5G技術背景下通信客戶服務模式研究

施慧 中國聯合網絡通信有限公司北京市分公司

一、引言

在過去的幾年中，移動無線通信網絡的世界發展迅速。無線通信開始變得更加有效，并使幾代先進的移動電話技術得以部署，現在被數十億人使用[1]。移動無線通信已經經歷了許多代，從1G開始，第一代只是簡單地用于語音通話，然而，它是所有一代移動的基礎。在第二代2G中，數碼電話通信和提供新的功能短信服務。之后出現了支持多媒體技術的第三代3G，也提高了信息傳輸速率。與3G相比，第四代4G快速和可靠，克服了3G的障礙，進一步提高了服務質量，擴展了數據傳輸容量。從2010年到現在，4G用戶和支持使用最為廣泛。新一代5G代表了無線物聯網，因為每一代都提供一些技術和支持一些新特性，這種增長導致了移動用戶數量和移動電話行業 的增加[2]。

近年來，遠程業務發展迅速，在2010年結束之前，手機用戶比固定電話用戶多出好幾倍。這就導致了網絡規劃與改進相關管理部門進入了銳中心。在很多方面，目前的3G和4G網絡對物聯網來說并不理想。由于5G尚未正式投入使用，但它將增強電子商務、電子交易、電子管理等服務。物聯網是指由許多設備通過互聯網通信來控制和簡化生活。即將到來的新一代技術是物聯網，這是當前的趨勢和未來的方向。周圍的所有東西都需要通過高速互聯網連接到互聯網，如此龐大的設備相互通信。在不久的將來，5G移動通信的主要焦點必須支持物聯網的大規模部署，包括數十億個連接的智能物體和傳感器。5G被設計用來處理海量數據。物聯網能夠連接數十億設備和未來的創新。5G移動和無線通信將在連通性上增長，交通流量將滲透到社會的每一個要素，創造一個全方位的空間。為了應對這些挑戰，它們必須提供強大的功能來增加容量，并提高能源、頻譜利用率和成本。為了幫助電信運營商挖掘電信大數據的有用信息，本文對電信大數據進行了研究，其余部分組織如下：第二節簡要介紹電信運營商5G演進通信客戶服務模式。第三部分介紹了移動無線通信大數據平臺的設計。第四部分介紹了移動無線通信大數據平臺的應用。第五部分給出結論。

二、移動無線通信的5G演進通信客戶服務模式

電信運營商存儲一系列數據資源。與其他行業數據相比，電信大數據覆蓋面積大，覆蓋時間長。本文對第一代到第五代移動無線通信進行了評價，并對不同的技術進行了比較。描述前幾代無線移動通信是有益的，它提供了這幾代的概述。隨著5G技術仍在研究和發展，這是另一場革命，提供了適應現代技術的高速數據速率。電信大數據出現上述特征的主要原因是，電信運營商在全球范圍內構建了數百萬個2G/3G/4G/5G蜂窩。這些小區可以覆蓋非常大的區域，為電信客戶提供語音/數據服務。此外，2G/3G/4G/5G移動網絡在過去的幾十年里提供了不間斷和連續的語音/數據服務。電信大數據一般可分為業務支撐系統（BSS）域數據、運營支撐系統（OSS）域數據、管理（M）域數據、決策（D）域數據、電子商務（E）域數據五種類型。此外，M域數據與電信運營商的管理有關。D域數據與電信運營商的決策過程有關。在電信運營商的電子商務中，E域數據涉及到合同和客戶。

（一）第一代（1G）

1G是最早的移動網絡，是在20世紀80年代開發的模擬系統[5]。它使用頻率為150兆赫茲的模擬無線電信號，只有話音傳輸進行呼叫調制，如移動電話系統和整個通信系統利用遞歸平衡調頻系統，將無線電通信流量復用為頻分多址遞歸分多種接入系統。這一代是不可靠的，沒有安全保障。無論如何，1G的創新經歷了各種各樣的缺點。其中采用了先進流動電話系統（AMPS）和全面接入通信系統（TACS），它的速度可達2.4 Kbps。

