实基础[1]。

1 大数据技术概述

大数据技术是以数据为本质的新一代信息技术，能够带动模式、理念、技术以及应用实践的创新，数据的获取手段与处理技术是大数据改进的根源，随着数据科技与数据科学的不断发展，数据改革势在必行，大数据在科学理论的指导下，需要对模式与理念进行创新，不断深化大数据实践与应用[2]。大数据技术包括数据挖掘技术、数据可视化技术和预测评估技术。（1）数据挖掘技术，是大数据分析非常重要的一项能力，针对不同的数据格式以及数据种类会运用不同的算法进行计算，来体现数据本身的价值特征。（2）数据可视化技术，通过大数据可视化分析功能来了解广大用户的实际需求，可视化分析能够使数据更加地直观呈现。（3）预测评估技术，可以从大量的数据中对有价值的信息进行挖掘，构建起评估预测模型，然后向模型中输入相关数据[3]。

2 现代化无线通信技术发展现状

2.1 蓝牙技术

蓝牙技术是现代无线通信技术的衍生品，能够实现短距离的无线通信，蓝牙技术具有较强的抗干扰能力，运用调频技术来完成短距离的数据传输，通过蓝牙技术能够实现多个设备的连接，有效解决数据同步的问题。蓝牙技术给人们的生活带来很大的便捷，但是在相关技术方面还存在一定不足，在后续的发展过程中仍需不断完善[4]。

2.2 超宽带技术

超宽带技术主要基于无线载波发展应用，借助无线通信中的纳秒级非正弦型波窄，通过脉冲的形式进行数据传输，超宽带技术频谱较宽，在低功耗、低程序的背景下也可以进行数据传输，所以超宽带技术在越来越多的领域得到应用。

2.3 无线宽带技术

无线宽带技术主要有卫星接入技术、红外光通信接入技术、微波宽带接入技术等。微波宽带技术主要通过蜂窝式的网络结构，降低通信的发射功率，减少传输消耗，实现图像、数据等近距离传播。卫星接入技术可以做到网络的高速接入，对数据包进行快速分发，具有较高的稳定性，卫星接入技术非常受到教育领域、金融领域等青睐。红外光通信接入技术数据传输速度比较快，传输距离能够达到100 m以上，在多领域中得到应用。

3 大数据环境下无线通信技术所面临的挑战

3.1 能量有效问题

在大数据环境背景下，移动蜂窝网络的服务重点与传统蜂窝网络有所不同，传统的蜂窝网络重点强调服务质量上，而现代移动蜂窝网络的设计重点在于提高频谱的利用率。传统的移动蜂窝网络依靠电池来供应能量，但是商品化的电池很难满足节点持续工作的需求，所以很容易导致能量耗尽，造成网络拓扑发生变化。大数据环境下，无线终端需要确保能够在运用少量能量的基础上传输更多的数据，在无线设备的运行过程中，信息的传输需要消耗大量的能量，随着应用需求的不断增加，对无线通信网络的能耗提出了更高的要求，所以在大数据环境下无线通信技术所面临的挑战之一是如何在网络运行中缩短生命周期、最大程度地节约能量。

3.2 如何进行有效的资源分配

传统的移动通信网络是面向人人通信的业务来进行设计的，而在大数据环境下，移动通信网络开始向物物通信方向发展，这种通信技术不需要对数据通信进行人为干涉。与人人通信相比，物物通信具有较低的移动性。物物通信会给传统的蜂窝无线通信系统带来资源分配以及接入控制的问题，当大量的物物通信设备同时发送信息时会导致随机接入的数据包出现拥塞，如果不进行有效地控制与管理，很容易造成无线资源的短缺，所以必须明确有效的资源分配方案，确保物物通信设备正常运行。

3.3 无线通信网络部署问题

随着大数据的发生与发展，大量的数据可以依靠网络实现有效运行。超密集小区部署能够对数据增长以及数据分布进行很好的处理，但是超密集小区部署会存在一定的局限性，一旦频谱资源不足，便要求开拓更高频率的领域，由于室内小區域中网络信息的不足，以及信号传播的范围缩小，在小区域网络边缘逐渐锐利化的情况下会加大无线通信网络部署的难度。

4 大数据环境下无线通信关键技术发展趋势

4.1 MIMO系统

MIMO系统可以通过添加天线来扩大信号接收的自由度，全面提高数据接收的可靠性，在MIMO系统中发射机与接收机都会配备天线元件，大规模的MIMO系统能够提高频谱效率与能量效率，能够快速消除噪音，通过线性预编码能够降低小区内的干扰。

