何德明

（南寧市工業(yè)和信息化局 廣西壯族自治區(qū)南寧市 530028）

通信領(lǐng)域當(dāng)前加速普及物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的落地，滿足云端生活需求，迎來5G 未來廣闊的應(yīng)用前景。

1 5G技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)概述

（1）5G 是第5 代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，也被稱為第5 代移動(dòng)通信技術(shù).5G通信技術(shù)的設(shè)計(jì)概念涉及5G 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用、云端技術(shù)、SDN 技術(shù)等，通過技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)靈活、智能、自動(dòng)的通信網(wǎng)絡(luò)通信構(gòu)建效果，如5G 峰值網(wǎng)絡(luò)速率將達(dá)到10Gbps,比4G 網(wǎng)絡(luò)最大傳輸速度增強(qiáng)100 倍。當(dāng)前通過物聯(lián)網(wǎng)的加速和普及，在智能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了更短時(shí)延、更高速率、更大規(guī)模。這是5G 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)落地和普及之后將獲得的效果。從而推動(dòng)各個(gè)領(lǐng)域如醫(yī)療、家居、環(huán)境等方面實(shí)現(xiàn)更加流暢的信息傳送。例如云端化生活意味著隨著5G 時(shí)代的到來，云技術(shù)將更好的應(yīng)用在生活、工作、娛樂中，極高的網(wǎng)絡(luò)速率意味著云盤將成為智能終端普及技術(shù)，用戶體驗(yàn)將進(jìn)一步提升。在智能交互領(lǐng)域中，無人駕駛、人工智能、遠(yuǎn)程醫(yī)療都可以運(yùn)用5G 技術(shù)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)吞吐，城市交通、市民生活等都將邁入新的時(shí)代[1]。過5G 網(wǎng)絡(luò)超高速數(shù)據(jù)傳輸，全新全方位的用戶體驗(yàn)將全面實(shí)現(xiàn)。例如通過5G 技術(shù)，使用高速數(shù)據(jù)，將城市街道和場景建筑進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)庫的虛擬展示，用于導(dǎo)航。移動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療用戶可以在沒有醫(yī)療實(shí)體設(shè)備的情況下也通過遠(yuǎn)程通信設(shè)備獲得醫(yī)生的協(xié)助。總體來說5G 技術(shù)的提升是全方位的，包括大規(guī)模天線、新型多址技術(shù)、全頻譜接入和新型網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，應(yīng)用在新型的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域中。

（2）大數(shù)據(jù)技術(shù)涵蓋了種類多樣的技術(shù)體系。大數(shù)據(jù)技術(shù)體系主要分為基礎(chǔ)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)兩個(gè)層面。基礎(chǔ)技術(shù)分為SDN 軟件定義、網(wǎng)絡(luò)新型信息中心、網(wǎng)絡(luò)功能虛能虛擬化，大數(shù)據(jù)技術(shù)的融入使得通信領(lǐng)域改變傳統(tǒng)通信的TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)，難以實(shí)現(xiàn)全面海量數(shù)據(jù)發(fā)布的缺陷，形成了通信領(lǐng)域的新技術(shù)發(fā)展趨勢。如利用SN、Ip 雙重結(jié)合，進(jìn)行實(shí)用性目標(biāo)戰(zhàn)略的部署。融合sdn 軟件定義網(wǎng)絡(luò)，將控制平面網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置。Sdn 以基礎(chǔ)設(shè)施層和中間層最上層為主，涵蓋了5G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展審核標(biāo)準(zhǔn)的所有內(nèi)容。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在5G 通信網(wǎng)絡(luò)中能夠有效挖掘數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析和針對(duì)性評(píng)價(jià)。移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)彰顯數(shù)據(jù)篩選能力，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行智能數(shù)據(jù)計(jì)算。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以進(jìn)行可視化數(shù)據(jù)分析，使得人員直觀地看到數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)地分類數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)所有的功能模塊，進(jìn)一步地構(gòu)建專用的數(shù)據(jù)庫。從網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的角度來看，利用IT 技術(shù)實(shí)現(xiàn)功能虛擬化，銜接出相關(guān)虛擬資源。云后臺(tái)服務(wù)，提供5G 安全管控的技術(shù)支持，降低物理層面的存儲(chǔ)支出，有效縮減第三方存儲(chǔ)器費(fèi)用如綜合考慮5G 承載和大數(shù)據(jù)專線等業(yè)務(wù)需求，中國電信融合創(chuàng)新提出了面向移動(dòng)承載優(yōu)化的OTN(M-OTN)技術(shù)方案，面向5G 傳輸需求的優(yōu)化，改進(jìn)增加OTN 控制器引入SDN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將OTN 的靜態(tài)路由分配機(jī)制優(yōu)化為集中的動(dòng)態(tài)分配技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)側(cè)采用ODU-flex+FlexO 的方式通過引入以太網(wǎng)協(xié)議，支持和簡化實(shí)現(xiàn)傳輸通道的聚合，滿足5G 對(duì)帶寬、時(shí)延的需求[2]。

