大數(shù)據(jù)環(huán)境下無線通信關(guān)鍵技術(shù)研究

錢兆樓

摘 要：無線網(wǎng)絡(luò)作為現(xiàn)代信息技術(shù)的產(chǎn)物，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到人們生產(chǎn)生活的多個領(lǐng)域，無線通信技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)、圖像、話音等業(yè)務(wù)的傳輸。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，人們對網(wǎng)絡(luò)的多元化服務(wù)提出了更高的期望。文章對現(xiàn)代化無線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進行闡述，分析大數(shù)據(jù)環(huán)境下無線通信技術(shù)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)，針對大數(shù)據(jù)環(huán)境下無線通信技術(shù)的發(fā)展與完善提出合理化建議。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；無線通信；技術(shù)研究

無線通信主要是利用電磁波信號可以在空間中自由進行傳播的特性所形成的一種信息交換通信方式，無線通信技術(shù)給人們的生活帶來的影響是無可爭議的，20世紀(jì)70年代起便開始了對無線網(wǎng)的研究，隨著以太局域網(wǎng)的迅猛發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)一致受到市場的認(rèn)可。當(dāng)前的大數(shù)據(jù)背景給無線通信技術(shù)帶來了諸多考驗，無線通信需要非常龐大的信息數(shù)據(jù)，通過對信息數(shù)據(jù)的合理運用來獲得有價值的資源信息。大數(shù)據(jù)技術(shù)具有數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、評估預(yù)測能力、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)等功能，大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)為無線通信領(lǐng)域的發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)[1]。

1 大數(shù)據(jù)技術(shù)概述

大數(shù)據(jù)技術(shù)是以數(shù)據(jù)為本質(zhì)的新一代信息技術(shù)，能夠帶動模式、理念、技術(shù)以及應(yīng)用實踐的創(chuàng)新，數(shù)據(jù)的獲取手段與處理技術(shù)是大數(shù)據(jù)改進的根源，隨著數(shù)據(jù)科技與數(shù)據(jù)科學(xué)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)改革勢在必行，大數(shù)據(jù)在科學(xué)理論的指導(dǎo)下，需要對模式與理念進行創(chuàng)新，不斷深化大數(shù)據(jù)實踐與應(yīng)用[2]。大數(shù)據(jù)技術(shù)包括數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)和預(yù)測評估技術(shù)。（1）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，是大數(shù)據(jù)分析非常重要的一項能力，針對不同的數(shù)據(jù)格式以及數(shù)據(jù)種類會運用不同的算法進行計算，來體現(xiàn)數(shù)據(jù)本身的價值特征。（2）數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，通過大數(shù)據(jù)可視化分析功能來了解廣大用戶的實際需求，可視化分析能夠使數(shù)據(jù)更加地直觀呈現(xiàn)。（3）預(yù)測評估技術(shù)，可以從大量的數(shù)據(jù)中對有價值的信息進行挖掘，構(gòu)建起評估預(yù)測模型，然后向模型中輸入相關(guān)數(shù)據(jù)[3]。

2 現(xiàn)代化無線通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)是現(xiàn)代無線通信技術(shù)的衍生品，能夠?qū)崿F(xiàn)短距離的無線通信，藍(lán)牙技術(shù)具有較強的抗干擾能力，運用調(diào)頻技術(shù)來完成短距離的數(shù)據(jù)傳輸，通過藍(lán)牙技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多個設(shè)備的連接，有效解決數(shù)據(jù)同步的問題。藍(lán)牙技術(shù)給人們的生活帶來很大的便捷，但是在相關(guān)技術(shù)方面還存在一定不足，在后續(xù)的發(fā)展過程中仍需不斷完善[4]。

2.2 超寬帶技術(shù)

超寬帶技術(shù)主要基于無線載波發(fā)展應(yīng)用，借助無線通信中的納秒級非正弦型波窄，通過脈沖的形式進行數(shù)據(jù)傳輸，超寬帶技術(shù)頻譜較寬，在低功耗、低程序的背景下也可以進行數(shù)據(jù)傳輸，所以超寬帶技術(shù)在越來越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。

2.3 無線寬帶技術(shù)

無線寬帶技術(shù)主要有衛(wèi)星接入技術(shù)、紅外光通信接入技術(shù)、微波寬帶接入技術(shù)等。微波寬帶技術(shù)主要通過蜂窩式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低通信的發(fā)射功率，減少傳輸消耗，實現(xiàn)圖像、數(shù)據(jù)等近距離傳播。衛(wèi)星接入技術(shù)可以做到網(wǎng)絡(luò)的高速接入，對數(shù)據(jù)包進行快速分發(fā)，具有較高的穩(wěn)定性，衛(wèi)星接入技術(shù)非常受到教育領(lǐng)域、金融領(lǐng)域等青睞。紅外光通信接入技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸速度比較快，傳輸距離能夠達到100 m以上，在多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

