大數據環境下無線通信關鍵技術研究

錢兆樓

摘 要：無線網絡作為現代信息技術的產物，已經廣泛地應用到人們生產生活的多個領域，無線通信技術實現了數據、圖像、話音等業務的傳輸。隨著大數據時代的到來，人們對網絡的多元化服務提出了更高的期望。文章對現代化無線通信技術的發展現狀進行闡述，分析大數據環境下無線通信技術發展所面臨的挑戰，針對大數據環境下無線通信技術的發展與完善提出合理化建議。

關鍵詞：大數據；無線通信；技術研究

無線通信主要是利用電磁波信號可以在空間中自由進行傳播的特性所形成的一種信息交換通信方式，無線通信技術給人們的生活帶來的影響是無可爭議的，20世紀70年代起便開始了對無線網的研究，隨著以太局域網的迅猛發展，無線網絡一致受到市場的認可。當前的大數據背景給無線通信技術帶來了諸多考驗，無線通信需要非常龐大的信息數據，通過對信息數據的合理運用來獲得有價值的資源信息。大數據技術具有數據挖掘技術、評估預測能力、數據可視化技術等功能，大數據相關技術為無線通信領域的發展奠定堅實基礎[1]。

1 大數據技術概述

大數據技術是以數據為本質的新一代信息技術，能夠帶動模式、理念、技術以及應用實踐的創新，數據的獲取手段與處理技術是大數據改進的根源，隨著數據科技與數據科學的不斷發展，數據改革勢在必行，大數據在科學理論的指導下，需要對模式與理念進行創新，不斷深化大數據實踐與應用[2]。大數據技術包括數據挖掘技術、數據可視化技術和預測評估技術。（1）數據挖掘技術，是大數據分析非常重要的一項能力，針對不同的數據格式以及數據種類會運用不同的算法進行計算，來體現數據本身的價值特征。（2）數據可視化技術，通過大數據可視化分析功能來了解廣大用戶的實際需求，可視化分析能夠使數據更加地直觀呈現。（3）預測評估技術，可以從大量的數據中對有價值的信息進行挖掘，構建起評估預測模型，然后向模型中輸入相關數據[3]。

2 現代化無線通信技術發展現狀

2.1 藍牙技術

藍牙技術是現代無線通信技術的衍生品，能夠實現短距離的無線通信，藍牙技術具有較強的抗干擾能力，運用調頻技術來完成短距離的數據傳輸，通過藍牙技術能夠實現多個設備的連接，有效解決數據同步的問題。藍牙技術給人們的生活帶來很大的便捷，但是在相關技術方面還存在一定不足，在后續的發展過程中仍需不斷完善[4]。

2.2 超寬帶技術

超寬帶技術主要基于無線載波發展應用，借助無線通信中的納秒級非正弦型波窄，通過脈沖的形式進行數據傳輸，超寬帶技術頻譜較寬，在低功耗、低程序的背景下也可以進行數據傳輸，所以超寬帶技術在越來越多的領域得到應用。

2.3 無線寬帶技術

無線寬帶技術主要有衛星接入技術、紅外光通信接入技術、微波寬帶接入技術等。微波寬帶技術主要通過蜂窩式的網絡結構，降低通信的發射功率，減少傳輸消耗，實現圖像、數據等近距離傳播。衛星接入技術可以做到網絡的高速接入，對數據包進行快速分發，具有較高的穩定性，衛星接入技術非常受到教育領域、金融領域等青睞。紅外光通信接入技術數據傳輸速度比較快，傳輸距離能夠達到100 m以上，在多領域中得到應用。

3 大數據環境下無線通信技術所面臨的挑戰

3.1 能量有效問題

在大數據環境背景下，移動蜂窩網絡的服務重點與傳統蜂窩網絡有所不同，傳統的蜂窩網絡重點強調服務質量上，而現代移動蜂窩網絡的設計重點在于提高頻譜的利用率。傳統的移動蜂窩網絡依靠電池來供應能量，但是商品化的電池很難滿足節點持續工作的需求，所以很容易導致能量耗盡，造成網絡拓撲發生變化。大數據環境下，無線終端需要確保能夠在運用少量能量的基礎上傳輸更多的數據，在無線設備的運行過程中，信息的傳輸需要消耗大量的能量，隨著應用需求的不斷增加，對無線通信網絡的能耗提出了更高的要求，所以在大數據環境下無線通信技術所面臨的挑戰之一是如何在網絡運行中縮短生命周期、最大程度地節約能量。

3.2 如何進行有效的資源分配

傳統的移動通信網絡是面向人人通信的業務來進行設計的，而在大數據環境下，移動通信網絡開始向物物通信方向發展，這種通信技術不需要對數據通信進行人為干涉。與人人通信相比，物物通信具有較低的移動性。物物通信會給傳統的蜂窩無線通信系統帶來資源分配以及接入控制的問題，當大量的物物通信設備同時發送信息時會導致隨機接入的數據包出現擁塞，如果不進行有效地控制與管理，很容易造成無線資源的短缺，所以必須明確有效的資源分配方案，確保物物通信設備正常運行。

3.3 無線通信網絡部署問題

隨著大數據的發生與發展，大量的數據可以依靠網絡實現有效運行。超密集小區部署能夠對數據增長以及數據分布進行很好的處理，但是超密集小區部署會存在一定的局限性，一旦頻譜資源不足，便要求開拓更高頻率的領域，由于室內小區域中網絡信息的不足，以及信號傳播的范圍縮小，在小區域網絡邊緣逐漸銳利化的情況下會加大無線通信網絡部署的難度。

