淺析5G移動網(wǎng)絡下的大數(shù)據(jù)技術應用

李莉金

摘 要 5G移動網(wǎng)絡基礎建設作為國家新基建領域之一，正如火如荼開展，而大數(shù)據(jù)技術作為移動網(wǎng)絡系統(tǒng)所應用的重點技術，關系著網(wǎng)絡發(fā)展的質量，并決定未來移動業(yè)務應用的拓展深度。本文通過分析大數(shù)據(jù)技術在5G移動網(wǎng)絡中的應用情況，進一步理解大數(shù)據(jù)技術在科技發(fā)展中的重要作用。

關鍵詞 5G;大數(shù)據(jù);邊緣計算

與4G網(wǎng)絡相比，5G移動網(wǎng)絡無論是網(wǎng)絡功能還是業(yè)務范圍都得到了進一步拓展，其業(yè)務增強和技術能力的提升與網(wǎng)絡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和處理能力密切相關，大數(shù)據(jù)技術在其中發(fā)揮了重要的作用。以下從幾個方面闡述5G移動網(wǎng)絡下的大數(shù)據(jù)技術應用情況。

1 5G移動網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)

1.1 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)來源更加豐富

移動通信網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)包含了網(wǎng)絡終端用戶產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡運營商在網(wǎng)絡管理過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，隨著5G終端用戶來源及業(yè)務的多樣化，網(wǎng)絡可實現(xiàn)無線終端通信、緩存與計算能力的匯聚，因此在進行網(wǎng)絡運營管理設計時，需要利用大數(shù)據(jù)技術進行網(wǎng)絡的優(yōu)化，在網(wǎng)絡體系架構設計時要適應大數(shù)據(jù)的傳送和網(wǎng)絡運營的智能化。

1.2 網(wǎng)絡應用的新場景與新業(yè)務

與4G只面向MBB一種場景相比，5G面向eMBB（增強移動寬帶）、mMTC（海量物聯(lián)）、uRLLC（高可靠低時延）三個領域的應用場景。eMBB主要面向個人消費市場的核心應用，服務包括基于4K/8K的超高清視頻、虛擬現(xiàn)實VR/AR等大流量移動業(yè)務;mMTC面向大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務、uRLLC面向如車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等需要低時延高可靠連接的服務。

1.3 5G網(wǎng)絡系統(tǒng)功能與數(shù)據(jù)技術

如下圖1所示，數(shù)據(jù)通道作為5G移動網(wǎng)絡系統(tǒng)中大數(shù)據(jù)處理部分，在網(wǎng)絡中有著重要的作用。

從移動用戶或物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)終端處采集的數(shù)據(jù)，通過具有邊緣緩存和計算能力的基站和接入網(wǎng)進行數(shù)據(jù)預處理與存儲，再通過核心網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)中心和云計算中心進行數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)在核心網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺進行清洗、解析、格式化、統(tǒng)計分析、可視化等，按內(nèi)容預測算法執(zhí)行計算并推斷策略內(nèi)容，然后主動將決策指令存儲在基站中，從而將決策行為從云端傳遞到邊緣（即基站）。傳統(tǒng)網(wǎng)絡中有限的計算資源制約了復雜分析方法和模型的建設，而5G網(wǎng)絡的核心網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用技術解決了這一計算資源問題，為網(wǎng)絡提升服務質量提供了發(fā)展空間[1]。

2 大數(shù)據(jù)技術與5G網(wǎng)絡關鍵技術的融合

2.1 大數(shù)據(jù)技術與網(wǎng)絡切片

網(wǎng)絡切片是5G移動網(wǎng)絡系統(tǒng)的重要功能。因為5G網(wǎng)絡需要滿足多種使用場景，若業(yè)務和帶寬不一樣，對網(wǎng)絡的性能要求也不一樣。為不同業(yè)務需求的用戶組織不同的切片，建立數(shù)據(jù)預測模型，精準預測熱點數(shù)據(jù)請求。基于新的業(yè)務場景要求大數(shù)據(jù)提供新的分析能力，而網(wǎng)絡資源在切片間分配的聯(lián)合優(yōu)化，也需要利用網(wǎng)絡資源的大數(shù)據(jù)分析。

