大数据时代5G移动通信技术的应用探析

朱渔 罗来曦

摘 要：大数据时代下，5G移动通信技术的应用逐步覆盖各行各业，极大地改变了人们的生活、生产方式。文章结合5G移动通信技术的特点及关键技术，探讨了大数据时代5G移动通信技术的应用及趋势，以期为我国5G关键技术领域话语权的提升建言献策。

关键词：大数据;5G移动通信技术;应用

0 引言

5G，即第五代移动通信技术标准，其具有高速度、泛在网、低延时等典型特点，以小于1 ms的延迟与峰值高达10 Gbps的传输速率著称，为用户实时获取周边信息提供了技术支持。随着大数据时代的到来，5G移动通信技术显示出更宽广的适用范围、更精准的服务内容、更长足的技术发展，并逐步朝着万物互联、生活云端化、智能交互方向发展。

1 5G移动通信技术概述

2016年年底，在乌镇第三节世界互联网大会上，美国高通公司提出了可实现“万物互联”的5G技术原型，随后，5G移动通信技术以汹涌姿态澎湃而来。所谓的5G移动通信技术，是在4G基础上的提升，指的是具有极快下行速度的移动通信标准。

1.1  5G移动通信技术的特征

总体来看，5G移动通信技术具有三大典型特征：一是高速率。随着移动通信技术的发展与进步，短短10年的历史，人们见证了移动网络从2G到3G，再到4G，5G的速度提升。当然，4G的速率峰值不超过100M，仅为5G的1%，除了具备4G基础功能以外，5G还将智能应用、远程操控、智慧物联、虚拟现实等技术一网打尽，而这均依赖于5G超高的传输速率。二是泛在网。较4G移动通信技术相比，5G的通信覆盖面更为宽广，其不仅全面覆盖了社会公共场所，还借助点对点物理层传输、信道编译码等技术延伸至传统移动通信技术所难以企及的室内空间，旨在为用户创设一个无所不在的泛在网络，实现任意时间、地点、人物的无碍沟通。三是低延时。作为移动通信技术的关键问题之一，延时问题一直以来备受业界关注，传统3G网络延迟约100 ms，4G提升至20～30 ms，而5G網络延时不超过1 ms，这种低延迟极大地提升了网络上传、下载速度，缩短了用户等待响应时间[1]。

1.2  5G移动通信技术的关键技术

为了提高用户体验，5G移动通信技术突破传统无线传输与信道建模，以高性能、多维度、高密度的无线网络、无线传输技术赋予5G强大的应用性能。其一，高频传输技术。面对逐年递增的移动用户规模，频谱资源日趋稀缺化，为了提升频谱利用率，5G移动通信技术借助高频段传输成功将带宽拓展至273.5GHz，不仅有效缩减了通信设备的尺寸，还极大地提升了短距离范围内信息的传输速度，满足了用户的高容量、高速率等多元需求。其二，MIMO技术。该技术即大规模多输入多输出技术，属于无线天线技术的一种，主要通过合理分割传输资料，促使其通过多元天线均匀、同步地传送，最后将资料重新整合，达到提升传输速率之效。其三，双工技术。该技术提供了同一物理信道上双重方向的信号传送，有效消除了通信双工节点发射机信号干扰，实现了发射信号与接收信号的同步同频，极大地提升了频谱效率与5G网络灵活性。其四，D2D技术。该技术属于补充性技术，负责精简数据资源，实现无线数据流量，提升通信全流程的完整性与抗干扰性[2]。

2   大数据时代5G移动通信技术的应用及展望

大数据时代，5G移动通信技术在应用深度与广度持续拓展的同时，也面临着诸多挑战。一方面，5G移动通信技术进一步加速了数字化时代的步伐，其不仅打破了行业界限，推动了新型信息化、工业化等产业的深度融合，还将移动物联网场景、移动通信大数据深度渗透到生产、销售、消费、服务等各环节，引发了产业领域的数字化、智能化、协同化变革，实现了各领域全生命周期、全价值链的智慧管理;另一方面，5G网络建设过程中，新业务、新架构、新技术等的发展对用户信息安全、数据隐私提出了诸多挑战，这要求5G移动通信技术在性能持续完善的同时，还要不断强化安全机制，既要保障用户的信息通信需求，还要满足用户差异化业务场景的安全需求，通过多元接入模式、新型架构设置、安全隐私保障等，促进5G开放运营环境下用户信息、数据的安全服务能力。此外，从技术应用角度来看，5G移动通信技术虽然较4G有了显著提升，但仍面临着信号不稳、速度受限等技术问题，因此，还需进一步完善移动网络，为5G移动通信技术提供强有力的技术支持，在保障用户体验的前提下缩减运营成本，为用户定制符合其个性化需求的管理模式，优化通信资源配置，规避不必要的资源耗费，推动5G移动通信业务的持续辐射与延伸[3]。根据大数据时代5G移动通信技术的应用现状，未来5G应用将逐步朝着如下3个方向发展。

