5G通信下的移动数据库.doc

5G通信下的移动数据库 摘要：随着移动通信能力和网络技术的不断提高，不管是人们的日常生活还是工业生产都对数据库技术提出的新的要求。传统的基于固定网络的数据库技术，无法满足人们对于“移动性”的需求。在这种时代背景下，移动数据库应运而生。移动数据库的目的是为了解决人们在各种移动中断和嵌入式设备中对数据处理的需要。5G技术的出现将会给移动通信行业和互联网行业带来极大的变化，进一步给移动数据库技术带来深远的影响。 关键词：移动数据库；5G技术；移动通信 Mobile Database Under 5th Generation Mobile Networks Abstract: With the continuous improvement of mobile communication capability and network technology, both People's Daily life and industrial production have put forward new requirements for database technology. Traditional database technology based on fixed network cannot meet people's demand for "mobility". In this era of background, mobile database emerged. The purpose of mobile database is to solve the need of data processing in various mobile interrupts and embedded devices. The emergence of 5G technology will bring great changes to the mobile communication industry and the Internet industry, and further exert a far-reaching impact on the mobile database technology. Key words: Mobile Database; 5th Generation Mobile Networks; Mobile communication 移动数据库又被称为嵌入式数据库，其主要被应用于移动手机、平板电脑以及各种嵌入式设备中。移动数据库的含义有两层：人在移动时可以存取后台数据库或其副本；人可以带着后台数据库副本移动。伴随着各种移动终端的普及和互联网技术的发展，人们希望可以随时随地的办公，这样不仅可以提高工作效率，还可以充分利用碎片化的时间。移动数据库的出现正是为了满足人们的这种生活生产需求。它使得人们能够在移动的过程中获取数据库信息，进行数据查询与更新。数据库的移动化和在移动通信领域使用数据库技术是数据库发展到现阶段的两大趋势。 由于移动数据库主要应用于移动环境下，其不可避免的会涉及到移动通信领域。5G通信技术的出现给移动通信技术带来了巨大改变，相应的对于使用了移动通信技术的移动数据库而言，5G技术也将为其带来极大的变化。 1 移动数据库简介 1.1 移动数据库的特点 移动数据库可以被看作为移动计算环境中的分布式数据库，移动数据库的数据在物理上是分散的在逻辑上是集中的。与分布式数据库相比，移动数据库具有一些不同的特点。首先，移动设备在使用数据库时往往处于移动的状态且需要时刻保持通信能力，因此移动数据库具有移动性；用户在使用数据库进行查询的数据可能与其所处的位置是相关的，所以移动数据具有位置相关性；移动设备与主机之间的连接在整个 具有位置相关性；移动设备与主机之间的连接在整个事务处理的过程中并非一直存在，二者之间往往处于一种断开-连接的循环状态，因此移动数据库的连接具有频繁的断接性；用户在使用过程中的移动不可避免的将会导致其所处的网络环境发生变化，这就使得移动数据库所处的网络环境具有多样性；由于移动设备的用户基数相当庞大，庞大的用户群体将会产生海量的数据，这对移动数据库的数据处理能力提出了较高的挑战，因此系统规模庞大也是移动数据库的特性之一；对于移动数据库依赖的移动设备而言，其所拥有的资源是有限的，例如移动设备的电源通常仅能连续工作数个小时而已，另外移动设备所拥有的存储能力也是十分有限的；网络通信时上行链路的通信代价和下行链路的通信代价存在很大差异，移动数据库在进行数据传输的过程中需要充分考虑这种差距。 