（3）在應(yīng)用技術(shù)方面5G 技術(shù)通過頻譜擴(kuò)展、頻譜提升和覆蓋增強(qiáng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)云后臺(tái)技術(shù)支撐下的業(yè)務(wù)量增強(qiáng)。5G 超密集導(dǎo)購網(wǎng)絡(luò)由密集導(dǎo)購網(wǎng)絡(luò)組成，覆蓋半徑大幅縮小，對(duì)于頻譜資源空間進(jìn)行重復(fù)利用，工作效率高，包括Wi-Fi、LED 等多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，增加了站點(diǎn)密度，減少節(jié)點(diǎn)間的距離，縮短網(wǎng)絡(luò)頻譜效率。頻效大規(guī)模的增加。利用mImo 天線技術(shù)在接收端和發(fā)送端經(jīng)過多個(gè)天線的發(fā)送和接收，實(shí)現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)的信道容量，增強(qiáng)以及改善通行記錄。mImo 基站天線使用節(jié)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展。新型傳播波形OFDM 是一種高速無線通信傳送模式，在無線環(huán)境下可以實(shí)現(xiàn)高速多載波傳輸,具有操作故障降低等優(yōu)勢。目前作為5G 的關(guān)鍵傳輸波形技術(shù)，需要進(jìn)一步提升性能參數(shù)[3]。頻譜擴(kuò)展技術(shù)是當(dāng)前先進(jìn)的無線通訊技術(shù)，幫助五G 技術(shù)在有限的通信資源基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更高層次的吞吐量，將無線接入能量提升50%，接入技術(shù)新增功率域可以滿足每個(gè)用戶的不同路徑損耗，從實(shí)際的物理位置進(jìn)行天線定位與提高。三維映射下的編碼空間將頻譜速率加以提升。5G 超密集導(dǎo)購網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，通信可靠性更強(qiáng)，波束窄、方向性好、通信具有高速率寬頻譜、高保密性等特征，在移動(dòng)通信領(lǐng)域能夠獲得認(rèn)可。非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)充分配合空域、頻域等，完成多余協(xié)同資源管理，實(shí)現(xiàn)跨層資源的聯(lián)合調(diào)度，促進(jìn)跨網(wǎng)資源聯(lián)合優(yōu)化配置，增加合作促進(jìn)交流。

2 5G技術(shù)當(dāng)前發(fā)展技術(shù)瓶頸分析

5G 在大型芯片生產(chǎn)商的努力下，當(dāng)前已經(jīng)擁有了諸多具有高科技技術(shù)含量的調(diào)制解調(diào)芯片。例如英特爾推出了首個(gè)支持5G 的多模商用調(diào)制解調(diào)器芯片。華為領(lǐng)先于世界水平，推出芯片技術(shù)路線發(fā)展路徑。近年來不斷的獲得科技成果。云計(jì)算軟硬件、射頻芯片和器件技術(shù)上相當(dāng)成熟，關(guān)鍵核心技術(shù)已經(jīng)得到了很好的應(yīng)用，采用宏基站能夠?qū)崿F(xiàn)云存儲(chǔ)功能，通過云計(jì)算處理得到實(shí)現(xiàn)性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。采用移動(dòng)邊緣內(nèi)容和計(jì)算終端云化的技術(shù)，對(duì)用戶提供IT 服務(wù)和云計(jì)算服務(wù)，能夠針對(duì)視頻、制圖、圖像等，將計(jì)算和存儲(chǔ)卸載到無線接入網(wǎng)，提高實(shí)時(shí)性。毫米波高頻和高頻器件，能夠在復(fù)雜應(yīng)用場景下提供幾百Gbit 每秒，甚至幾個(gè)Gbit 每秒的通信能力[4]。