（二）第二代（2G）

作為下一代移動通信網絡，直到1991年，2G在芬蘭一直處于低于全球移動通信系統（GSM）的水平[6]。2G通話可以被加密，電腦語音通話也更加清晰。它的一些重要功能包括可以發送文本信息（SMS），圖片信息，然后語音和圖像信息（MMS）在他們的電話。它使用數字信號而不是模擬信號進行傳輸。實現了碼分多址（CDMA）碼分多址的概念。CDMA為每個客戶端提供了一個不常見的代碼來傳輸多個物理通道。在2G之后，接近1995年存在的2.5G，它包括語音和數據，這一過程的進展提高了GSM演進（EDGE）的數據速率。在中間時段，介紹了通用分組無線業務（GPRS），該業務具有分組交換的特點，適用于internet。數據速度高達64 Kbps。

（三）第三代（3G）

3G利用廣泛的商標無線網絡，通過擴展傳輸系統支持的好處，使數據傳輸速率在任何速率2mbps，它是在2000年引進的，包括可靠性和高速數據傳輸[7]。另外，還成立了“第3代合作項目”協會，制定了符合IMT 2000標準的通用框架，推進了3G網絡的部署工作。通過CDMA和傳輸技術增強數據GSM環境EDGE是3G數字網絡。3G的信息傳輸能力比2G快了數倍。增加的功能包括帶寬和數據傳輸速率，以適應基于web的應用程序、音頻、視頻文件和終端IP，峰值數據速率為100-300mbps。

（四）第四代（4G）

3G合作伙伴項目創建的4G遠程交換標準，4G預計將提供通過3G保證的類似前進速度的逐步升級改造（例如改進的多媒體、視頻流、全球接入，以及通過各種設備在世界各地的可傳輸性）。在這一代，一個明顯的變化發生了提供更寬的帶寬，高安全性和高速互聯網接入。國際電信聯盟確定的速度為100mbps。2009年，第一次通過長期演進4G網絡在挪威的斯德哥爾摩和奧斯陸發送4G網絡，4G提供了快速的移動網絡接入[8]。

（五）5G革命與應用

5G是下一代無線移動寬帶技術，包括更高的速度，減少延遲，同時支持大量設備的能力和節能的主要特性。如今，隨著現代技術的挑戰，應用程序需要5G支持以適應各種服務。5G的發展至今仍在持續，使世界無線網絡成為一個真正的無線網絡。基于4G和無線動態運營巨通信系統相結合的第五代通信網絡，是新一代無線通信的獨特概念。5G具有高速傳輸數據的能力，因為根據通信基礎，短頻率和大帶寬是更高效的網絡。5G在這個頻率范圍內分配了30GHz到300GHz的頻譜，這只允許在短距離和帶寬大于1Gbps的情況下進行通信。考慮到5G移動通信網絡的實際引入，將包括蜂窩網絡和固定網絡的維度，在整個通信網絡的設計上將考慮技術進步的價值，以促進減少核心網段的傳輸延遲或更寬的帶寬屬性，這是5G網絡的基本要求，高度可塑的資源控制，類似于無線網絡的可訪問性。

全球移動通信日益擁擠，用戶對數據的需求日益增長，需要支持新的業務。因此，5G網絡的設計是為了滿足工業用戶日益增長的數據需求，以及機器通信等新技術的挑戰。此外，增加聯網設備的總數，包括無線技術5G為智能手表、智能電表、工業設備和傳感器提供的消費設備應用程序。當連接時來自物聯網技術，物聯網擴展了對人與物之間的移動通信服務的關注。未來的物聯網應用，如移動健康、汽車互聯網、智能家居、工業控制和環境監測，將推動物聯網應用的爆炸性增長。此外，物聯網應用產生的大數據將成為基礎，云將成為存儲和處理。5G網絡將給每個商業領域帶來革命性的變化。到2020年，預計將有200億臺設備聯網[9]。展望在不遠的將來，移動寬帶服務在社會日常生活中的應用無線移動5G應用。5G支持的部分現代應用程序利用率：視頻會議和實時視頻應用。增強現實（AR）和虛擬現實（VR）服務，智能城市，建筑和城市服務與物聯網，自動駕駛汽車，在教育中的應用，自動駕駛汽車和工業自動化以及在健康領域的應用。5G以千兆字節的方式提供大容量的數據廣播，支持虛擬專用網絡。此外，25Mbps連接速度，數據帶寬高于1Gb，5G的上傳和下載速度非常高。

