大數據技術在5G通信網絡中的可行性應用

王潔玉，零永浩

（華信咨詢設計研究院有限公司，浙江 杭州 310014）

0 引 言

5G通信技術作為目前通信領域最先進的通信技術，具有高帶寬、低時延、多連接以及高可靠性等優勢。憑借著諸多技術優勢，5G通信技術將在眾多領域特別是運營商5G通信網絡領域得到廣泛應用，這就使得運營商需要處理更多的業務數據、網管數據以及維護數據，給通信運營人員帶來較多的工作負荷。基于此，可嘗試應用大數據技術來解決5G通信中的諸多問題，提升5G通信網絡的應用空間，使其在制造、金融、汽車、互聯網、能源、物流、生物醫學以及安全領域等方面得到進一步的深化應用，為用戶提供更加優質的通信服務。

1 大數據總體架構

大數據整體架構如圖1所示，相比于3G、4G通信網絡，5G有著種類更多、數量更大的數據，且存儲方式多種多樣，因此對大數據的數據采集、數據分析、數據處理以及數據展現等能力有著更高的要求。選擇恰當的數據挖掘算法挖掘出所需的信息，并通過可視化圖表展示，以此來實現對其的可量化評價，實現對數據挖掘技術的進一步完善[1]。首先，數據采集是指通過5G基站、5G手機、通信設備以及各類物聯網傳感器等實現對5G通信網絡中的各類數據如結構化數據和非結構化數據的采集[1]。數據處理主要包括對采集數據的離線分析、準實時分析、實時分析、圖片識別、語音識別以及機器學習等多種方式，以MPP數據庫來實現對數據的處理，然后朝著Hadoop體系架構進行演化，以分布式計算架構對流數據進行實時處理。數據分析則是通過自然語言解析、分類算法以及聚類分析等，尋找隱藏在通信信息之后的各項信息并發現其潛在的規律，挖掘數據潛在信息，此外在數據分析環節還可以進行數據管理、數據比對與數據查詢。而數據展現方式包括信息圖、報表、圖表等，通過可視化技術將數據生成對應的圖表、報表以及文字，便于對其進行直觀觀察[2]。

圖1 大數據整體架構

2 5G通信網絡發展瓶頸

5G通信網絡雖然發展快速，但是由于各方面的因素遇到了相應的發展瓶頸，主要體現在以下3個方面。

2.1 天線數量太多

5G通信網絡有著更為寬廣的覆蓋面，因此其需數量更多的天線來支撐，但是天線相互間會存在干擾，導致5G通信質量下降。

2.2 網絡結構復雜

5G通信網絡有著多種類型的數據，網絡結構較為復雜，包括網絡環境狀態、基礎網絡數據以及用戶訪問數據等。通信網絡中的所有數據來自于運營商與用戶，用戶訪問多來自于多媒體與自媒體數據。為保證網絡數據運營，于網絡通信的各個層面和各個環節采集數據，可把握5G網絡的具體運營環境[3]。

2.3 頻繁切換

5G通信網絡是一種超密集異構網絡，邊界數量較大，對很多邊緣數據沒有較為敏感的感知。超密集網絡中，部署密集地導致小區邊界數量不斷增加，且其形狀呈不規則狀，并出現頻繁切換[4]。

3 大數據技術在5G通信網絡中的可行性應用

大數據技術在5G通信網絡中的可行性應用可從多個方面進行論述與分析，在此不能完全涵蓋，從以下多個方面進行舉例闡述。

3.1 應用數據采集功能降低天線間信號的相互干擾

在5G基礎設施的排列與建設方面，通過大數據分析，并經過精準的預估與計算，科學排列5G天線與基站，以此來降低5G基站和5G天線之間的自我干擾以及相互干擾。即便空間有限，5G基站、5G天線不得不在一個區域進行建設與排列，也可通過數據分析來降低信號間的相互干擾程度，實現數據信息的優質傳輸，提升用戶5G終端設備的體驗感。因此借助大數據技術的數據分類處理能夠解決5G通信網絡基礎設施中存在的客觀問題，解決技術層面固有的不足，為5G技術未來發展提供有力的技術支撐，且該項技術的應用在一定程度上提升了5G通信網絡技術的上限及應用范圍[5]。