超密集組網(wǎng)的構(gòu)建針對(duì)人口密集的特大城市，能夠應(yīng)對(duì)城市居民集中以及城市高樓密集等問題，打破高頻數(shù)據(jù)遮擋的障礙，形成最佳用戶體驗(yàn)。目前通過研制，大寬帶、低噪聲、高頻率、高可靠性的高頻器件研制生產(chǎn)已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化。另外在5G 網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)營上，由于5G 采用的是通用硬件，因此可較低靠性是當(dāng)前影響技術(shù)發(fā)展的瓶頸問題。在車聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)要求的高服務(wù)行業(yè)，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等沖擊下，設(shè)備的雙重身份容易引發(fā)安全問題。在需要擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積，實(shí)現(xiàn)安全層級(jí)上的智能終端的更高權(quán)限的設(shè)置，防止出現(xiàn)信息泄露和安全管理問題，防止出現(xiàn)超高密度用戶接入引發(fā)的安全問題。加密服務(wù)和感人工智能，防止病毒攻擊等均是有效的解決方法。

3 5G通信網(wǎng)絡(luò)中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展,大數(shù)據(jù)時(shí)代來與5G 移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)運(yùn)互相促進(jìn),改變了人們的日常生活更加方便快捷。網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代對(duì)于我們的通信技術(shù)有了更高的要求,人們也在前人的基礎(chǔ)上不斷地進(jìn)行技術(shù)更新。對(duì)于從事通信行業(yè)的人員來說，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量是最大的追求目標(biāo)。大數(shù)據(jù)技術(shù)在5G、通信技術(shù)中的應(yīng)用融入到5G 通信網(wǎng)絡(luò)，提高了5G 通訊網(wǎng)絡(luò)的可行性，進(jìn)一步推動(dòng)5G 通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。大數(shù)據(jù)是時(shí)代發(fā)展的必然產(chǎn)物，結(jié)合云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使得數(shù)據(jù)量即便是劇增，降低管理難度，如RfID 射頻、數(shù)據(jù)傳感器、數(shù)據(jù)社交網(wǎng)絡(luò)等，數(shù)據(jù)來源方式不同，豐富的大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化智慧運(yùn)行。因此即便是存儲(chǔ)形式各異，存儲(chǔ)內(nèi)容種類多樣，大數(shù)據(jù)應(yīng)對(duì)下，對(duì)于5G 通信網(wǎng)絡(luò)天線數(shù)量過大、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)類型多樣、用戶訪問較多帶來安全問題等完全可以化解。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了5G 通信網(wǎng)絡(luò)下的數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、分析、查詢等功能。通過大數(shù)據(jù)挖掘，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析、存儲(chǔ)、處理，使用合適的數(shù)據(jù)挖掘算法，挖掘出有效信息，并進(jìn)行可量化的評(píng)價(jià)，以可視化的形式展示給用戶[5]。

以智慧城市建設(shè)為例，當(dāng)前利用人工智能算法設(shè)計(jì)、語義搜索引擎等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速獲取和有效挖掘。通過大數(shù)據(jù)的分析和處理圖表形式提，高了用戶的體驗(yàn)感。數(shù)據(jù)類型即便再復(fù)雜，也可以建立聚集型異構(gòu)數(shù)據(jù)庫，是5G 無線接入網(wǎng)在建設(shè)初期快速部署時(shí)主要采用的部署模式。將數(shù)據(jù)加以有效的判斷和分析。新的無線接入網(wǎng)架構(gòu)意味著5G 基站將具備多種部署形態(tài)，總體看主要有集中式部署和分布式部署場景，又細(xì)分為大集中兩種部署模式。站址部署結(jié)構(gòu)與4G 類似，可利舊現(xiàn)有的機(jī)房及配套設(shè)備，光纖資源需求低，CRAN 兩種云化部署模式下，AAU 和CRAN 模式大集中模式下，均部署在不同站點(diǎn)按需拉遠(yuǎn)，需要額外敷設(shè)光纜.在5G 規(guī)模建設(shè)階段，CRAN 小集中模式下進(jìn)行按需部署.在不同機(jī)房DU 池化部署在同一機(jī)房，可以大幅減少節(jié)省建設(shè)城市建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成本，降低基站以及機(jī)房規(guī)模，采用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源共享和動(dòng)態(tài)調(diào)度，便于提高跨基站協(xié)同效率，將成為5G 無線接入的主要部署模式。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，5G 核心網(wǎng)采用服務(wù)化架構(gòu)（SBA）設(shè)計(jì)，用戶面將專注于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)發(fā)，徹底分離控制面和用戶面。實(shí)行控制面虛擬化方式運(yùn)行，采用邏輯集中的方式實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的策略控制，便于靈活部署以支持未來高帶寬、低時(shí)延業(yè)務(wù)場景需求。保證靈活的移動(dòng)流量調(diào)度和連接管理，具有簡單、穩(wěn)定和高性能等特性，對(duì)于5G 核心網(wǎng)部署方式，控制面網(wǎng)元主要集中部署在承載網(wǎng)的省級(jí)核心或區(qū)域核心，用戶面將采用根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)切片部署的方式，根據(jù)不同類型的業(yè)務(wù)的功能、性能等進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切片并分別進(jìn)行部署，不同切片部署在網(wǎng)絡(luò)的不同層級(jí)[6]。