三、5G技術背景下通信客戶服務電信大數據平臺設計

（一）通信客戶服務模式發展現狀

在過去的幾年里，研究者們進行了許多關于移動通信的新一代和新趨勢的研究。在本文的這一部分，將調查在移動代完成的重要研究的數量，4G和5G無線技術在其速度、頻帶、交換設計基礎和前向糾錯方面的比較研究。此外，5G將取代4G，并提到了5G的新應用，通過不同的移動技術對下一代移動通信一代迄今為止傳遞到未來進行了評估。隨著5G技術的發展，移動通信技術的進步將不再局限于11gbps的高速網絡。第二代（2G）的全球移動通信系統（GSM）技術、用于第三代（3G）的通用移動通信系統（UMTS）技術、用于第四代（4G）移動通信網絡的長期演進（LTE）技術。此外，針對5G和物聯網應用，引入了新的安全系統，通過使用機器學習和人工智能算法實現安全自動化和監控。5G無線網絡是物聯網高通信要求的主要角色，5G旨在推動物聯網應用。

為了以更經濟的方式向用戶提供通信客戶服務，5G系統在商業部署后的調度和維持必須考慮成本和可靠性。到2020年，移動數據流量可能會增長1000倍以上，盡管消費者無法粗略補償移動數據的數據量[10]。要做到這一點，打造優質5G的關鍵在于網絡的高性價比。5G頻譜性能、適應不同使用環境和設施的靈活性，以及流線型網絡優化和維護，從5G到每比特的價值都是人們熱切期待的。將5G移動網絡和工業以太網結合成一個混合拓撲。第一個是連接同質的島嶼，第二個是虛擬控制器，第三個是通過遠程生產站點擴展了第二個策略。通過增加新功能提出了5G移動網絡安全方案，實現不同的機器學習算法來處理海量和異構數據，5G網絡可以在大數據分析解決方案的基礎上進行優化。此外，大數據等各種應用都需要5G無線系統的支持，5G速度非常快，能夠傳輸大量數據，而且更加可靠。

（二）通信客戶服務電信大數據平臺設計

電信數據集成層的功能是從電信數據源層訪問上述數據，然后將有缺陷的電信數據進行集成和處理，形成更加標準/常規的數據。在設計的體系結構中，電信數據集成層由電信數據接入、電信數據提取、電信數據過濾、電信數據轉換和電信數據脫敏五個模塊組成。電信數據接入模塊旨在連接不同類型的電信軟件系統和電信硬件平臺。這樣，該模塊就具備了訪問各種電信數據源的能力。電信數據提取模塊涉及從一系列電信數據源中檢索數據。在大多數情況下，電信運營商會對數據進行挖掘，因此，電信運營商提取BSS/OSS/M/D/E域數據，將數據轉移到數據倉庫。電信數據過濾模塊涉及選擇電信數據的一個小子集，然后使用這個子集的電信數據進行電信數據分析和挖掘。電信數據轉換模塊主要負責將電信數據的格式/結構轉換成所需的格式/結構。數據轉換在集成不同數據源的數據以及對這些數據源的控制中起著重要的作用。

電信數據存儲與計算層。電信數據存儲和計算層考慮了不同數據的特性，然后采用相應類型的數據庫來存儲不同類型的數據。運營管理層。運營管理層的功能是對電信大數據平臺進行管理和維護，保證該架構的穩定運行。因此，該層由以下模塊組成：訪問控制模塊可以控制用戶通過外部網絡賬號認證訪問平臺。此外，訪問控制模塊還決定用戶可以訪問哪些數據，操作哪種數據共享方式，以及數據操作的步驟。該層采用相關協議作為用戶訪問控制技術，電信數據脫敏模塊旨在應對電信數據中的隱私信息泄露，擴大電信數據的應用場景。為了達到這個目的，該平臺根據特定的脫敏算法對敏感數據進行轉換。電信數據環境隔離模塊旨在將電信數據限制在特定的環境中，而不被復制或傳播到外部。我們設計的平臺采用虛擬防火墻來保證電信數據存儲、管理和分析環境的安全隔離。電信數據加密模塊對涉及用戶隱私的敏感數據進行加密。任務調度和管理模塊將不同的任務分配給多個運行單元，然后對這些任務進行管理。該模塊是在不受大量并發訪問場景嚴重影響的情況下，保持系統可靠性和高效性能的關鍵。

