基于大數據的無線通信技術探析

喬延華+杜青+李建娜

摘 要：文章通過闡述大數據技術，分析大數據下無線通信網絡發(fā)展面臨的主要問題，對基于大數據下的無線通信網絡發(fā)展策略展開探討，旨在為如何促進無線通信網絡的有序健康發(fā)展研究適用提供一些借鑒。

關鍵詞：大數據；無線通信技術；網絡

大數據為無線通信網絡發(fā)展帶來了諸多考驗。無線通信網絡運行所需的信息數據十分龐大，通過對網絡中信息數據的科學合理應用，可收獲各式各樣有價值的信息資源。大數據擁有數據可視化、數據挖掘技術以及評估預測能力等功能特征[1]。而龐大的大數據，則離不開可靠網絡的有力支持。由此可見，對基于大數據下的無線通信技術開展研究，有著十分重要的現(xiàn)實意義。

1 大數據技術概述

1.1 數據可視化

應用大數據分析功能的廣大用戶群體中，既包括數據分析專家，還包括業(yè)務領域用戶。各式各樣用戶對大數據分析最基本的要求即為數據可視化分析，這是由于數據可視化分析可達成對數據模式特征的直觀形象呈現(xiàn)。

1.2 數據挖掘技術

數據挖掘及機器學習算法是大數據分析至關重要的一項能力。各式各樣算法應用于多種不同數據格式及數據種類，方可更為有效地凸顯數據本身所具備的價值特征。

1.3 評估預測能力

大數據分析最關鍵的一個應用領域即為評估預測分析。自海量數據中對數據潛在價值進行挖掘，構建評估預測模型后，便可經由向模型中傳輸相關數據，進而實現(xiàn)對今后結果的評估預測。

2 大數據下無線通信網絡發(fā)展面臨的主要問題

2.1 大數據下無線通信網絡部署面臨的問題

21世紀信息時代背景下，伴隨大數據的發(fā)生發(fā)展，人們對無線通信網絡提出了越來越嚴苛的質量要求。海量的大數據，基于可靠的網絡方可實現(xiàn)有序運行。伴隨通信設備的推廣，無論是無線數據流量還是信息通信，均對網絡承載力提出了極高的要求，使無線通信網絡面臨極大的壓力。超密集小區(qū)部署，是處理大數據增長及數據分散分布的有效途徑之一。然而，超密集小區(qū)部署存在一定局限性，倘若在低頻率范圍中，連續(xù)頻譜資源不足，要求今后5G網絡的推廣，務必開拓更高頻率的領域[2]。同時，超密集小區(qū)部署，將室內集中區(qū)域作為主要試用對象，所以高頻率下無線信號的傳輸，很好地與小區(qū)中相關因素實現(xiàn)抵消，降低相互間的妨礙。另外，由于室內小區(qū)域中網絡信息不足、信號傳播范圍縮小，因而小區(qū)域網絡邊緣趨向于銳利化，進而加大了無線通信網絡部署的難度。

2.2 大數據下無線通信網絡資源管控面臨的問題

大數據下，業(yè)務種類不斷推陳出新，數據的海量增長、流量的實時不規(guī)則轉變，很大程度上加大了無線通信網絡資源管理的難度?，F(xiàn)階段我國資源管控方式以自動自發(fā)管理為主，即結合網絡負載量轉變，開展資源劃分，該種管理模式會使得資源管控效率不足。對于無線通信網絡資源管控而言，其主體目標為網絡負載量，難以達成大數據業(yè)務的有效管控，進而使得控制力度不足，用戶業(yè)務需求難以得到有效滿足。另外，無線通信網絡的資源管控，面臨數據海量增長及需求多元化的極大制約，使得資源管控維度失衡，進一步提升了資源管控目的及策略制訂的復雜性。

3 基于大數據下的無線通信網絡發(fā)展策略

在大數據下，要緊緊跟隨社會發(fā)展步伐，加大改革創(chuàng)新力度，強化對國內化成功發(fā)展經驗的學習借鑒，推進大數據在無線通信網絡中的科學合理應用，如何進一步促進無線通信網絡的有序健康發(fā)展可以將下述發(fā)展策略作為切入點。

