5G網絡下的云計算運用分析

李宏霞

（呼和浩特職業學院計算機信息學院，內蒙古 呼和浩特 010000）

0 引 言

隨著網絡技術的不斷發展和科學技術水平的不斷提升，各種新型計算技術在各行各業得到了廣泛應用，云計算技術就是其中的典型。尤其是近年來隨著無線網絡的覆蓋面積越來越大，云計算在各種移動終端中得到了廣泛應用，逐漸成為市場發展前景廣闊的新型技術。云計算技術的發展與應用帶動了計算機行業的革新，尤其是在綠色網絡領域。目前，計算機行業正在朝著低能耗發展，5G網絡技術的出現與合理應用可以起到降低能耗的作用[1]。此外，5G網絡技術的出現極大程度地促進了云計算的發展。

1 主要概念闡述

1.1 5G網絡發展

5G是前4代移動通信技術的升級，集前4代通信技術的優勢于一身，不僅效率高，而且覆蓋面也比較廣，屬于新型通信技術。5G通信技術具有較高的傳輸效率、較廣的覆蓋范圍以及更加安全的信息傳輸方式，在很大程度上彌補了4G通信技術的缺陷[2]。5G移動網絡的快速發展對我國通信行業的發展具有非常大的提升作用，提高了移動通信效果，有效滿足了用戶的使用需求。

1.2 云計算

云計算技術即利用網絡技術對數據信息進行計算、處理，并將其整合成多個小程序，之后再利用服務器中的技術分析這些小程序，最后獲得用戶所需的結果，滿足用戶的實際需求。云計算的應用范圍，如圖1所示。

圖1 云計算的應用范圍

早期云計算的本質為分布式計算，具體而言就是將信息數據的計算任務進行分發，最后將各自計算結果整合到一起[3]。移動云計算技術的特點可以概括為以下3個方面。

（1）存儲數據比較便捷。利用移動云計算技術進行數據計算時，可以通過網絡的強大功能讓用戶隨時隨地進行數據存儲，而且不受空間限制。與此同時，移動云計算也支持不同用戶間的數據、資源共享。

（2）移動云計算技術的服務內容更具針對性。由于不同用戶對云計算需求的側重點不同，因此為了提高用戶體驗，必須要針對不同用戶提供具有針對性的服務內容，以不斷擴大云計算服務的覆蓋面，如圖2所示。移動云計算技術以互聯網為基礎，不僅可以讓不同用戶之間實現資源共享，而且還能節約能源、降低成本[4]。

圖2 云服務的范圍

（3）具有較強的數據處理能力。移動云計算在處理數據時，雖然智能手機的CPU不低，在利用智能手機對數據信息進行處理時，還是會受到一定程度的限制，而移動云計算技術則彌補了智能手機的不足，提高了數據處理效率與質量。

2 5G網絡對移動云計算的影響

5G網絡的出現對移動云計算產生的影響非常大，具體可以概括為以下兩個方面。一是5G網絡能夠帶給用戶更好的使用體驗，從而增強用戶對云計算的信心。利用5G網絡，用戶下載藍光電影等的速度更快，而通過移動云計算能夠實現對上述媒體內容的高效、科學計算，能夠提高用戶體驗，促使用戶更加放心地應用移動云計算技術[5]。二是5G移動通信技術的日益成熟帶動了移動云計算的發展，目前移動云計算已經可以在云端完成多且復雜的數據計算，用戶能夠直接通過網絡獲得所需的計算結果。簡而言之，5G網絡為移動云計算的創新發展提供了平臺與環境[6]。

3 5G網絡下的云計算運用

隨著信息技術的不斷發展，我國5G通信技術愈發成熟，推動了移動云計算應用范圍的擴大。目前，利用移動云計算的優勢可以推動現代企業實現長久、穩定發展，在不斷提高效率的同時節約能源，實現可持續發展的目標。

3.1 云存儲

目前，云存儲已經成為一種比較常見的數據在線儲存模式。通過網絡可以將數據存儲在虛擬服務器上，這些虛擬服務器一般是由第三方托管，并非專屬服務器。在托管公司的數據中心，具有數據存儲需求的用戶可以通過購買、租賃等方式獲得存儲空間來進行數據存儲。而數據中心則結合用戶的實際需求做好存儲數據的準備，將數據存儲空間以存儲資源的形式提供給用戶，用戶可自行存放數據。從實際情況來看，這種存儲資源可以分布在各種服務器主機上。云存儲系統是一個覆蓋范圍極廣、多區域分布的公用系統，其功能的實現依賴于強大的網絡環境，而5G技術的出現為云存儲系統的發展提供了強大的網絡環境[7,8]。

3.2 建立移動邊緣的云計算框架

移動云計算構架圖如圖3所示。在5G技術的支持下，云計算正式進入到了移動邊緣的計算模式當中。相較于傳統計算模式，移動邊緣計算模式不僅解決了移動通信終端計算受限的問題，而且還可以提高傳輸效率，提升傳輸效果。移動邊緣云計算模式的優勢主要體現在兩方面，一是計算能力超級強，可以顯著提升計算數據的準確度；二是與移動通信終端的距離相對較近，可以完成延時類的計算機計算任務。為了實現移動邊緣的云計算模式，需要建立相應的云計算框架，而5G網絡技術可以為移動邊緣的云計算框架的建立提供支撐[9]。

圖3 移動云計算架構

3.3 采用DVFS任務節能調度計算

動態電壓頻率調整（Dynamic Voltage and Frequency Scaling，DVFS）技術屬于一種節能技術，采用DVFS任務節能調度計算即利用云計算來實現任務的有效調度，可以減少能源消耗，實現節能目標。如圖4所示，在調度云計算任務時，應結合實際情況合理調整芯片的頻率與電壓，以確保移動通信段可以滿足實際需求，避免對芯片產生過度損耗，節約能源。該技術實現的硬件基礎是基于所用芯片提供不同電壓的電源，再借助眾多可選擇的開關實現輸出多種電壓的目的[10]。DVFS的原理是在芯片制造工藝的基礎上使工作的電壓與頻率對應，從而讓芯片的損耗情況與使用頻率之間形成正相關關系。由電力學知識可知，在一個電路中當電容與電阻不變時，輸出功率會隨著電壓的升高而升高。基于此，為了確保用戶的使用安全，必須要結合實際情況來對工作的電壓進行合理調整。當輸出功率越來越高時，芯片工作時的電壓與頻率也會相應地提高；當輸出功率越來越低時，芯片工作時產生的電壓與頻率也會相應地下降。

圖4 自適應DVFS系統圖

4 結 論

信息化時代下，5G網絡憑借高效率、高穩定性、高安全性等優勢得到了廣泛應用。利用5G網絡技術可以對企業業務數據進行高效且安全地處理，而且還可以在保證企業利益的前提下盡可能節約能源，降低能源消耗。基于此，對5G網絡下的云計算展開了分析。除此之外，5G網絡下移動云計算的應用也涉及到其他方面知識，包括人臉識別、人工智能領域以及無線電傳感等。5G技術擁有非常廣闊的發展前景，尤其是在物聯網與移動互聯網應用方面，未來5G網絡下的移動云計算必將成為移動服務領域的核心課題，其應用中尚存在的一些問題也將逐漸得到妥善解決。