應(yīng)用在智能交通、智能應(yīng)醫(yī)療等方面，獲得了這些領(lǐng)域的智能化發(fā)展。大數(shù)據(jù)技術(shù)推動(dòng)了通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，采集5G 通信網(wǎng)絡(luò)中的天線數(shù)據(jù)和干擾數(shù)據(jù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中客戶進(jìn)行精準(zhǔn)度定位，大數(shù)據(jù)技術(shù)收集分析技術(shù)和天線數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠及時(shí)作出信息處理，降低信號(hào)干擾，結(jié)合GPS 三維攝像跟蹤，分析決策天線數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，對(duì)于各基站信息干擾信息、業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)等復(fù)雜多樣的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以快速處理，感知各種云數(shù)據(jù)接入不同的云端。構(gòu)建的通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)邊緣化數(shù)據(jù)的快速修改配置，重新部署接入云位置，推動(dòng)5G 通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境優(yōu)化。大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以進(jìn)行無線通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的深度挖掘，經(jīng)過智能化的推斷和分析，提高5G 通訊網(wǎng)絡(luò)的智能處理技術(shù)，通過訓(xùn)練模型的設(shè)定和應(yīng)用，將應(yīng)用反饋情況進(jìn)行更新和處理,使得5G 通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步優(yōu)化。

滿足智慧城市對(duì)網(wǎng)絡(luò)差異化需求，5G 作為最新一代的無線通信技術(shù)，人、機(jī)、物深度融合發(fā)展；新一代信息技術(shù)的深度融合的大數(shù)據(jù)技術(shù)，擁有超高速率、超低時(shí)延、超大連接特性，成為支撐城市發(fā)展的重要毛細(xì)血管，為智慧城市賦能。與大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等融合，5G 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)智慧城市萬物智聯(lián)，靈活配置網(wǎng)絡(luò)資源，根據(jù)末端應(yīng)用場景對(duì)智慧城市建設(shè)產(chǎn)生巨大的影響。

4 結(jié)束語

萬物互聯(lián)、互動(dòng)感知的時(shí)代，大數(shù)據(jù)分析存儲(chǔ)技術(shù)在5G 通訊網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中發(fā)揮重要作用。隨著5G 的發(fā)展，新型物聯(lián)終端、人工智能和大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等領(lǐng)域?qū)?shí)現(xiàn)新舊領(lǐng)域深度融合，形成具備連接、匯聚、數(shù)據(jù)融合、分析、感知、決策能力的新型基礎(chǔ)設(shè)施，全面賦能生產(chǎn)生活，有力推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。5G 通訊網(wǎng)絡(luò)中融入大數(shù)據(jù)技術(shù)是未來技術(shù)發(fā)展的趨勢。進(jìn)一步的推動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)事業(yè)實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展。自5G通信技術(shù)推出以來，通信行業(yè)向著更好更快的方向發(fā)展。而大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展是在背景下，5G通訊技術(shù)又得到了進(jìn)一步的改進(jìn)。二者的融合能夠幫助構(gòu)建完善的信息技術(shù)時(shí)代發(fā)展格局，為智慧城市、智能家居、智能出行、智能醫(yī)療等等提供更好的服務(wù)。今后應(yīng)更加重視大數(shù)據(jù)技術(shù)在5G 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中的應(yīng)用,為技術(shù)的融合協(xié)調(diào)發(fā)展提供強(qiáng)大支持。