5G時(shí)代下智慧校園與泛校園網(wǎng)的建設(shè)和應(yīng)用

鄭睿

摘要：在信息爆炸時(shí)代，人們對(duì)于信息速度的追求更高，5G技術(shù)承載著人類對(duì)許多行業(yè)更美好發(fā)展的巨大希望。在5G技術(shù)下，智能化的生活場(chǎng)景被越來(lái)越多的人討論。智慧校園面對(duì)的是年輕群體，對(duì)于5G的應(yīng)用有巨大的發(fā)展?jié)撃?。筆者先分析5G，再進(jìn)一步探討5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，智慧校園以及智慧校園建設(shè)的主要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：5G;智慧校園;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）09-0016-02

1 5G的分析

第五代移動(dòng)通信技術(shù)就是5G，其具有這些特征：高數(shù)據(jù)速率、容量具有千倍、功耗是很小、可靠性強(qiáng)等等。雖然是在高端移動(dòng)設(shè)備以很快的速度在增加與新類型的業(yè)務(wù)等產(chǎn)生的移動(dòng)流量的很強(qiáng)消耗促進(jìn)了5G通信技術(shù)的誕生，然而人們?cè)诮忉?G時(shí)已經(jīng)不只是停留在以往的移動(dòng)通信技術(shù)，而是涵蓋了很多方面的體系。

在目前擁有的4G技術(shù)的起點(diǎn)上，和5G特征相似，適合開(kāi)始設(shè)計(jì)期間研發(fā)新的技術(shù)，同樣符合目前具有技術(shù)的結(jié)合。主要有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與無(wú)線技術(shù)這兩者形成5G技術(shù)的創(chuàng)新，要滿足5G場(chǎng)景對(duì)空口技術(shù)的需求借助于超密集組網(wǎng)、全雙工通信、頻譜共享等等技術(shù)，要實(shí)現(xiàn)5G對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求可借助移動(dòng)邊緣計(jì)算等技術(shù)。可能存在不少還沒(méi)有計(jì)劃的技術(shù)來(lái)達(dá)到新的需求創(chuàng)新。

2 5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 新型大規(guī)模MIMO技術(shù)

當(dāng)今的無(wú)線通信是以很快的速度發(fā)展，頻譜資源并不是無(wú)限的情況下，數(shù)據(jù)流量是在繼續(xù)加大，造成需要迫切處理的問(wèn)題就包括加強(qiáng)利用頻譜，而要處理這個(gè)問(wèn)題可借助新型大規(guī)模MIMO技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)利用頻率，并且能更加通暢進(jìn)行傳輸。對(duì)同一時(shí)頻資源能做到幾個(gè)使用者使用，能使空間分辨率得到加強(qiáng)，這就是該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)同樣存在缺點(diǎn)：就是會(huì)帶來(lái)導(dǎo)頻污染，另外，其具有不小的成本。因此，現(xiàn)階段要進(jìn)行建立MIMO系統(tǒng)并不是件輕而易舉的工作。

2.2 高頻段傳輸技術(shù)

現(xiàn)階段，不超過(guò)3Ghz是移動(dòng)通信運(yùn)用的重要頻段，使用者數(shù)量的快速上升導(dǎo)致頻譜資源堵塞，對(duì)5G發(fā)展需要到的大帶寬頻段是不能滿足。要使5G能的發(fā)展更快速，一定要往高頻段向外伸展。特別是ms波頻段，擁有不間斷的大帶寬，284.6GHz是其帶寬，不會(huì)缺乏同時(shí)不會(huì)受到污染的頻譜資源，做到快速度且不長(zhǎng)距離地通信，對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的傳輸需求是能實(shí)現(xiàn)的[1]。

2.3 全雙工技術(shù)

移動(dòng)終端對(duì)信號(hào)進(jìn)行發(fā)出與收到在一樣的時(shí)間間隔一樣的頻率，在對(duì)信號(hào)進(jìn)行發(fā)出時(shí)，同樣能在一樣的時(shí)間間隔對(duì)其他一節(jié)一樣頻率的信號(hào)進(jìn)行獲取，這就是全雙技術(shù)。然而，因?yàn)榧夹g(shù)條件的阻礙，對(duì)本來(lái)在網(wǎng)絡(luò)端與終端的發(fā)射信號(hào)會(huì)影響到對(duì)信號(hào)的獲取，現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)依舊無(wú)法做到同一個(gè)時(shí)間同一個(gè)頻道進(jìn)行雙向通信。需要解決的第一問(wèn)題就是對(duì)本來(lái)在網(wǎng)絡(luò)端與終端的發(fā)射信號(hào)會(huì)影響到對(duì)信號(hào)的獲取進(jìn)行處理，才能做到充分運(yùn)用全雙工技術(shù)。

