大数据技术在5G通信网络中的应用

何德明

（南宁市工业和信息化局 广西壮族自治区南宁市 530028）

通信领域当前加速普及物联网、大数据技术，实现技术的落地，满足云端生活需求，迎来5G 未来广阔的应用前景。

1 5G技术和大数据技术概述

（1）5G 是第5 代移动通信标准，也被称为第5 代移动通信技术.5G通信技术的设计概念涉及5G 关键技术应用、云端技术、SDN 技术等，通过技术的应用实现灵活、智能、自动的通信网络通信构建效果，如5G 峰值网络速率将达到10Gbps,比4G 网络最大传输速度增强100 倍。当前通过物联网的加速和普及，在智能领域实现了更短时延、更高速率、更大规模。这是5G 通信网络技术落地和普及之后将获得的效果。从而推动各个领域如医疗、家居、环境等方面实现更加流畅的信息传送。例如云端化生活意味着随着5G 时代的到来，云技术将更好的应用在生活、工作、娱乐中，极高的网络速率意味着云盘将成为智能终端普及技术，用户体验将进一步提升。在智能交互领域中，无人驾驶、人工智能、远程医疗都可以运用5G 技术进行海量数据吞吐，城市交通、市民生活等都将迈入新的时代[1]。过5G 网络超高速数据传输，全新全方位的用户体验将全面实现。例如通过5G 技术，使用高速数据，将城市街道和场景建筑进行地图数据库的虚拟展示，用于导航。移动远程医疗用户可以在没有医疗实体设备的情况下也通过远程通信设备获得医生的协助。总体来说5G 技术的提升是全方位的，包括大规模天线、新型多址技术、全频谱接入和新型网络构架，应用在新型的网络通信技术领域中。

（2）大数据技术涵盖了种类多样的技术体系。大数据技术体系主要分为基础技术和应用技术两个层面。基础技术分为SDN 软件定义、网络新型信息中心、网络功能虚能虚拟化，大数据技术的融入使得通信领域改变传统通信的TCP/IP 网络，难以实现全面海量数据发布的缺陷，形成了通信领域的新技术发展趋势。如利用SN、Ip 双重结合，进行实用性目标战略的部署。融合sdn 软件定义网络，将控制平面网络架构进行动态配置。Sdn 以基础设施层和中间层最上层为主，涵盖了5G 网络发展审核标准的所有内容。数据挖掘技术在5G 通信网络中能够有效挖掘数据，对数据进行量化分析和针对性评价。移动云计算技术彰显数据筛选能力，借助大数据技术进行智能数据计算。运用大数据技术还可以进行可视化数据分析，使得人员直观地看到数据，精准地分类数据，对应所有的功能模块，进一步地构建专用的数据库。从网络运营商的角度来看，利用IT 技术实现功能虚拟化，衔接出相关虚拟资源。云后台服务，提供5G 安全管控的技术支持，降低物理层面的存储支出，有效缩减第三方存储器费用如综合考虑5G 承载和大数据专线等业务需求，中国电信融合创新提出了面向移动承载优化的OTN(M-OTN)技术方案，面向5G 传输需求的优化，改进增加OTN 控制器引入SDN的网络架构，将OTN 的静态路由分配机制优化为集中的动态分配技术。在网络侧采用ODU-flex+FlexO 的方式通过引入以太网协议，支持和简化实现传输通道的聚合，满足5G 对带宽、时延的需求[2]。

