5G通信技術(shù)對人工智能的影響研究

葛毓

（豫章師范學院，江西 南昌 330103）

1 5G通信技術(shù)

1.1 5G通信技術(shù)特征

5G通信技術(shù)是目前通信技術(shù)中的前沿科技，預計在2020年前后將成為移動通信應用的主流，它是繼2G通信技術(shù)、3G通信技術(shù)、4G通信技術(shù)之后的又一次革命，其主要特征為頻譜的利用率更高、系統(tǒng)性能更強、功率成本更低、采用了雙向信號傳遞。從技術(shù)層面分析，5G通信技術(shù)是在目前主流的4G技術(shù)基礎上進行的一次平滑演進，擴展了無線電波的利用頻段，并與光載無線網(wǎng)絡、有線網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡相融合，提高了高頻段無線電波的利用效率。5G通信技術(shù)將室內(nèi)無線網(wǎng)絡覆蓋和網(wǎng)絡服務作為主要業(yè)務，協(xié)同網(wǎng)絡資源，提高無線通信的性能。通信運營商可以根據(jù)區(qū)域通信業(yè)務流量的變化優(yōu)化調(diào)整網(wǎng)絡資源的分配，實現(xiàn)在設備能耗方面和運營成本方面的降低。雙向信號傳遞是5G通信技術(shù)的主要特征，采用高頻率電臺提升無線電波的振動頻率，大容量密集型的寬帶信號接收點提升了網(wǎng)絡上傳和下載數(shù)據(jù)的速度，5G通信是目前4G通信速度的100倍。

1.2 5G關(guān)鍵技術(shù)

通過5G通信技術(shù)特征可以看出，5G通信核心的關(guān)鍵技術(shù)是采用高頻段、多天線、同時同頻全雙工技術(shù)、設備通信技術(shù)、密集網(wǎng)絡技術(shù)、新型網(wǎng)絡架構(gòu)技術(shù)和智能化技術(shù)。以一個5G典型場景為例，其關(guān)鍵性能指標如表1所示。

表1 5G典型場景的關(guān)鍵性能指標

高頻段傳輸是針對無線網(wǎng)絡用戶規(guī)模不斷增長，而現(xiàn)有頻譜資源緊張而采用高頻段傳輸技術(shù)對寬帶頻段進行提升，擴大頻段到273.5GHz以滿足用戶對傳輸速率和容量的需求。采用多天線協(xié)同服務，從無源到有源、從高階到陣列、從二維到三維的轉(zhuǎn)變，提高頻譜的利用率。在同一個物理新島上對兩個方向的信號進行傳輸，消除通信雙工節(jié)點自身發(fā)射機信號干擾，靈活地轉(zhuǎn)化信號，既可以作為發(fā)射信號也可以作為同頻信號，提升頻率的應用效率。通過設備間的通信技術(shù)拓展設備之間的直接通信方式，轉(zhuǎn)變以基站為中心的組網(wǎng)方式增加用戶量和數(shù)據(jù)流量。采用大規(guī)模天線布置在宏基站的方式擴大室外空間的增益，布置密集網(wǎng)絡室內(nèi)外數(shù)據(jù)傳輸節(jié)點，增強網(wǎng)絡的覆蓋能力。通過扁平化的網(wǎng)絡架構(gòu)改進，提高網(wǎng)絡的效率和可維護性。采用宏基站進行云計算和存儲，采用多樣化、智能化的連接方式和業(yè)務處理方式實現(xiàn)通信技術(shù)的智能化。

1.3 5G通信技術(shù)的應用

5G通信技術(shù)的出現(xiàn)打通了萬物互聯(lián)、云端生活、智能交互的通道，在5G通信技術(shù)的影響下，人們真正邁入了智能化生活的新時代。在未來，5G通信規(guī)?；陌l(fā)展將改變?nèi)f物，將人工智能帶給大眾，5G通信技術(shù)在人工智能領(lǐng)域中的應用如圖1所示：