2.2 數(shù)據(jù)技術與邊緣計算

隨著計算與存儲成為網(wǎng)絡的重要功能，網(wǎng)絡、計算、存儲一體化融合正成為網(wǎng)絡發(fā)展的重要趨勢。為順應此趨勢和滿足新型業(yè)務的差異化服務質量需求，業(yè)界提出云網(wǎng)一體化融合，推動傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)中心中云計算平臺與邊緣網(wǎng)絡的融合，將原本位于云數(shù)據(jù)中心的服務和功能下沉到網(wǎng)絡邊緣，在網(wǎng)絡邊緣提供計算處理與數(shù)據(jù)存儲。在邊緣計算的數(shù)據(jù)分析中，云計算與傳統(tǒng)方法之間進行聯(lián)合，使傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法能夠成功的運用到大數(shù)據(jù)范疇中。哪些業(yè)務需要在云計算中心或下沉到網(wǎng)絡邊緣處理，需要運用大數(shù)據(jù)技術對網(wǎng)絡收集到的業(yè)務流數(shù)據(jù)進行分析。

2.3 大數(shù)據(jù)技術與D2D通信

D2D通信作為面向5G的關鍵技術，具有潛在的提高系統(tǒng)性能、提升用戶體驗、擴展蜂窩通信應用的前景。D2D通信的引入使得蜂窩通信終端建立Ad Hoc（自組織）網(wǎng)絡成為可能。在D2D通信模式下，近鄰用戶設備不再通過基站中繼通信，而直接進行網(wǎng)絡終端間的連接和通信。其中，關鍵的問題，如D2D設備發(fā)現(xiàn)、資源分配、數(shù)據(jù)緩存等都可以通過終端大數(shù)據(jù)處理技術來加以解決。

2.4 大數(shù)據(jù)技術與人工智能的網(wǎng)絡管理

5G網(wǎng)絡采用大規(guī)模天線系統(tǒng)和超密集組網(wǎng)技術，并引入頻譜共享、D2D等復雜的技術，網(wǎng)絡架構更靈活，功能更豐富，業(yè)務更加多樣化，且要與4G等多張網(wǎng)絡同時運行，其數(shù)據(jù)的維度高、數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)量大、缺失數(shù)據(jù)多、不同設備廠家數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一等，使無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的管理面臨挑戰(zhàn)。因此，形成統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準，降低數(shù)據(jù)處理復雜度，提取高價值數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)存儲和計算所需的硬件資源，采用高效的自動化數(shù)據(jù)管理手段等，這都與大數(shù)據(jù)技術相關。而隨著大數(shù)據(jù)與機器學習、深度學習的結合，智能化在很多領域取得突破，這種利用大量數(shù)據(jù)學習規(guī)則的方式給很多問題帶來了全新的解決方案。利用大數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡智能化管理即其中之一[2]。

3 結束語

移動通信網(wǎng)絡從1G到4G，通信及計算是分開的。而5G時代，通信與計算能力是可以相互通用的，需找到通信與計算的平衡點，而大數(shù)據(jù)技術為這一目標的實現(xiàn)提供了保障。5G移動網(wǎng)絡正推動無線大數(shù)據(jù)的快速增長，同時大數(shù)據(jù)對5G網(wǎng)絡的發(fā)展起到強化和優(yōu)化的作用。

參考文獻

[1] 林斌，王磊.試論大數(shù)據(jù)分析在移動通信網(wǎng)絡優(yōu)化中的應用[J].科學技術創(chuàng)新，2018（18）：83-84.

[2] 劉毅，劉紅梅，張陽，等.深入淺出5G移動通信[M].北京：機械工業(yè)出版社，2019：23.