（3）在应用技术方面5G 技术通过频谱扩展、频谱提升和覆盖增强等技术，实现云后台技术支撑下的业务量增强。5G 超密集导购网络由密集导购网络组成，覆盖半径大幅缩小，对于频谱资源空间进行重复利用，工作效率高，包括Wi-Fi、LED 等多种异构网络，增加了站点密度，减少节点间的距离，缩短网络频谱效率。频效大规模的增加。利用mImo 天线技术在接收端和发送端经过多个天线的发送和接收，实现了海量数据的信道容量，增强以及改善通行记录。mImo 基站天线使用节点进行扩展。新型传播波形OFDM 是一种高速无线通信传送模式，在无线环境下可以实现高速多载波传输,具有操作故障降低等优势。目前作为5G 的关键传输波形技术，需要进一步提升性能参数[3]。频谱扩展技术是当前先进的无线通讯技术，帮助五G 技术在有限的通信资源基础上实现更高层次的吞吐量，将无线接入能量提升50%，接入技术新增功率域可以满足每个用户的不同路径损耗，从实际的物理位置进行天线定位与提高。三维映射下的编码空间将频谱速率加以提升。5G 超密集导购网络具有很强的抗干扰能力，通信可靠性更强，波束窄、方向性好、通信具有高速率宽频谱、高保密性等特征，在移动通信领域能够获得认可。非实时数据充分配合空域、频域等，完成多余协同资源管理，实现跨层资源的联合调度，促进跨网资源联合优化配置，增加合作促进交流。

2 5G技术当前发展技术瓶颈分析

5G 在大型芯片生产商的努力下，当前已经拥有了诸多具有高科技技术含量的调制解调芯片。例如英特尔推出了首个支持5G 的多模商用调制解调器芯片。华为领先于世界水平，推出芯片技术路线发展路径。近年来不断的获得科技成果。云计算软硬件、射频芯片和器件技术上相当成熟，关键核心技术已经得到了很好的应用，采用宏基站能够实现云存储功能，通过云计算处理得到实现性较强的数据处理能力。采用移动边缘内容和计算终端云化的技术，对用户提供IT 服务和云计算服务，能够针对视频、制图、图像等，将计算和存储卸载到无线接入网，提高实时性。毫米波高频和高频器件，能够在复杂应用场景下提供几百Gbit 每秒，甚至几个Gbit 每秒的通信能力[4]。

超密集组网的构建针对人口密集的特大城市，能够应对城市居民集中以及城市高楼密集等问题，打破高频数据遮挡的障碍，形成最佳用户体验。目前通过研制，大宽带、低噪声、高频率、高可靠性的高频器件研制生产已经形成产业化。另外在5G 网络安全运营上，由于5G 采用的是通用硬件，因此可较低靠性是当前影响技术发展的瓶颈问题。在车联网等技术要求的高服务行业，在工业互联网技术等冲击下，设备的双重身份容易引发安全问题。在需要扩大网络覆盖面积，实现安全层级上的智能终端的更高权限的设置，防止出现信息泄露和安全管理问题，防止出现超高密度用户接入引发的安全问题。加密服务和感人工智能，防止病毒攻击等均是有效的解决方法。

3 5G通信网络中大数据技术的应用

随着经济和社会的不断发展,大数据时代来与5G 移动通信技术的应运互相促进,改变了人们的日常生活更加方便快捷。网络化的时代对于我们的通信技术有了更高的要求,人们也在前人的基础上不断地进行技术更新。对于从事通信行业的人员来说，提高网络服务质量是最大的追求目标。大数据技术在5G、通信技术中的应用融入到5G 通信网络，提高了5G 通讯网络的可行性，进一步推动5G 通讯网络发展。大数据是时代发展的必然产物，结合云计算、物联网技术，应对海量数据进行处理，使得数据量即便是剧增，降低管理难度，如RfID 射频、数据传感器、数据社交网络等，数据来源方式不同，丰富的大数据技术的应用可以实现结构化、半结构化智慧运行。因此即便是存储形式各异，存储内容种类多样，大数据应对下，对于5G 通信网络天线数量过大、网络数据类型多样、用户访问较多带来安全问题等完全可以化解。运用大数据技术，实现了5G 通信网络下的数据收集、存储、分析、查询等功能。通过大数据挖掘，进行数据的分析、存储、处理，使用合适的数据挖掘算法，挖掘出有效信息，并进行可量化的评价，以可视化的形式展示给用户[5]。