3 大數(shù)據(jù)環(huán)境下無線通信技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)

3.1 能量有效問題

在大數(shù)據(jù)環(huán)境背景下，移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)重點與傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)有所不同，傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)重點強調(diào)服務(wù)質(zhì)量上，而現(xiàn)代移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計重點在于提高頻譜的利用率。傳統(tǒng)的移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)依靠電池來供應(yīng)能量，但是商品化的電池很難滿足節(jié)點持續(xù)工作的需求，所以很容易導(dǎo)致能量耗盡，造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化。大數(shù)據(jù)環(huán)境下，無線終端需要確保能夠在運用少量能量的基礎(chǔ)上傳輸更多的數(shù)據(jù)，在無線設(shè)備的運行過程中，信息的傳輸需要消耗大量的能量，隨著應(yīng)用需求的不斷增加，對無線通信網(wǎng)絡(luò)的能耗提出了更高的要求，所以在大數(shù)據(jù)環(huán)境下無線通信技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)之一是如何在網(wǎng)絡(luò)運行中縮短生命周期、最大程度地節(jié)約能量。

3.2 如何進行有效的資源分配

傳統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò)是面向人人通信的業(yè)務(wù)來進行設(shè)計的，而在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，移動通信網(wǎng)絡(luò)開始向物物通信方向發(fā)展，這種通信技術(shù)不需要對數(shù)據(jù)通信進行人為干涉。與人人通信相比，物物通信具有較低的移動性。物物通信會給傳統(tǒng)的蜂窩無線通信系統(tǒng)帶來資源分配以及接入控制的問題，當(dāng)大量的物物通信設(shè)備同時發(fā)送信息時會導(dǎo)致隨機接入的數(shù)據(jù)包出現(xiàn)擁塞，如果不進行有效地控制與管理，很容易造成無線資源的短缺，所以必須明確有效的資源分配方案，確保物物通信設(shè)備正常運行。

3.3 無線通信網(wǎng)絡(luò)部署問題

隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)生與發(fā)展，大量的數(shù)據(jù)可以依靠網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)有效運行。超密集小區(qū)部署能夠?qū)?shù)據(jù)增長以及數(shù)據(jù)分布進行很好的處理，但是超密集小區(qū)部署會存在一定的局限性，一旦頻譜資源不足，便要求開拓更高頻率的領(lǐng)域，由于室內(nèi)小區(qū)域中網(wǎng)絡(luò)信息的不足，以及信號傳播的范圍縮小，在小區(qū)域網(wǎng)絡(luò)邊緣逐漸銳利化的情況下會加大無線通信網(wǎng)絡(luò)部署的難度。

4 大數(shù)據(jù)環(huán)境下無線通信關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢

4.1 MIMO系統(tǒng)

MIMO系統(tǒng)可以通過添加天線來擴大信號接收的自由度，全面提高數(shù)據(jù)接收的可靠性，在MIMO系統(tǒng)中發(fā)射機與接收機都會配備天線元件，大規(guī)模的MIMO系統(tǒng)能夠提高頻譜效率與能量效率，能夠快速消除噪音，通過線性預(yù)編碼能夠降低小區(qū)內(nèi)的干擾。

4.2 移動基站

移動基站是近年來提出的全新概念，聯(lián)系了毫微蜂窩技術(shù)與移動中繼的概念，一個移動基站可以作為一個小的小區(qū)，可以布置在公交巴士、火車以及私家車上，提升車內(nèi)用戶的服務(wù)質(zhì)量，對移動基站的布置可以使蜂窩網(wǎng)絡(luò)獲益。移動基站可以幫助消減信令網(wǎng)絡(luò)的開支，而且可以提升網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率，正是由于移動基站能夠?qū)ο嚓P(guān)的用戶代表進行切換，所以比較適合布置在移動的環(huán)境下。

4.3 認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)

CR網(wǎng)絡(luò)是一個有遠(yuǎn)景的、可以改善擁堵的RF頻譜，運用CR網(wǎng)絡(luò)可以更加充分地使用無線電頻譜，在無干擾的基帶上可以同享頻段。CR網(wǎng)絡(luò)對周圍的無線電環(huán)境進行感知并且對傳輸功率進行調(diào)節(jié)，通過展開寬帶頻譜可以使用授權(quán)用戶沒有使用的頻譜資本，首先要對未使用的頻譜進行監(jiān)控，將信息反饋到CR發(fā)射機，防止用戶之間發(fā)生碰撞，在CR網(wǎng)絡(luò)中，用戶可以使干擾低于門限值，提高頻譜的使用率，提升動力功率。

5 大數(shù)據(jù)環(huán)境下無線通信技術(shù)優(yōu)化策略

在大數(shù)據(jù)環(huán)境背景下，無線通信領(lǐng)域需要緊隨社會發(fā)展的步伐，對無線通信關(guān)鍵技術(shù)進行改革與創(chuàng)新，不斷強化成功的發(fā)展經(jīng)驗，促進大數(shù)據(jù)技術(shù)在無線通信技術(shù)發(fā)展中的應(yīng)用。大數(shù)據(jù)環(huán)境下無線通信技術(shù)的優(yōu)化發(fā)展途徑如下。