2 移动数据库的特点 2.1 移动数据库的意义 传统的数据库其数据中心通常是在固定主机上，并且主机电源也是固定的，不具备可移动性，其大部分设置都是固定的默认模式，灵活性差，无法满足用户的多样性需求。传统数据库在互联网发展的早期可以满足当时人们不多的需求，早期互联网的应用并不像如今这样普遍，所涉及到的活动往往单一、固定。但是随着互联网行业的不断发展以及移动终端的普及，人们对数据库技术提出了越来越多的新需求。其中移动设备和嵌入式设备的出现，都移动数据的出现起到了决定性的作用。 互联网技术不断向前发展推动着工作方式和生活方式发生变化。如今国内手机、平板电脑的使用随处可见，近年来出现的智能家电也在不断的走进人们的生产生活。在工业生产中各种嵌入式设备被广泛使用，用于控制产品生产过程和监督。手机、平板、嵌入式设备的普及为移动数据库的出现提供了硬件基础，同时也是促使移动数据库出现的主要因素。 2.1 移动数据库结构模式 普通的数据库是由固定节点构造而成，而移动数据库则改变了这一规则，它是由固定系统和移动系统共同组城，移动数据库有着可移动、宽带适应性强、可伸缩性等特点，而移动数据库则是移动计算设备的服务系统。         图1 移动数据库结构 Fig.1 structure of mobile database 2.2 移动数据库结点 移动数据库作为分布式数据库的扩展，主要具有以下三类结点：服务器（SVR)、移动支持结点（MSS）、移动客户机（MC）。 服务器作为固定的结点存在于移动数据库系统中，它将负责维护本地数据库。多个服务器之间通过固定网络进行连接，服务器与服务器之间构成一个典型的分布式数据库系统。移动支持节点位于高速网络中，与服务器不同，移动支持结点具有无线联网能力，移动支持结点为处于网络单元内的移动客户机提供服务。处于网络单元内的移动客户机可以通过无线网络与移动支持结点之间进行数据交换，再通过移动支持结点来获取服务器上的数据。移动客户机是移动数据库系统中规模最庞大的设施，移动数据库的多种特性也是有移动客户机所决定的。正是由于移动客户机的移动性、网络的断接性、网络环境的多变性等造成了移动数据的移动性、断接性等。 3 5G通信技术 3.1基本概念 5G通信技术的全称是第五代移动通信技术，是在其之前出现的4G\3G\2G技术的扩展。5G通信技术相较于之前的三代通信技术而言，具有数据传输速率高、延迟低、节约资源、允许大规模的设备接入。2019年我国正是进入5G商用元年，到目前位置国内三大运营商相继推出了各自的5G套餐供人们使用，这为5G的普及打下了基础。 5G网络作为蜂窝网络的一种，它将运营商的服务区域划分为若干个小区域，属于某一区域中的5G设备通过无线电波与本地的天线阵列和低功率自动收发器进行通信。区域上的本地天线通过光纤或无线回程与互联网连接，当移动设备从一个区域移动到其他区域时，其所连接的本地天线也将自动切换到新的本地天线中。 3.2 5G通信技术特点 与传统的4G通信技术相比，5G具有更高速的带宽接入能力，能够支持所有的物联网设备接入互联网，且所花费的成本低于传统的通信技术。5G的聚合数据速率相较于4G通信技术提高了1000倍以上。在系统的边缘区域，用户所使用的数据传输速率不可避免的会发生变化，5G通信技术的目标是100Mbps到1Gbps,边缘速率越提高了100倍。5G通信传输技术采用低延时高可靠物联网涉及，能够满足移动互联网和物联网的应用场景中对于低延迟的要求，可以将端到端的用户延时控制在毫秒级，大大改善了用户体验。5G通信技术可以实现10ms左右的延时控制，最重要的是，5G大幅度降低延时的同时还保证了数据传输过程中的高可靠性，其可靠度可达到99.99%。 3.3 5G关键技术 智能化技术是5G系统中的关键技术之一，也是5G投入生产生活的关键。随着科学技术的不断发展，各种智能设备层出不穷，可以预见在不远的将来人们的生活中将充斥着大量的智能化设备。5G网络为了帮助人们更好的使用这些只能设备，采用了大量的智能化技术。多天线传