2.1 万物互联

大数据时代，5G移动通信技术的最显著优势集中体现在物联网的延伸与融合层面，在物联网的支持下，移动网络由用户端逐步覆盖任何物品的信息交互与通信，这为基于5G的万物互联提供了必要条件。当前，受网络条件的局限，物联网在5G网络中的应用需求并未得到有效满足，这不仅体现在大规模物联网连接限制方面，还体现在关键任务物联网连接的不可靠性。因此，未来5G移动通信技术将集中打造更高速率、短时延、大规模、低功耗的技术，以满足工业自动化、交通运输等物联网特殊场景的应用需求，推动物联网尽快落地。如今，全球各大运营商已然达成共识，将物联网作为5G率先部署与落地的重要应用场景之一，因此，现阶段5G技术开发过程中会着重考虑物联网的特殊场景需求。

2.2 云端生活

大数据时代，在5G移动通信技术的应用领域中，无论是4K乃至8K视频的实时流畅播放，还是超高网络速率下传统硬盘的不适性，均离不开云计算的支持。随着智能终端的普及及移动业务需求的持续提升，移动通信数据、内容逐步呈指数级增长，而传统硬盘因网络访问速度受限，已然无法满足用户需求。因此，还需借助移动设备云提升用户的网络访问速度，并面向用户感知按需为其推送内容，以此提升用户的体验效果。可见，未来5G移动通信技术将致力于推动传统中心云向移动边缘云的发展，并逐步朝着移动设备云演进。

2.3 智慧交互

5G移动通信技术还为无人驾驶汽车、VR/AR、远程医疗等对时间精准度、传输速度要求高的领域提供了强大的数据吞吐量与传送效率，实现了数据交换、智能交互的即时性。可以预见，未来5G移动通信技术将在VR直播、VR游戏中深度应用，并为智慧城市、智慧社区建设提供支持，人们仅仅通过一部手机即可与门锁、家电、宠物、汽车等完成交互过程，政府可实时监控交通拥堵、环境污染等问题，医院可即时监督患者生命体征，为其建立健康档案，更全面地了解其生活习惯与健康状况的联系，企业亦可即时检测产品质量，提前规避各类潜在风险[4]。

3   结语

综上，作为第五代移动通信技术，5G不仅是4G的延伸，还是对现有无限通信技术的演进，其最为显著的革新集中在技术标准方面，这使得5G服务对象逐步由传统的人与人通信转向人与人、人与物、物与物的通信，如此纷繁复杂的信息交换会导致通信数据呈指数级增长，因此，5G移动通信技术注定离不开大数据的支持。在大数据时代，5G移动通信技术拥有更大的容量与更快的数据处理速度，通过手机、可穿戴设备等其他联网硬件推出更多服务，以此带来应用和发展的爆发式增长。然而，5G移动通信技术仍缺乏一个统一的标准，因此，还需国内外各方贡献最新研究成果，通过合作实现多方共赢。

[参考文献]

[1]李寒阳，范崇源.大数据背景下关于5G移动通讯技术的分析及发展前景分析[J].中国多媒体与网络教学学报，2019（11）：194-195.

[2]郭军.浅谈大数据时代5G移动通信技术的应用及发展前景[J].中国新通信，2019（17）：7-8.

[3]林玉龙.大数据爆炸时代—现代移动通讯技术的发展与隐患[J].中国战略新兴产业，2017（16）：33.

[4]曾剑秋.5G移动通信技术发展与应用趋势[J].电信工程技术与标准化，2017（2）：1-4.

（编辑 王雪芬）