5.1 信息技術(shù)個體化

在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，無線通信技術(shù)日益完善，用戶的個體化需求不斷增加，在未來的無線通信技術(shù)發(fā)展過程中，需要實現(xiàn)信息技術(shù)的個體化，將其作為無線通信技術(shù)的主要發(fā)展方向，使其在智能手機以及無線電腦上得到普及應(yīng)用，將移動IP作為幫助信息個體化實現(xiàn)的重要手段，結(jié)合用戶的實際需求來實現(xiàn)技術(shù)的信息化應(yīng)用，移動IP技術(shù)與智能技術(shù)相結(jié)合能夠提升用戶的體驗效果，進一步推動個體化通信的發(fā)展。

5.2 信息技術(shù)互補化

隨著社會的不斷進步與發(fā)展，無線通信技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代通信的主要技術(shù)，能夠解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟蛔?，通過多元化的傳輸渠道來提高傳輸效率。因此，我國要實現(xiàn)無線通信技術(shù)的普及，對無線通信設(shè)備進行優(yōu)化，提高無線通信系統(tǒng)的管理水平，結(jié)合我國當(dāng)前無線通信的發(fā)展現(xiàn)狀，滿足不同場合網(wǎng)絡(luò)接入的需求，做到移動通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的互補，滿足移動數(shù)據(jù)有效傳輸。

5.3 通信技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新化

針對無線通信技術(shù)的實際應(yīng)用，不同的領(lǐng)域有不同的應(yīng)用需求，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，需要將無線通信技術(shù)與多學(xué)科之間建立起聯(lián)系，滿足用戶的差異性需求，無線通信技術(shù)的應(yīng)用要實現(xiàn)創(chuàng)新化，向著跨行的方向發(fā)展，通過創(chuàng)新元素的植入來滿足多元化的需求，促使無線通信技術(shù)不斷改革與完善。

5.4 加強網(wǎng)絡(luò)規(guī)范化

大數(shù)據(jù)環(huán)境下需要對多種全局信息進行采集，對結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的信息進行儲存與分類，運用數(shù)據(jù)處理技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)。在無線通信技術(shù)發(fā)展的過程中，需要不斷加強網(wǎng)絡(luò)規(guī)范，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)來進一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，分析各項因素與網(wǎng)絡(luò)性能之間的關(guān)系，運用大數(shù)據(jù)的信息挖掘能力、信息處理能力等來滿足用戶的個性化需求，降低資源管理的難度，為資源的準(zhǔn)確利用提供極大便利。

5.5 加強無線通信安全保障

大數(shù)據(jù)環(huán)境下，無線通信系統(tǒng)發(fā)展具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、控制智能化、功能多樣化、外形微觀化、工作持續(xù)化等特點，互聯(lián)網(wǎng)的開放性導(dǎo)致了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩越档?，為了穩(wěn)定無線通信技術(shù)的發(fā)展，需要確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，通過數(shù)字簽名、加密技術(shù)、安全認(rèn)證等技術(shù)使信息資源免遭泄密，一線的工作人員需要立足于實踐、加強技術(shù)研究與創(chuàng)新，形成具有科學(xué)性與時代性的信息安全保護措施[5]。

6 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟水平的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)得到了進一步提升，移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新興的通信技術(shù)快速發(fā)展，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)流量的爆炸式增長，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)高度復(fù)雜化，信息社會已經(jīng)進入了大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)時代。無線通信技術(shù)作為時代性技術(shù)，在實際生產(chǎn)生活中發(fā)揮著巨大作用，大數(shù)據(jù)環(huán)境的無線通信技術(shù)主要是通過互聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)相關(guān)信息數(shù)據(jù)的傳輸，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對零散的數(shù)據(jù)信息進行收集，利用相關(guān)的數(shù)據(jù)挖掘算法來得到有價值的信息，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用打破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的局限性，促進無線通信技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展。

[參考文獻]

[1]毛雷.大數(shù)據(jù)背景下無線通信傳輸安全的分析探討[J].信息通信，2018（1）：10-12.

[2]喬延華，杜青，李建娜.基于大數(shù)據(jù)的無線通信技術(shù)探析[J].無線互聯(lián)科技，2017（12）：32-33.

[3]宋強.短距離無線通信技術(shù)及其融合發(fā)現(xiàn)研究[J].信息技術(shù)與信息化，2019（1）：8-9.

[4]王慶勝.藍(lán)牙無線通信技術(shù)在工程中的應(yīng)用與實現(xiàn)[J].電子世界，2019（1）：3-5.

[5]侯圣卓.無線通信技術(shù)發(fā)展趨勢研究[J].中國新通信，2019（1）：5-6.