四、5G技術背景下通信客戶服務模式應用現狀

5G架構完全基于IP，適用于Wi-Fi和移動網絡。5G模型主要包括一個用戶終端，然后是一系列不同的無線接入技術。每一種無線電技術都被視為與外界連接的IP鏈路。它還繼續區分其環境的變化，從而對持續的服務質量做出反應。因為該系統更可靠，更簡單，更有效，因為它可以處理所有基于5G的新實現。5G的用例主要有三類：（1）物聯網（也被稱為大規模機器對機器的接觸），涉及數十億設備在沒有人為干擾的情況下以無與倫比的規模連通性。它將徹底改變目前的工業流程和系統，包括農業、制造業和企業通信。（2）重要任務包括實時計算機控制、工業機器人、車輛通信和安全系統、自動駕駛和穩定運輸系統。在遠程教育、治療和治療領域，低潛伏期接觸也提出了新的可能性。（3）更好的移動寬帶，提供更快的數據速率和更高的全球可用性。目前的功能為國內消費者提供免費的Wi-Fi互聯網接入，不需要有線傳輸器的戶外電視系統和更大的智能手機連接。

隨著計算機和通信技術的飛速發展，無線通信系統經歷了高速的發展。電信運營商可以利用電信數據對無線系統進行管理。即將到來的蜂窩通信系統將覆蓋社區或人口的所有領域，為用戶提供無縫體驗。為了獲得5G網絡規范、標準的基礎設施和客戶需求所需的規格，基于電信大數據平臺的BSS域數據和OSS域數據，構建了電信客戶分析系統。該系統具有對電信客戶所服務的每個電信客戶的肖像進行分析的能力。電信客戶的形象包括以下幾個因素：客戶APP因素，電信大數據平臺基于深度包調查技術，可以感知移動應用的使用時間和頻率。在此基礎上，對電信用戶的小區狀況進行分析，設計了基于電信大數據平臺的小區判斷系統。電信大數據平臺收集并存儲了大量BSS/OSS/M/D/E領域數據。對于小區判斷系統，首先從小區覆蓋和影響、小區擁塞和流量、小區資源利用、小區業務、網絡性能五個方面進行小區畫像分析。客戶的位置和跟蹤因素：從無線連接的角度來看，移動客戶總是連接到移動網絡中相鄰的小區，電信客戶分析系統可以根據所連接的小區信息和測量報告以及地理信息系統來估計客戶的位置。此外，電信客戶分析系統可以每天了解客戶的行蹤。信客戶分析系統還可以分析電信客戶的其他因素，包括客戶的智能終端信息、客戶的服務集信息等。電信運營商可以使用電信客戶分析系統進行外部應用。例如，客戶的位置和跟蹤信息可以用來尋找潛在的業務區域和商店。客戶的偏好可以用于廣告和營銷方案，以及其他應用場景。在未來的工作中，將利用設計好的電信大數據平臺，開發更多的電信運營商內部應用系統，以及外部的行業應用系統。同時，除蜂窩網絡外，將研究移動網絡其他場景下的大數據資源（如物聯網、車載網絡、衛星網絡等）。此外，該大數據平臺還可以進行修改，用于移動網絡的其他場景。從OSS/BSS/M/D/E領域對電信大數據進行研究，為電信運營商設計了一種新型的電信大數據平臺。該平臺包括電信數據源層、電信數據集成層、電信數據存儲與計算層、運營與管理層、電信數據應用層五個層次。在該電信大數據平臺的基礎上，提出小區判斷系統和電信客戶分析系統，并將這兩個系統應用到本地電信運營管理中。

五、結論

在本文中，我們回顧了許多研究后，可以得出結論，移動無線通信網絡的發展做得非常快，從1G到3G，它只用于語音發送消息數據等活動。考慮到移動無線通信5G技術將成為移動市場的又一場革命，對不同類型的移動一代進行了解釋。5G技術有著光明的未來，因為它可以處理最好的進展，并為客戶提供寶貴的接收器。人對機通信、機對機通信、物聯網應用、人工智能、媒體信息、工業等領域將發生革命性的變化。未來的5G網絡將與蜂窩網絡和局域網相結合，引領媒體和信息等領域的快速改進。