基于5G的大数据网络架构研究获奖科研报告

基于5G的大数据网络架构研究获奖科研报告摘

要：随着近年来我国科技领域的飞跃式发展，大数据时代已经到来，且5G通信技术也即将获得成熟对原本的3G及4G网络加以取代。5G通信技术以及大数据网络架构的结合在一定程度上满足了社会对数据流量的需求，也促使了社会的通信网络建设更加完善。

关键词：5G;大数据;网络架构

在大数据时代背景下，每天都有大量的设备接人到互联网之中，数据中心的数据存储和数据分析对网络性能的要求越来越高，而5G技术的引人可以很好的解决这一问题5G技术的高速率，大容量的特性可以为大数据应用提供更高的效率和更好的平台。在数据中心的软硬件监控方面，无线监控一直保有其特有的优势，5G在传统的无线通信基础上解决了远程监控的高延迟，响应慢的问题，极大地降低了运维成本。所以，5G技术是引领真正大数据时代来临的关键技术。

一、大数据与5G通信技术

1、大数据

大数据现在已经成为一种流行趋势，我们周围环境中的任意设备都可以产生相关数据后进行传输并且存储在相应的数据库中，这些数据可以来自于各式各样的传感器、文本、语言甚至视频，根据其特有性质，我们可以将大数据分为下列几种属性。第一，容量大。工业生产及商业运营已经越来越依赖于大量的传感器来进行数据交换和数据分析，同时我们生活中使用的社交网络平台和电子邮件等也不断交换着大规模的数据。第二，速度快。在数据库和数据中心的运行监控中，数据的传输速度是一个要求比较高的参数，其中RFID标签、传感器的数据需要快速的数据传输才能实现快速响应，所以，高速率传输是大数据传输非常重要的一个环节。第三，类型多。现在的数据与传统数据库中结构化的数字数据有很大不同，例如文本、文档、音频、视频等大量的非结构化数据。第四，变化快。大数据的传输并不是稳定不变的，在某一时段设备之间再大量的交换着数据，而在空闲时可能设备交换着极少数据甚至处于空闲状态。第五，复杂性。数据的来源并不是一致的，所以对不同的数据来源设备进行互联，对不同来源及类型的数据进行匹配转换还是具有很大的难度。

2、5G通信技术

5G技术也可称之为第五代移动通信技术，其是当今移动通信发展的主要研究方向，且正处于迅速建设与推进之中，且其中所包含的技术内容较多，有大规模MIMO技术、全双工技术、超密集异构网络技术、毫米波通信技术及D2D通信技术等等，使之成为了接下来一段时期内移动通信技术的主流。其中，就边缘的主动内容缓存而言，虽然网络密集化能够实现对容量及覆盖性方面的提升，但在成本方面较高，此时若假设回城是经由容量加以限制，则处于基站及用户终端之中的经高速缓存的用户内容，将之作为卸载回城，能够有效实现对内容访问延迟问题的解决，这也是当今5G通信技术的一方面要求。

二、基于5G的大数据网络架构

1、基于5G的大数据网络架构

5G通信技术与大数据网络架构之间的关系相辅相成，但是无论是5G通信技术的发展还是大数据中心的出现都是由于社会的需求不断增加，而现有的技术不足以满足社会发展的需求，特别是在无线设备，如手机、平板、电脑、路由器等的普及，更是在一定程度上加快了社会对于信息传输速度的需求度，而在基于5G的大数据网络架构下，数据的交换更为频繁，信息传输的速度以及稳定性都将大幅度的提高，并且所有电信运营商将扩宽工作频段，进而满足社会不断上涨的对数据流量的需求。而在基于5G的大数据网络架构的建设通过大数据中心利用5G无线网络技术将信息传输到社会的各个需求领域。

越來越多的无线设备如传感器、智能手机、可穿戴设备等已逐渐加人到无线网络当中。传统的由光纤、双绞线架设的有线网络已经无法支持如此海量的数据交换的同时还可以保证较低的延迟。所以，为了应对不断增加的数据流量及设备，5G无线技术这样的新的无线网络架构的架设势在必行。在基于5G的大数据网络架构中，传统的100mhz至3GHZ频段无法满足所有需要，所以电信运营商需要扩展至更高的工作频段。但是在高频段无线电波无法进行长距离传输并且穿过障碍物时衰减明显，所以在大数据环境下5G在天线技术上会有所突破，其中包括大量的MIMO（技术和新型传输波形技术的使用，其目的是并行发送无线电信号的同时还使得能量集中在一个特定方向。

2、基于5G的大数据网络架构的关键技术

虽然基于5G的大数据网络架构能解决当前4G无线通信网络下的绝大多数的问题，而为了能保证基于5G的大数据网络架构在数据传输上的告诉性、稳定性、可靠性以及实时性，就必须进行关键技术的研发，特别是监控技术，因此在数字化、信息化的时代下，数据中心已经成为企业等单位日产工作的必要一环，所以必须对数据中心进行在线以及离线的监控，这就需要无线传感技术，而基于5G的大数据网络架构可以客服现有的监控问题，从而提高管理水平。

三、基于5G的大数据网络架构建设的社会意义

虽然目前的4G无线通信网络技术以及数据中心可以解决相当一部分的信息传输问题，但是随着无线设备的增多，社会对数据流量的速度以及数量的要求正