3.1 依托大數據，強化頻譜資源管控

一方面，頻譜監(jiān)測數據滿足大數據信息處理的一系列特點，包括數據龐大、種類繁多以及價值量高等。伴隨信息技術的迅猛發(fā)展，無線電頻譜應用范圍不斷擴寬，由此產生了龐大的頻譜監(jiān)測數據。相關報道指出，我國僅寧波一個地區(qū)9座監(jiān)測站15分鐘內產生的數據均達到GB量級[3]。我國無線電管理部門歷經數十年的發(fā)展，累積了海量的無線電磁監(jiān)測信息，因而對于頻譜監(jiān)測所具備的大數據特點無可否認。為了彌補頻譜短缺不足，對將來無線電管理應用與發(fā)展需求予以滿足，必須要借助大數據技術對日益龐大的信息數據開展有效分析、處理及存儲，充分提煉數據中潛在的價值，真正意義上提高頻譜資源利用率。

一方面，為了推進頻譜的精細化應用，還應當開展好大數據分析與預測工作。頻譜精細化應用重中之重則是動態(tài)頻譜共享。所以，充分借助動態(tài)頻譜管理，達成各式各樣無線通信技術對頻譜資源的共享，是以認知無線電頻譜管理為基礎的常規(guī)狀態(tài)。只不過，在充分推進動態(tài)頻譜管理過程中，要想達成多種不同無線通信技術相互間對頻譜資源的和諧共享，既要求要對龐大頻譜監(jiān)測數據開展實時分析，又要求對廣大用戶各種終端所支持的頻率信息予以收集，對用戶的個性化業(yè)務需求、各種設備使用頻率特點等信息予以評估，以提煉該部分信息與用戶后續(xù)可用頻率信息相互間的關聯(lián)性，進一步為用戶頻率使用提供有效指導。一般情況下，設備頻率信息會受到諸多因素影響，包括不同的無線環(huán)境、終端數據、用戶行為等，借助常規(guī)的因果聯(lián)系建模此類因素與頻率信息相互間的聯(lián)系存在不小的難度。結合現(xiàn)階段大數據發(fā)展水平而言，大數據所具備的僅強調相關關聯(lián)性的龐大信息處理手段，為建模提供了諸多便利。

3.2 依托大數據，推進網絡規(guī)劃與優(yōu)化

一方面，大數據核心理念即為采集各式各樣分散的全局信息，達成多種不同結構化、非結構化信息的全面統(tǒng)一的分類與存儲，并借助數據處理技術得出數據相互間潛在的、有意義的關聯(lián)性，從而獲取相關預見性的分析結果。所以，可依托大數據技術，對當前網絡規(guī)劃與優(yōu)化中存在的一系列問題予以解決。但是，與此期間極可能產生相關非技術的問題，好比，對于戰(zhàn)術通信系統(tǒng)而言，不同兵種通信系統(tǒng)在傳統(tǒng)煙囪發(fā)展影響下，使得各式各樣數據分散于支撐系統(tǒng)、網管系統(tǒng)、業(yè)務平臺等不同平臺上；不同平臺相互間數據模型統(tǒng)一規(guī)劃力度不足，從而難以確保不同平臺數據的統(tǒng)一性，加大了數據共享的難度。針對此類情況，伴隨信息技術的飛速發(fā)展，各式各樣機制體系屏障必然會被不斷打破，數據信息的統(tǒng)一管理與實時共享勢在必行。endprint

一方面，大數據技術可為大規(guī)模網絡規(guī)劃與優(yōu)化提供有力支持。網絡規(guī)劃與網絡質量受一系列因素影響，各項因素與網絡性能相互間還存在著十分復雜的關系。傳統(tǒng)因果聯(lián)系建模很難實現(xiàn)，而基于數據相互間關聯(lián)性的大數據技術，則能夠使該項問題得到有效解決。舉例而言，在現(xiàn)階段戰(zhàn)術通信網絡中，傳統(tǒng)網絡規(guī)劃工具難以自行結合戰(zhàn)場網絡環(huán)境、敵人偵察衛(wèi)星等各方面情報信息，對相關地區(qū)今后引發(fā)戰(zhàn)斗時要設置通信增強裝備與否進行評估預測，實現(xiàn)對戰(zhàn)術通信網絡的“未雨綢繆”規(guī)劃設置。然而，伴隨近年來大數據評估預測技術的推廣，例如，谷歌通過對用戶查閱流行病情況等相關信息的收集，對流行病展開有效評估預測；阿里巴巴通過對人們網購瀏覽信息的收集，對用戶消費行為習慣進行評估預測，預先開展商品調配，實現(xiàn)智能化物流等，由此使社會大眾相信依托大數據，網絡規(guī)劃工具將使上述評估預測變?yōu)榭赡躘4]。