4.2 移动基站

移动基站是近年来提出的全新概念，联系了毫微蜂窝技术与移动中继的概念，一个移动基站可以作为一个小的小区，可以布置在公交巴士、火车以及私家车上，提升车内用户的服务质量，对移动基站的布置可以使蜂窝网络获益。移动基站可以帮助消减信令网络的开支，而且可以提升网络的频谱效率，正是由于移动基站能够对相关的用户代表进行切换，所以比较适合布置在移动的环境下。

4.3 认知无线网络

CR网络是一个有远景的、可以改善拥堵的RF频谱，运用CR网络可以更加充分地使用无线电频谱，在无干扰的基带上可以同享频段。CR网络对周围的无线电环境进行感知并且对传输功率进行调节，通过展开宽带频谱可以使用授权用户没有使用的频谱资本，首先要对未使用的频谱进行监控，将信息反馈到CR发射机，防止用户之间发生碰撞，在CR网络中，用户可以使干扰低于门限值，提高频谱的使用率，提升动力功率。

5 大数据环境下无线通信技术优化策略

在大数据环境背景下，无线通信领域需要紧随社会发展的步伐，对无线通信关键技术进行改革与创新，不断强化成功的发展经验，促进大数据技术在无线通信技术发展中的应用。大数据环境下无线通信技术的优化发展途径如下。

5.1 信息技术个体化

在大数据环境下，无线通信技术日益完善，用户的个体化需求不断增加，在未来的无线通信技术发展过程中，需要实现信息技术的个体化，将其作为无线通信技术的主要发展方向，使其在智能手机以及无线电脑上得到普及应用，将移动IP作为帮助信息个体化实现的重要手段，结合用户的实际需求来实现技术的信息化应用，移动IP技术与智能技术相结合能够提升用户的体验效果，进一步推动个体化通信的发展。

5.2 信息技术互补化

随着社会的不断进步与发展，无线通信技术已经成为现代通信的主要技术，能够解决传统数据传输的不足，通过多元化的传输渠道来提高传输效率。因此，我国要实现无线通信技术的普及，对无线通信设备进行优化，提高无线通信系统的管理水平，结合我国当前无线通信的发展现状，满足不同场合网络接入的需求，做到移动通信网络相关技术的互补，满足移动数据有效传输。

5.3 通信技术应用创新化

针对无线通信技术的实际应用，不同的领域有不同的应用需求，在大数据环境下，需要将无线通信技术与多学科之间建立起联系，满足用户的差异性需求，无线通信技术的应用要实现创新化，向着跨行的方向发展，通过创新元素的植入来满足多元化的需求，促使无线通信技术不断改革与完善。

5.4 加强网络规范化

大数据环境下需要对多种全局信息进行采集，对结构化、非结构化的信息进行储存与分类，运用数据处理技术来实现数据之间的关联。在无线通信技术发展的过程中，需要不断加强网络规范，运用大数据技术来进一步优化网络规划，分析各项因素与网络性能之间的关系，运用大数据的信息挖掘能力、信息处理能力等来满足用户的个性化需求，降低资源管理的难度，为资源的准确利用提供极大便利。

5.5 加强无线通信安全保障

大数据环境下，无线通信系统发展具有结构复杂化、控制智能化、功能多样化、外形微观化、工作持续化等特点，互联网的开放性导致了数据传输的安全性降低，为了稳定无线通信技术的发展，需要确保数据传输的安全，通过数字签名、加密技术、安全认证等技术使信息资源免遭泄密，一线的工作人员需要立足于实践、加强技术研究与创新，形成具有科学性与时代性的信息安全保护措施[5]。

6 结语

随着我国经济水平的发展，科学技术得到了进一步提升，移动互联网、云计算、物联网等新兴的通信技术快速发展，导致了数据流量的爆炸式增长，数据结构呈现高度复杂化，信息社会已经进入了大数据网络时代。无线通信技术作为时代性技术，在实际生产生活中发挥着巨大作用，大数据环境的无线通信技术主要是通过互联网来实现相关信息数据的传输，通过大数据技术对零散的数据信息进行收集，利用相关的数据挖掘算法来得到有价值的信息，大数据技术的应用打破了传统网络规划的局限性，促進无线通信技术的稳定发展。

[参考文献]

[1]毛雷.大数据背景下无线通信传输安全的分析探讨[J].信息通信，2018（1）：10-12.

[2]乔延华，杜青，李建娜.基于大数据的无线通信技术探析[J].无线互联科技，2017（12）：32-33.

[3]宋强.短距离无线通信技术及其融合发现研究[J].信息技术与信息化，2019（1）：8-9.

[4]王庆胜.蓝牙无线通信技术在工程中的应用与实现[J].电子世界，2019（1）：3-5.

[5]侯圣卓.无线通信技术发展趋势研究[J].中国新通信，2019（1）：5-6.