慧场景-基于5G的大数据

“BI+AI”如何实现设备故障预测？

How does "Bi + AI" realize equipment fault prediction?

科技以及经济的快速发展所带来的最大改变便是沟通零距离，这使得人们的生活水平发生了巨大的改变，而随着计算机以及网络技术的发展，通信网络技术也在不断电的向前发展，由2G到3G再到目前常用的4G通信网络，都是通信技术在不断研究中所得出来的更为符合人们日常生活需求的通信网络建设的一部分，但是随着时代的发展，科技以及工业水平高的不断提高，有的一些通信技术无法满足快速发展社会的需求，这也就促使了5G通信技术的诞生，但是为了使得5G通信技术能更好地服务于社会，相应的大数据网络架构就必须被研究出来。移动大数据包括用户产生的数据和运营商产生的数据，其中用户产生的数据包括自媒体数据和富媒体数据，运营商产生的数据包括日志数据和基础网络数据。在运营商的网络上有很多环节可以进行数据采集，在终端可以采集路测（DT）/最小化路测（MDT）、测试报告（MR）、传输分组大小、使用习惯、终端类型等数据；在基站端可以获得用户的位置信息、用户通话记录（CDR）、链路状态信息（CSI）、接收信号强度（RSSI）等数据；通过后台的运维系统可以采集测量、信令、话务统计等数据；通过互联网可以采集新闻、资讯、地图、视频、聊天、应用等数据。也就是说，在运营商的网络中不但可以获得业务类型、上下行流量、访问网站等业务数据，还能掌握整个信道的状况。

1 大数据网络架构以及5G通信技术的综述:

Overview of big data network architecture and 5g communication technology:

计算机技术以及网络技术的不断发展，使得社会发生了翻天覆地的变化，在此期间，计算机技术以及网络技术仍然处于蓬勃发展的青壮年时期，所以计算机技术依旧具有广泛的发展前景，而依托于计算机技术以及网络技术发展起来的通信技术同样具有不小的发展前景，其中大数据网络构架以及5G通信技术毫无疑问将成为在不短的未来年内相对重要的技术，而为了能使得其更好地为人类社会发展做出贡献，就必须对其含义进行一定的了解。

1.1 大数据网络架构的综述:

Overview of big data network architecture

网络技术以及计算机技术的发展使得人们的生活质量不断的提高，进而使得90%的人群实现了足不出户，便知天下事的愿望，这绝大多数都依赖于网络数据中心的庞大资源，而互联网数据中心是网络资源的重要基础组成部分，在信息输入以及输出方面具有综合化、全面化、低能耗等优点，因此在大数据时代下，网络数据中心依旧占据着一定的地位，这就需要对其网络架构进行合理的设计，所谓的大数据网络架构其实指的就是依赖于大数据技术的一种以数据中心为核心，兼顾承载其他业务的网络结构。显然，数据中心在社会的发展中具有十分重要的社会地位，而数据中心在大数据时代下同样具有十分重要的作用，所以为了能保证在不断发展的计算机技术以及网络技术下，大数据中心能够发挥其在网络基础资源中的输入、输出作用，就必須建设大数据中心条件下的网络架构，而为了使得大数据网络机构能够发挥其相应的作用，就必须采取恰当的大数据网络架构的设计原则，而这种设计原则可以通过网络架构的运营方面以及拓展方向来分析，在大数据技术发展的条件下，运营的管理会更加复杂，因此需要增强可控性建设，与此同时为了能保证大数据网络架构的先进性，必须保证可拓展性，而网络数据中最大的一个特点就是实时性，因此，必须保证大数据网络架构设计的实效性，建立更加完善、智能化、现代化的网络结构体系，从而使得网络数据中心的信息传输更加稳定以及及时。换句话说，利用大数据网络架构可以使得信息的传输更为便捷以及及时和安全可靠。

1.2 5G通信技术的综述:
自电话诞生以来，全世界的通信体系便在不断发展的科技以及经济的带动下，不断的发展、改革，从最开始的1G模拟通信开始、到2G、3G的数字通信再到4G的无线通信，特别是2010年兴起的4G无线网络通信使得通信网络数据传输更具有实时性以及高效性，但是随着通信技术的发展，目前所使用的4G无线网络通信技术已经不足以满足社会的需求，这也就导致5G通信技术开始进入高速发展、研究的阶段，虽然目前的5G通信技术依旧处于定制版，但是根据对比发现 5G通信网络技术相对于4G通信网络技术来说，具有更完善、更高速的信息传输速率，而预计5G通信网络技术将具有高响应速度、数据传输的稳定性更强且延迟性降低、所连接的设备数量更多，进而使得用户的通信要求能得到更高的满足。而从另一方面来说，为了适应高速发展的时代，建设现代化、智能化的社会，就必须加强社会的基础建设，而5G通信技术的研究以及普及正是满足不断增长的社会需求。

