5G通信技術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

1.1 5G通信技術特征

5G通信技術是目前通信技術中的前沿科技，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、3G通信技術、4G通信技術之后的又一次革命，其主要特征為頻譜的利用率更高、系統性能更強、功率成本更低、采用了雙向信號傳遞。從技術層面分析，5G通信技術是在目前主流的4G技術基礎上進行的一次平滑演進，擴展了無線電波的利用頻段，并與光載無線網絡、有線網絡、無線網絡相融合，提高了高頻段無線電波的利用效率。5G通信技術將室內無線網絡覆蓋和網絡服務作為主要業務，協同網絡資源，提高無線通信的性能。通信運營商可以根據區域通信業務流量的變化優化調整網絡資源的分配，實現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絡上傳和下載數據的速度，5G通信是目前4G通信速度的100倍。

1.2 5G關鍵技術

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

表1 5G典型場景的關鍵性能指標

高頻段傳輸是針對無線網絡用戶規模不斷增長，而現有頻譜資源緊張而采用高頻段傳輸技術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。采用多天線協同服務，從無源到有源、從高階到陣列、從二維到三維的轉變，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，消除通信雙工節點自身發射機信號干擾，靈活地轉化信號，既可以作為發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拓展設備之間的直接通信方式，轉變以基站為中心的組網方式增加用戶量和數據流量。采用大規模天線布置在宏基站的方式擴大室外空間的增益，布置密集網絡室內外數據傳輸節點，增強網絡的覆蓋能力。通過扁平化的網絡架構改進，提高網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務處理方式實現通信技術的智能化。

1.3 5G通信技術的應用

5G通信技術的出現打通了萬物互聯、云端生活、智能交互的通道，在5G通信技術的影響下，人們真正邁入了智能化生活的新時代。在未來，5G通信規模化的發展將改變萬物，將人工智能帶給大眾，5G通信技術在人工智能領域中的應用如圖1所示：

圖1 5G通信技術在人工智能領域的應用

雖然目前物聯網技術已經在4G通信技術的影響下得到了一定的發展，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模化發展，而5G通信技術流量大、頻率高的特征，使物聯網可以有更大的發展空間，物聯網將迎來前所未有的發展高峰期。5G通信技術作為智能交通、智能家居、智能通信等應用落地的底層技術，將為人類生活的智能化服務提供可靠的保障。5G通信技術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技術將移動內容云化處理，并基于大數據的分析為用戶智能推送信息和內容，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通信技術將中心云轉化為移動設備云，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，數據的交換是基礎服務，5G技術強大的吞吐量及計算能力，可以加快無人駕駛汽車、遠程醫療、智慧交通等應用的實現進程，使“互聯網+”成為時代的加速器。

2 5G通信技術對人工智能的影響

5G通信技術引領人工智能的高速發展，其對人工智能的影響將改變人類未來的生活方式，VR技術的應用將進一步拓展，移動互聯網應用將成為時代的主流，在5G技術的影響下，智慧城市、智慧生活、智慧交通將成為物聯網的發展主題。

人工智能“阿爾法圍棋”戰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通信技術的影響下，人工智能計算速度將得到飛速的發展，這對于海量數據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技術逼真的三維虛擬環境可以為人類帶來更多的體驗效果，尤其是在精準醫療、智能交通規劃、高效能存儲與分布式計算等方面，5G通信技術與VR技術相結合實現真實環境與虛擬環境的實時同步，解決目前面臨的一系列人工操作難以解決的技術難題。

未來5G的傳輸速率可達到10Gb。這對于移動互聯網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展空間。

大數據是未來戰略規劃和技術創新的基礎，在“互聯網+”時代，數據的價值將是產業創新與經濟發展的新動能，大數據的存儲與計算都離不開網絡傳輸效率的支持，5G通信技術為大數據的應用提供了數據整合與開放的應用空間，極大地提高了數據的應用效率，推動了大數據社會化、產業化的發展。

物聯網的發展將改變人們傳統的生活方式，讓快節奏的生活降速，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網發展的主題，在5G技術的影響下，物聯網讓城市“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濟的發展，使人類的生活更加美好。

3 結語

本文通過5G通信技術的研究，闡述了5G通信技術頻譜的利用率更高、系統性能更強、功率成本更低、采用了雙向信號傳遞等特征，其技術關鍵的核心是采用了高頻段、多天線、同時同頻全雙工技術、設備通信技術、密集網絡技術、新型網絡架構技術和智能化技術。5G通信速度和吞吐量的大幅度提升打通了萬物互聯、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通信技術的引領下，人工智能將實現與VR技術、移動互聯網技術、物聯網技術等進行融合，為人類構建智慧生活、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。