圖1 5G通信技術(shù)在人工智能領(lǐng)域的應用

雖然目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在4G通信技術(shù)的影響下得到了一定的發(fā)展，但是受無線通信頻段范圍窄、運行成本高的制約難以滿足規(guī)?；l(fā)展，而5G通信技術(shù)流量大、頻率高的特征，使物聯(lián)網(wǎng)可以有更大的發(fā)展空間，物聯(lián)網(wǎng)將迎來前所未有的發(fā)展高峰期。5G通信技術(shù)作為智能交通、智能家居、智能通信等應用落地的底層技術(shù)，將為人類生活的智能化服務提供可靠的保障。5G通信技術(shù)讓云端服務更加流暢，人們通過5G瀏覽高清視頻、上傳和下載資源速度更快。5G技術(shù)將移動內(nèi)容云化處理，并基于大數(shù)據(jù)的分析為用戶智能推送信息和內(nèi)容，提升用戶對無線通信服務的體驗效果。在智能手機不斷普及的趨勢下，5G通信技術(shù)將中心云轉(zhuǎn)化為移動設備云，解決了智能移動設備存儲資源受限的問題，利用資源池為用戶提供更加豐富的移動應用資源。在人工智能交互中，數(shù)據(jù)的交換是基礎服務，5G技術(shù)強大的吞吐量及計算能力，可以加快無人駕駛汽車、遠程醫(yī)療、智慧交通等應用的實現(xiàn)進程，使“互聯(lián)網(wǎng)+”成為時代的加速器。

2 5G通信技術(shù)對人工智能的影響

5G通信技術(shù)引領(lǐng)人工智能的高速發(fā)展，其對人工智能的影響將改變?nèi)祟愇磥淼纳罘绞剑琕R技術(shù)的應用將進一步拓展，移動互聯(lián)網(wǎng)應用將成為時代的主流，在5G技術(shù)的影響下，智慧城市、智慧生活、智慧交通將成為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主題。

人工智能“阿爾法圍棋”戰(zhàn)勝人類證明了機器人在計算、仿真、模擬、圖像識別等方面相比人類可以達到更高的準確度，利用人工智能可以降低人類工作壓力，解決人類難以解決的問題。在5G通信技術(shù)的影響下，人工智能計算速度將得到飛速的發(fā)展，這對于海量數(shù)據(jù)的分析與處理將是一次革命性的提升，如無人駕駛汽車在5G通信技術(shù)的影響下在單車道控制、多車道控制、交叉路口自動控制等方面將更加精準。

VR技術(shù)逼真的三維虛擬環(huán)境可以為人類帶來更多的體驗效果，尤其是在精準醫(yī)療、智能交通規(guī)劃、高效能存儲與分布式計算等方面，5G通信技術(shù)與VR技術(shù)相結(jié)合實現(xiàn)真實環(huán)境與虛擬環(huán)境的實時同步，解決目前面臨的一系列人工操作難以解決的技術(shù)難題。

未來5G的傳輸速率可達到10Gb。這對于移動互聯(lián)網(wǎng)應用將是一個跨時代的進步，人們在瀏覽視頻，上傳和下載資源時將極大地縮短緩存的時間，并且基于云端的服務應用將解決智能手機、PDA等設備自身存儲能力的限制，移動應用將有更加廣闊的發(fā)展空間。

大數(shù)據(jù)是未來戰(zhàn)略規(guī)劃和技術(shù)創(chuàng)新的基礎，在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，數(shù)據(jù)的價值將是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展的新動能，大數(shù)據(jù)的存儲與計算都離不開網(wǎng)絡傳輸效率的支持，5G通信技術(shù)為大數(shù)據(jù)的應用提供了數(shù)據(jù)整合與開放的應用空間，極大地提高了數(shù)據(jù)的應用效率，推動了大數(shù)據(jù)社會化、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活方式，讓快節(jié)奏的生活降速，給人類更多的自由空間。智慧城市、智慧生活、智慧交通將成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主題，在5G技術(shù)的影響下，物聯(lián)網(wǎng)讓城市“智慧”相連，讓人類的工作、學習、娛樂與“智慧”相通，極大地提高了共享經(jīng)濟的發(fā)展，使人類的生活更加美好。

3 結(jié)語

本文通過5G通信技術(shù)的研究，闡述了5G通信技術(shù)頻譜的利用率更高、系統(tǒng)性能更強、功率成本更低、采用了雙向信號傳遞等特征，其技術(shù)關(guān)鍵的核心是采用了高頻段、多天線、同時同頻全雙工技術(shù)、設備通信技術(shù)、密集網(wǎng)絡技術(shù)、新型網(wǎng)絡架構(gòu)技術(shù)和智能化技術(shù)。5G通信速度和吞吐量的大幅度提升打通了萬物互聯(lián)、云端生活、智能交互的通道，使人類真正進入到人工智能的時代。在5G通信技術(shù)的引領(lǐng)下，人工智能將實現(xiàn)與VR技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等進行融合，為人類構(gòu)建智慧生活、智慧城市、智慧交通等全方位的人工智能服務，人類也將邁入一個嶄新的人工智能時代。