以智慧城市建设为例，当前利用人工智能算法设计、语义搜索引擎等，实现数据的快速获取和有效挖掘。通过大数据的分析和处理图表形式提，高了用户的体验感。数据类型即便再复杂，也可以建立聚集型异构数据库，是5G 无线接入网在建设初期快速部署时主要采用的部署模式。将数据加以有效的判断和分析。新的无线接入网架构意味着5G 基站将具备多种部署形态，总体看主要有集中式部署和分布式部署场景，又细分为大集中两种部署模式。站址部署结构与4G 类似，可利旧现有的机房及配套设备，光纤资源需求低，CRAN 两种云化部署模式下，AAU 和CRAN 模式大集中模式下，均部署在不同站点按需拉远，需要额外敷设光缆.在5G 规模建设阶段，CRAN 小集中模式下进行按需部署.在不同机房DU 池化部署在同一机房，可以大幅减少节省建设城市建设和网络构建成本，降低基站以及机房规模，采用虚拟化技术实现资源共享和动态调度，便于提高跨基站协同效率，将成为5G 无线接入的主要部署模式。根据标准，5G 核心网采用服务化架构（SBA）设计，用户面将专注于业务数据的路由转发，彻底分离控制面和用户面。实行控制面虚拟化方式运行，采用逻辑集中的方式实现统一的策略控制，便于灵活部署以支持未来高带宽、低时延业务场景需求。保证灵活的移动流量调度和连接管理，具有简单、稳定和高性能等特性，对于5G 核心网部署方式，控制面网元主要集中部署在承载网的省级核心或区域核心，用户面将采用根据业务特点切片部署的方式，根据不同类型的业务的功能、性能等进行网络切片并分别进行部署，不同切片部署在网络的不同层级[6]。

应用在智能交通、智能应医疗等方面，获得了这些领域的智能化发展。大数据技术推动了通信网络的优化，采集5G 通信网络中的天线数据和干扰数据，对网络中客户进行精准度定位，大数据技术收集分析技术和天线数据技术，能够及时作出信息处理，降低信号干扰，结合GPS 三维摄像跟踪，分析决策天线数据和网络数据，对于各基站信息干扰信息、业务流数据等复杂多样的数据，大数据技术可以快速处理，感知各种云数据接入不同的云端。构建的通信网络中进行用户数据边缘化数据的快速修改配置，重新部署接入云位置，推动5G 通信网络环境优化。大数据技术还可以进行无线通讯网络数据的深度挖掘，经过智能化的推断和分析，提高5G 通讯网络的智能处理技术，通过训练模型的设定和应用，将应用反馈情况进行更新和处理,使得5G 通讯网络进一步优化。

满足智慧城市对网络差异化需求，5G 作为最新一代的无线通信技术，人、机、物深度融合发展；新一代信息技术的深度融合的大数据技术，拥有超高速率、超低时延、超大连接特性，成为支撑城市发展的重要毛细血管，为智慧城市赋能。与大数据、人工智能、云计算、物联网等融合，5G 网络实现智慧城市万物智联，灵活配置网络资源，根据末端应用场景对智慧城市建设产生巨大的影响。

4 结束语

万物互联、互动感知的时代，大数据分析存储技术在5G 通讯网络优化中发挥重要作用。随着5G 的发展，新型物联终端、人工智能和大数据分析、云计算、物联网、区块链等领域将实现新旧领域深度融合，形成具备连接、汇聚、数据融合、分析、感知、决策能力的新型基础设施，全面赋能生产生活，有力推动经济社会发展。5G 通讯网络中融入大数据技术是未来技术发展的趋势。进一步的推动通信网络事业实现高速发展。自5G通信技术推出以来，通信行业向着更好更快的方向发展。而大数据技术发展是在背景下，5G通讯技术又得到了进一步的改进。二者的融合能够帮助构建完善的信息技术时代发展格局，为智慧城市、智能家居、智能出行、智能医疗等等提供更好的服务。今后应更加重视大数据技术在5G 网络通信技术中的应用,为技术的融合协调发展提供强大支持。