2.4 D2D技術(shù)

對(duì)不同的通信設(shè)備進(jìn)行直接通信，簡(jiǎn)而言之，不需要運(yùn)用基站就能實(shí)現(xiàn)不同通信設(shè)備的通信就是D2D技術(shù)。在以往的移動(dòng)通信系統(tǒng)當(dāng)中，要做到全面籠罩網(wǎng)絡(luò)的中心均借助基站，但是不能一定基站與中繼站，這樣以來(lái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是比較呆板。運(yùn)用D2D技術(shù)是能直接做到在有限的距離內(nèi)進(jìn)行直接通信，不需要運(yùn)用基站。減小網(wǎng)絡(luò)一端傳送到另一端需要的時(shí)間和較小的功率損耗能增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的敏捷性。對(duì)于當(dāng)?shù)氐墓蚕頂?shù)據(jù)的需求是能適應(yīng)，能有善于運(yùn)用的數(shù)據(jù)服務(wù)，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)關(guān)鍵研究的技術(shù)就包括D2D技術(shù)。

2.5 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

智能化、多元化、綜合化等等是5G網(wǎng)絡(luò)的特有的性質(zhì)，其有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)流量。為了能使5G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速度加快，并且使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容量得到增強(qiáng)，借助超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使終端與節(jié)點(diǎn)兩者之間的間距能得到縮短，使這兩方面的配合程度得到進(jìn)一步加強(qiáng)。將基站建設(shè)得最小，縮小覆蓋到的范圍，這樣以來(lái)，一個(gè)使用者就能得到更多的資源，高頻段寬帶運(yùn)用到的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是更加緊密，來(lái)達(dá)到室內(nèi)外的高速率數(shù)據(jù)需求[2]。

3 智慧校園

雖然4G網(wǎng)絡(luò)能方便于學(xué)生的日常生活，然而更多使用者在不少方面依舊還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，其不少創(chuàng)新的意見(jiàn)與剛踏入社會(huì)生活技術(shù)的能力要借助智能化的設(shè)備。所以智慧校園不僅對(duì)于年輕人的一些需求能實(shí)現(xiàn)，而且能對(duì)年輕人的身心的不同分界機(jī)油指導(dǎo)作用，在服務(wù)于群體的基礎(chǔ)上提高服務(wù)個(gè)體的優(yōu)勢(shì)與創(chuàng)新。年輕的使用對(duì)象對(duì)新技術(shù)環(huán)境能在短時(shí)間內(nèi)適應(yīng)，對(duì)技術(shù)的不足能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)，要使技術(shù)的使用市場(chǎng)更加生機(jī)能通過(guò)使用技術(shù)發(fā)展新的使用模式。下面五個(gè)方面是智慧校園的特點(diǎn)：

（1）能充分感知環(huán)境：涉及到兩點(diǎn)，第一就是能對(duì)關(guān)聯(lián)到的人、設(shè)備、資源的信息在任何時(shí)間任何地點(diǎn)地進(jìn)行注意、獲取與輸送;第二是注意、獲取和輸送學(xué)習(xí)者個(gè)體特征與學(xué)習(xí)情景[3]。（2）網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫互通：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)于全部軟件系統(tǒng)與硬件設(shè)備的連接，智慧校園是能夠供應(yīng)的，在察覺(jué)到信息之后能在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行實(shí)際地輸送，這是全部使用者根據(jù)全新的方法對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)行配合、協(xié)調(diào)工作的前提。（3）海量數(shù)據(jù)的供應(yīng)：按照數(shù)據(jù)采礦與建模技術(shù)，智慧校園能在“海量”校園數(shù)據(jù)的條件下進(jìn)行建立模型，設(shè)置有關(guān)預(yù)先推測(cè)的方式，來(lái)趨勢(shì)分析、估量與預(yù)先推測(cè)出現(xiàn)的信息;另外智慧校園對(duì)不一樣方面的數(shù)據(jù)、信息、等等內(nèi)容進(jìn)行整體聯(lián)合，借助智能推理，進(jìn)行在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行回應(yīng)，將其特征完整表現(xiàn)出來(lái)。（4）開(kāi)放學(xué)習(xí)環(huán)境：使創(chuàng)新得到發(fā)展是教育的核心理念，校園會(huì)遇到這樣的要求：從以往的“封閉”轉(zhuǎn)變?yōu)椤伴_(kāi)放”。智慧校園支撐開(kāi)拓?cái)U(kuò)展資源環(huán)境，使學(xué)生能超過(guò)教科書(shū)的規(guī)定范圍;支撐開(kāi)拓?cái)U(kuò)展時(shí)間環(huán)境，使學(xué)習(xí)能由課上開(kāi)拓?cái)U(kuò)展到課外;支撐開(kāi)拓?cái)U(kuò)展空間環(huán)境，在真實(shí)和假設(shè)的境況下進(jìn)行高效率地學(xué)習(xí)。（5）師生個(gè)性服務(wù)：個(gè)性服務(wù)是智慧校園環(huán)境和它功能的理念，對(duì)教師和學(xué)生對(duì)校園生活、學(xué)習(xí)以及工作中不少的索取作為需要通過(guò)借助不同主要技術(shù)，同時(shí)是作為實(shí)際生活，學(xué)習(xí)和工作中的主要內(nèi)容。