1.3 大数据网络架构与5G通信技术的关系:
大数据网络架构在保证数据中心信息传输的稳定性具有不可取代的位置，特别是在未来大数据时代到来的时候，而在此期间，大数据的网络机构可以使得数据传输更稳定、信息传输速度更高速，则为5G通信技术的普及提供了较为坚固的后盾，这是由于5G无线网络通信技术在一定程度上完善了社会的通信网络。换句话说，5G通信技术以及大数据网络架构的建设之间是相辅相成的，这主要是由于在不断普及的无线设备的带动下，传统的数据中已不足以支撑社会对于信息的需求，因此促使了社会对大数据的研究，而在大数据的发展下所提高的信息传输以及资源共享，使得5G通信技术的发展具有了稳固的平台，继而使得社会的发展更进一步，促进信息化、现代化时代打的高速建设。

2 基于5G的大数据网络架构分析:

Analysis of big data network architecture based on 5g:

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。

3 基于5G的大数据网络架构的关键技术分析:

Key technology analysis of big data network architecture based on 5g:

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。5G将使用大规模天线（M IMO），天线数高达128个，甚至是256个。高阶MIMO为每条信道提供一条赋形的天线发射波束，实现空分复用，但各波束间存在干扰，降低了MIMO的效率，需要收集密集波束间的干扰数据，并基于系统的计算能力进行复杂的优化。此外，网络终端在基站中心接收的功率比较大，在基站边缘接收的信号比较差。此问题可以利用分布式天线解决，但是分布式天线互相之间也有干扰，如果能够收集到所有天线的信道数据和干扰数据，通过大数据分析技术对所有无线访问接入点（access point，AP）进行联合信号处理，就可以指导各天线和微基站实现对干扰的抵消，容量可较LTE系统提高约2个量级。此外，如果可以收集到MIMO数据和网络数据，并利用大数据技术进行分析决策，就可以提高定位精度。随着三维仿真、三维射线追踪技术的发展，通过室内天线和WLAN技术的结合，还能精确定位用户在室外或室内，甚至用户所在的具体楼层。

4 基于5G的大数据网络架构建设的社会意义:

Social significance of big data network architecture construction based on 5g:

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在逐渐增高，而5G通信技术以及大数据网络中心的出现在一定程度上使得社会对于无线流量等的需求都得到了满足，特别是在5G与大数据网络架构的结合，更使得信息化、现代化的建设速度加快，使得国家的综合实力得到了一定的提升。5G网络是数据终端到数据中心的主要通道。从互联网、物联网终端或移动用户处采集的数据，通过具有边缘缓存和计算能力的基站和无线接入网进行数据预处理与存储，最后通过核心网络将数据传输给数据中心和云计算中心进行数据分析。5G网络除了传输数据终端的数据之外，智能终端的多功能业务还将触发终端与回传网络和核心网络内数百个服务器、路由器和交换机的各种交互。例如一个用户的HTTP请求可能只有1 KB，而内部数据流可能会增加93 0倍。因此，5G网络不仅要承载移动用户数据，还要承载来自不同后台、数据库、缓存服务器和网关以及回传链路的数据。

5 5G系统中大数据分析能力的设置:

Setting of big data analysis capability in 5g system:

5G系统的数据分析应该在核心网大数据平台和基站端进行。在核心网大数据平台应进行数据清洗、解析、格式化、统计分析、可视化等数据分析，按照内容预测算法执行计算并推断策略内容，然后主动地将决策指令存储在具有缓存能力的基站中，从而将决策行为从云传递到边缘（即基站）。而基站端负责收集上下文信息（如用户观看时长和位置信息），对用户空间-时间行为进行分析与预测，对数据进行汇总、压缩与加密，同时从核心网大数据平台获得决策指令。具有缓存能力的基站可以使大众内容靠近用户，改进用户体验并减轻回传网的负载。经过统计，当网络中有16个具有13 GB存储容量和30%的内容分级的基站时，采用主动缓存方式可以获得100%的用户满意度和98%的回传卸载。缓存能力可以部署在无线接入网或核心网，或者两处均部署，缓存能力的分配也需要靠积累运行数据做出优化决策。

6 结语:

epilogue:

综上所述，自城市化建设的脚步加快以来，社会的发展速度呈现着指数的增长趋势，这也在一定程度上加快了信息化时代的建设速度，而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。