3.2 通過采集用戶數據加速5G通信轉型民用

應用大數據技術可采集5G智慧終端設備海量的用戶體驗數據，實現終端設備與5G技術間協調性與匹配性的提升，盡量降低5G通信網絡應用過程中產生的矛盾。且以相應的數據為基礎，提前預知與判斷出5G通信網絡、終端設備中存在的弊端與問題，指引生產廠家按照實際情況對終端設備進行調整與改進，使其能夠適應5G技術各方面的需求。因此大數據技術在5G通信網絡中有著較大的可行性，能夠在其本身技術快速發展的基礎上朝著民用方面進行轉型。以視頻感知技術為例，通過將電視機、錄像機以及攝像機等設備輸出的視頻信號實施量化和采樣操作，并將其轉為數字數據。通過視頻感知方式采集、分析、挖掘客戶信息，可實現多種形式的匯報，如用戶自助通信數據信息查詢，即按照用戶以往階段對各種視頻的點擊量，針對性地為其推薦感興趣的同類型視頻。由此可見，大數據技術的應用，有助于促進5G通信轉型民用，在5G通信網絡中有著較高的應用價值[6]。

3.3 大數據通過算力對5G通信網絡海量進行采集、分析

大數據采集技術由基礎支撐層和智能感知層組成，其中基礎支撐層又包括云端存儲服務器和物聯網等，智能感知層包括智能識別系統、通信網絡以及傳感器等。依托大數據采集技術實現對采集到各項數據的分析與分類，篩選出海量數據中的錯誤內容，再以復雜正確數據對其進行集成化處理以及歸一化顯示，為其后的數據分析和數據整合打下基礎。且大數據技術能夠使得5G通信網絡產生的數據可視化，為通信網絡匹配適宜的智慧終端，為智慧終端設備系列使用問題的解決提供對應的數據基礎[7]。

大數據技術憑借其本身強大的數據處理能力，使得通信網絡產生的數據增值，并對這些數據實施多維護、多空間的挖掘與歸納，從而促進5G通信網絡和終端設備的升級以及匹配性的提升。另外，利用大數據技術可獲得用戶反饋，了解用戶需求，對5G產品作出優化和改進[8]。

4 大數據存儲功能應用

一般狀況下，通信網絡基站和通信網絡使用者在經過一段時間后總會積累較多的數據信息等待分析與處理，而在這段時間內如何更好地處理與應用這部分數據信息是一項較為繁重的工程，需消耗大量的資本和時間。基于此，可將大數據技術本身具備的分析功能應用在5G通信網絡數據分析中，以虛擬儲存的形式來處理5G網絡中海量的數據信息，并針對其虛擬儲存功能將各種類別與結構的數據整合與儲存在一個平臺，適當降低動態變化的信息容量，實現資源低消耗與節約的同時，完成資源儲存，以此來降低通信成本[9]。并且，大數據技術在支持5G信息存儲的同時，還可以利用可視化技術將數據生成對應的圖表、報表以及文字，便于直觀觀察和保存5G通信記錄。常用的大數據技術包括Echarts、Tableau等，其中Tableau如圖2所示。國家規劃大數據產業發展戰略，通信行業需要大數據技術支撐指數級的數據增量服務，越來越多的企業逐漸轉型于大數據，大數據方面市場需求呈爆發式增長[10]。

圖2 Tableau圖

5 結 論

實現大數據技術與通信網絡的融合與交叉，是未來階段5G通信網絡的必然發展趨勢。文章對大數據技術在5G通信網絡中的可行性應用進行了分析與論述，得出大數據技術本身對5G通信網絡的優化作用，其能較大程度拓展網絡通信的應用空間及應用深度，給予用戶更好的通信體驗。