3.3 依托大數據，推進無線資源管理

一方面，大數據所特有適應以資源集中化配置的“云—管—端”無線接入網架構，憑借其可靠的信息收集能力、信息挖掘能力、信息處理能力以及精確評估能力，可為用戶多元個性需求予以切實滿足。舉例而言，在一個資源集中化配置的無線通信網絡中，可經由對用戶各方面信息的收集，包括用戶辦公地點、用戶興趣愛好、用戶日常運動軌跡等，再依據歷史數據，借助及其學習算法構建對應模型，對不同時刻不同區(qū)域所需的無線資源及無線網絡基礎設備數量予以大致評估，進而為基站節(jié)點自動開關、無線資源投放調度等提供有力依據。又好比，網絡可結合用戶接入所在方位、信號水平、時下業(yè)務狀況等信息，對用戶后續(xù)所要通過的小區(qū)或提出的業(yè)務請求等予以評估，達成小區(qū)資源、業(yè)務資源等的精確預留；抑或對某一小區(qū)進行虛擬，以達成對用戶運動的有效跟蹤，確?？蔀橛脩籼峁崟r服務[5]。

另一方面，資源管理優(yōu)化目標及制約因素與無線網絡端各項大數據相互間存在十分復雜的關系，由此很大程度上加大了建模的難度。就好比，用戶無法建模傳統(tǒng)資源管理優(yōu)化目標，網絡傳輸速率與用戶體驗相互間有效聯(lián)系、網絡傳輸速率與信道可用率相互有效聯(lián)系等。然而，伴隨大數據的發(fā)展，為無線資源管理工作提供了諸多便利，例如在資源管理問題建模過程中，用戶無需掌握數據相互間切實的因果聯(lián)系，而僅需了解它們之間的相互聯(lián)系；憑借網絡的動態(tài)便捷性，數據的海量龐大，由此決定了資源管理策略無需過度強調其精確性。由此可使資源管理目標與龐大數據相互間數學建模難度的充分降低，進一步為資源精確利用創(chuàng)造極大便利。

4 結語

總而言之，大數據下的無線通信技術，指的是借助互聯(lián)網，推進相關信息數據的傳輸、通信，對于推動社會的全面發(fā)展，有著十分重要的現(xiàn)實意義。鑒于此，相關人員務必不斷鉆研研究、總結經驗，提高對大數據技術內涵特征的有效認識，強化對大數據下無線通信網絡發(fā)展面臨主要問題的全面分析，強化頻譜資源管控“依托大數據，推進網絡規(guī)劃與優(yōu)化”“依托大數據，推進無線資源管理”等，積極促進無線通信網絡有序健康的發(fā)展。

[參考文獻]

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[2]王飛，許魁，徐友云，等.大數據無線通信面臨的幾點挑戰(zhàn)與對策[J].電子技術應用，2015（3）：12-16.

[3]王磊，王西點，程楠.基于大數據技術的智能化無線網絡優(yōu)化體系[J].電信科學，2015（12）：159-163.

[4]李媛.大數據無線通信面臨的挑戰(zhàn)與對策分析[J].通訊世界，2017（16）：81.

[5]劉蘭英.大數據時代無線通信網絡遭遇的挑戰(zhàn)及對策[J].電子技術與軟件工程，2017（7）：35.

Abstract：By elaborating big data， this article discusses the main problems of wireless communication network development and analyzes the development strategy of wireless communication network based on big data， hoping to provide some reference for promoting the orderly and healthy development of wireless communication network.

Key words：big data； wireless communication technology； networkendprint