4 大數據環境下無線通信關鍵技術發展趨勢

4.1 MIMO系統

MIMO系統可以通過添加天線來擴大信號接收的自由度，全面提高數據接收的可靠性，在MIMO系統中發射機與接收機都會配備天線元件，大規模的MIMO系統能夠提高頻譜效率與能量效率，能夠快速消除噪音，通過線性預編碼能夠降低小區內的干擾。

4.2 移動基站

移動基站是近年來提出的全新概念，聯系了毫微蜂窩技術與移動中繼的概念，一個移動基站可以作為一個小的小區，可以布置在公交巴士、火車以及私家車上，提升車內用戶的服務質量，對移動基站的布置可以使蜂窩網絡獲益。移動基站可以幫助消減信令網絡的開支，而且可以提升網絡的頻譜效率，正是由于移動基站能夠對相關的用戶代表進行切換，所以比較適合布置在移動的環境下。

4.3 認知無線網絡

CR網絡是一個有遠景的、可以改善擁堵的RF頻譜，運用CR網絡可以更加充分地使用無線電頻譜，在無干擾的基帶上可以同享頻段。CR網絡對周圍的無線電環境進行感知并且對傳輸功率進行調節，通過展開寬帶頻譜可以使用授權用戶沒有使用的頻譜資本，首先要對未使用的頻譜進行監控，將信息反饋到CR發射機，防止用戶之間發生碰撞，在CR網絡中，用戶可以使干擾低于門限值，提高頻譜的使用率，提升動力功率。

5 大數據環境下無線通信技術優化策略

在大數據環境背景下，無線通信領域需要緊隨社會發展的步伐，對無線通信關鍵技術進行改革與創新，不斷強化成功的發展經驗，促進大數據技術在無線通信技術發展中的應用。大數據環境下無線通信技術的優化發展途徑如下。

5.1 信息技術個體化

在大數據環境下，無線通信技術日益完善，用戶的個體化需求不斷增加，在未來的無線通信技術發展過程中，需要實現信息技術的個體化，將其作為無線通信技術的主要發展方向，使其在智能手機以及無線電腦上得到普及應用，將移動IP作為幫助信息個體化實現的重要手段，結合用戶的實際需求來實現技術的信息化應用，移動IP技術與智能技術相結合能夠提升用戶的體驗效果，進一步推動個體化通信的發展。

5.2 信息技術互補化

隨著社會的不斷進步與發展，無線通信技術已經成為現代通信的主要技術，能夠解決傳統數據傳輸的不足，通過多元化的傳輸渠道來提高傳輸效率。因此，我國要實現無線通信技術的普及，對無線通信設備進行優化，提高無線通信系統的管理水平，結合我國當前無線通信的發展現狀，滿足不同場合網絡接入的需求，做到移動通信網絡相關技術的互補，滿足移動數據有效傳輸。

5.3 通信技術應用創新化

針對無線通信技術的實際應用，不同的領域有不同的應用需求，在大數據環境下，需要將無線通信技術與多學科之間建立起聯系，滿足用戶的差異性需求，無線通信技術的應用要實現創新化，向著跨行的方向發展，通過創新元素的植入來滿足多元化的需求，促使無線通信技術不斷改革與完善。

5.4 加強網絡規范化

大數據環境下需要對多種全局信息進行采集，對結構化、非結構化的信息進行儲存與分類，運用數據處理技術來實現數據之間的關聯。在無線通信技術發展的過程中，需要不斷加強網絡規范，運用大數據技術來進一步優化網絡規劃，分析各項因素與網絡性能之間的關系，運用大數據的信息挖掘能力、信息處理能力等來滿足用戶的個性化需求，降低資源管理的難度，為資源的準確利用提供極大便利。

5.5 加強無線通信安全保障

大數據環境下，無線通信系統發展具有結構復雜化、控制智能化、功能多樣化、外形微觀化、工作持續化等特點，互聯網的開放性導致了數據傳輸的安全性降低，為了穩定無線通信技術的發展，需要確保數據傳輸的安全，通過數字簽名、加密技術、安全認證等技術使信息資源免遭泄密，一線的工作人員需要立足于實踐、加強技術研究與創新，形成具有科學性與時代性的信息安全保護措施[5]。

6 結語

隨著我國經濟水平的發展，科學技術得到了進一步提升，移動互聯網、云計算、物聯網等新興的通信技術快速發展，導致了數據流量的爆炸式增長，數據結構呈現高度復雜化，信息社會已經進入了大數據網絡時代。無線通信技術作為時代性技術，在實際生產生活中發揮著巨大作用，大數據環境的無線通信技術主要是通過互聯網來實現相關信息數據的傳輸，通過大數據技術對零散的數據信息進行收集，利用相關的數據挖掘算法來得到有價值的信息，大數據技術的應用打破了傳統網絡規劃的局限性，促進無線通信技術的穩定發展。

[參考文獻]

[1]毛雷.大數據背景下無線通信傳輸安全的分析探討[J].信息通信，2018（1）：10-12.

[2]喬延華，杜青，李建娜.基于大數據的無線通信技術探析[J].無線互聯科技，2017（12）：32-33.

[3]宋強.短距離無線通信技術及其融合發現研究[J].信息技術與信息化，2019（1）：8-9.

[4]王慶勝.藍牙無線通信技術在工程中的應用與實現[J].電子世界，2019（1）：3-5.

[5]侯圣卓.無線通信技術發展趨勢研究[J].中國新通信，2019（1）：5-6.