基于5G的大數據網絡架構研究獲獎科研報告摘

要：隨著近年來我國科技領域的飛躍式發展，大數據時代已經到來，且5G通信技術也即將獲得成熟對原本的3G及4G網絡加以取代。5G通信技術以及大數據網絡架構的結合在一定程度上滿足了社會對數據流量的需求，也促使了社會的通信網絡建設更加完善。

關鍵詞：5G;大數據;網絡架構

在大數據時代背景下，每天都有大量的設備接人到互聯網之中，數據中心的數據存儲和數據分析對網絡性能的要求越來越高，而5G技術的引人可以很好的解決這一問題5G技術的高速率，大容量的特性可以為大數據應用提供更高的效率和更好的平臺。在數據中心的軟硬件監控方面，無線監控一直保有其特有的優勢，5G在傳統的無線通信基礎上解決了遠程監控的高延遲，響應慢的問題，極大地降低了運維成本。所以，5G技術是引領真正大數據時代來臨的關鍵技術。

一、大數據與5G通信技術

1、大數據

大數據現在已經成為一種流行趨勢，我們周圍環境中的任意設備都可以產生相關數據后進行傳輸并且存儲在相應的數據庫中，這些數據可以來自于各式各樣的傳感器、文本、語言甚至視頻，根據其特有性質，我們可以將大數據分為下列幾種屬性。第一，容量大。工業生產及商業運營已經越來越依賴于大量的傳感器來進行數據交換和數據分析，同時我們生活中使用的社交網絡平臺和電子郵件等也不斷交換著大規模的數據。第二，速度快。在數據庫和數據中心的運行監控中，數據的傳輸速度是一個要求比較高的參數，其中RFID標簽、傳感器的數據需要快速的數據傳輸才能實現快速響應，所以，高速率傳輸是大數據傳輸非常重要的一個環節。第三，類型多。現在的數據與傳統數據庫中結構化的數字數據有很大不同，例如文本、文檔、音頻、視頻等大量的非結構化數據。第四，變化快。大數據的傳輸并不是穩定不變的，在某一時段設備之間再大量的交換著數據，而在空閑時可能設備交換著極少數據甚至處于空閑狀態。第五，復雜性。數據的來源并不是一致的，所以對不同的數據來源設備進行互聯，對不同來源及類型的數據進行匹配轉換還是具有很大的難度。

2、5G通信技術

5G技術也可稱之為第五代移動通信技術，其是當今移動通信發展的主要研究方向，且正處于迅速建設與推進之中，且其中所包含的技術內容較多，有大規模MIMO技術、全雙工技術、超密集異構網絡技術、毫米波通信技術及D2D通信技術等等，使之成為了接下來一段時期內移動通信技術的主流。其中，就邊緣的主動內容緩存而言，雖然網絡密集化能夠實現對容量及覆蓋性方面的提升，但在成本方面較高，此時若假設回城是經由容量加以限制，則處于基站及用戶終端之中的經高速緩存的用戶內容，將之作為卸載回城，能夠有效實現對內容訪問延遲問題的解決，這也是當今5G通信技術的一方面要求。

二、基于5G的大數據網絡架構

1、基于5G的大數據網絡架構

5G通信技術與大數據網絡架構之間的關系相輔相成，但是無論是5G通信技術的發展還是大數據中心的出現都是由于社會的需求不斷增加，而現有的技術不足以滿足社會發展的需求，特別是在無線設備，如手機、平板、電腦、路由器等的普及，更是在一定程度上加快了社會對于信息傳輸速度的需求度，而在基于5G的大數據網絡架構下，數據的交換更為頻繁，信息傳輸的速度以及穩定性都將大幅度的提高，并且所有電信運營商將擴寬工作頻段，進而滿足社會不斷上漲的對數據流量的需求。而在基于5G的大數據網絡架構的建設通過大數據中心利用5G無線網絡技術將信息傳輸到社會的各個需求領域。

越來越多的無線設備如傳感器、智能手機、可穿戴設備等已逐漸加人到無線網絡當中。傳統的由光纖、雙絞線架設的有線網絡已經無法支持如此海量的數據交換的同時還可以保證較低的延遲。所以，為了應對不斷增加的數據流量及設備，5G無線技術這樣的新的無線網絡架構的架設勢在必行。在基于5G的大數據網絡架構中，傳統的100mhz至3GHZ頻段無法滿足所有需要，所以電信運營商需要擴展至更高的工作頻段。但是在高頻段無線電波無法進行長距離傳輸并且穿過障礙物時衰減明顯，所以在大數據環境下5G在天線技術上會有所突破，其中包括大量的MIMO（技術和新型傳輸波形技術的使用，其目的是并行發送無線電信號的同時還使得能量集中在一個特定方向。

2、基于5G的大數據網絡架構的關鍵技術

雖然基于5G的大數據網絡架構能解決當前4G無線通信網絡下的絕大多數的問題，而為了能保證基于5G的大數據網絡架構在數據傳輸上的告訴性、穩定性、可靠性以及實時性，就必須進行關鍵技術的研發，特別是監控技術，因此在數字化、信息化的時代下，數據中心已經成為企業等單位日產工作的必要一環，所以必須對數據中心進行在線以及離線的監控，這就需要無線傳感技術，而基于5G的大數據網絡架構可以客服現有的監控問題，從而提高管理水平。

三、基于5G的大數據網絡架構建設的社會意義

雖然目前的4G無線通信網絡技術以及數據中心可以解決相當一部分的信息傳輸問題，但是隨著無線設備的增多，社會對數據流量的速度以及數量的要求正