4 智慧校園建設(shè)的重要內(nèi)容

（1）建設(shè)智能感知部分：使在校園環(huán)境中的不同數(shù)據(jù)聚集在一起，是物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要目的，為了能歸類定位、監(jiān)控、追蹤、分析數(shù)據(jù)、輔助決策。（2）建設(shè)覆蓋很廣的校園網(wǎng)絡(luò)：特別著重提出校園網(wǎng)的便捷迅速、覆蓋范圍廣闊、安全穩(wěn)定、開(kāi)放。（3）建設(shè)智能融合的業(yè)務(wù)系統(tǒng)：數(shù)字校園建設(shè)時(shí)期需要落實(shí)建設(shè)不同類型業(yè)務(wù)系統(tǒng)、統(tǒng)一共同分享數(shù)據(jù)，而智慧校園在該方面特別著重提出信息系統(tǒng)架構(gòu)的開(kāi)放性，能做到業(yè)務(wù)的個(gè)性定制、主動(dòng)推送與智能推薦。（4）設(shè)大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)：結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是數(shù)字校園時(shí)期逐漸聚集的重要數(shù)據(jù)，進(jìn)行查詢與統(tǒng)計(jì)分析是其的關(guān)鍵用途，充分聚集、存儲(chǔ)與分析不同類型數(shù)據(jù)，尤其對(duì)高層次的輔助決策是借助大數(shù)據(jù)處理工具，這是智慧校園特別著重提出的。（5）建設(shè)移動(dòng)互聯(lián)化：供應(yīng)不同類型的信息服務(wù)需要首要思考到取得移動(dòng)端，未來(lái)關(guān)鍵內(nèi)容就包括供應(yīng)服務(wù)是借助互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的不同工具。

5 結(jié)語(yǔ)

擁有5G網(wǎng)絡(luò)的重要技術(shù)，能在很高的程度上改善校園內(nèi)部和外部的環(huán)境，使教師和學(xué)生能得到迅速和方便的服務(wù)于不一樣的移動(dòng)終端中。在中國(guó)的通信業(yè)中應(yīng)該快速處理的問(wèn)題就是要改進(jìn)和中國(guó)高校教師和學(xué)生索取的速率高和安全的移動(dòng)通信技術(shù)。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在不斷發(fā)展，未來(lái)，中國(guó)的重要移動(dòng)通信系統(tǒng)將包括5G。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳琪.5G移動(dòng)通信的發(fā)展及新特征概述[J].中國(guó)新通信，2015，17（12）：21.

[2] 吳志昊，李俊峰.網(wǎng)絡(luò)切片在5G中的應(yīng)用與分析[J].通訊世界，2019，26（07）：121-122.

[3] 朱明.5G中網(wǎng)絡(luò)切片研究的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J].網(wǎng)絡(luò)新媒體技術(shù)，2018，7（01）：1-6+21.

Abstract：In the era of information explosion， people pursue higher speed of information. 5G technology bears great hope for better development of many industries. With 5G technology， intelligent life scenes are being discussed by more and more people. Smart Campus is facing young people， and has great potential for the development of 5G applications. Firstly， the author analyses 5G， and then further discusses the key technologies of 5G network， the main contents of the construction of smart campus and smart campus.

Key words：5G; intelligent campus; application