大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景

程圣杰

（公誠管理咨詢有限公司，廣東 廣州 510630）

0 引 言

互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)融入到現(xiàn)代人生活中的各個方面，隨著其不斷發(fā)展，越來越多的智能設(shè)備不斷接入到移動網(wǎng)絡(luò)中，大量的服務(wù)和軟件應(yīng)用讓網(wǎng)絡(luò)中的移動數(shù)據(jù)呈現(xiàn)井噴式增長。現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)無法應(yīng)對未來移動網(wǎng)絡(luò)需求，新一代大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必經(jīng)之路。

1 5G移動通信技術(shù)的概念

5G是第五代移動通信技術(shù)的簡稱，是最新一代的蜂窩移動通信技術(shù)，是對4G移動通信技術(shù)的提升。5G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率對比4G有10～100倍以上的提升，未來自動駕駛和VR等智能技術(shù)會依靠5G移動通信技術(shù)的發(fā)展全面融入人們的生活中，還會開辟出更多新的應(yīng)用領(lǐng)域，從而全面促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)[1]。

5G移動通信技術(shù)有以下幾個特點。一是速度快。5G數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)10 Gb/s，意味著下載一部3 GB大小的影片僅需要33 s，相比之下用4G網(wǎng)絡(luò)下載需要花費6 min以上。二是泛在網(wǎng)。泛在網(wǎng)是廣泛存在的網(wǎng)絡(luò)，它無所不在、無所不能且無所不包，能打破時間、地點、人物以及事物之間的壁壘，實現(xiàn)全覆蓋通信[2]。三是低功耗。要想實現(xiàn)全方位覆蓋物聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)，必須優(yōu)化功耗，大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)能大幅降低功耗需求，實際應(yīng)用中延長物聯(lián)網(wǎng)之中產(chǎn)品的充電間隔，提升用戶的體驗感[3]。四是低延時。4G的網(wǎng)絡(luò)延遲為30～70 ms，而大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)的延遲低于1 ms。五是萬物互聯(lián)。打造全覆蓋物聯(lián)網(wǎng)，智能時代，移動通信技術(shù)已不局限于手機(jī)，人們的生活中出現(xiàn)了各種各樣的可穿戴設(shè)備、智能家電以及共享交通工具等，通過在各種產(chǎn)品和物品上安裝應(yīng)用信息傳感器、激光掃描器或全球定位系統(tǒng)等先進(jìn)科技實現(xiàn)人和物及物和物之間的連接，讓人們能夠?qū)ξ锲泛瓦^程進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、管理以及監(jiān)督等[4-6]。

2 大數(shù)據(jù)時代下5G移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程及存在問題

我國對移動通信技術(shù)的研究起步較晚，但是經(jīng)過近些年的努力也取得了一些成就，移動通信技術(shù)發(fā)展歷程詳見表1。

表1 移動通信技術(shù)發(fā)展歷程

大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)需要大量科技人員去不斷梳理和完善，在發(fā)展過程中也有一些問題暴露出來，阻礙5G技術(shù)的發(fā)展，主要存在問題如下。

2.1 人才匱乏

無論發(fā)展何種行業(yè)，人才都是第一生產(chǎn)力。我國移動通信技術(shù)起步較晚，國內(nèi)缺少成熟的借鑒經(jīng)驗，急需大量科技型人才補(bǔ)充技術(shù)上的缺口。我國雖然近些年來在經(jīng)濟(jì)等方面取得了一定提升，但仍處發(fā)展中，尚未建造完善的吸引人才和留住人才的政策，致使人才流失情況嚴(yán)重，嚴(yán)重阻礙了國家發(fā)展大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)[7]。

2.2 管理制度有待完善

近年來，我國在科技領(lǐng)域取得了一定成就，但是國內(nèi)當(dāng)下還缺乏完善的管理制度和相關(guān)法律法規(guī)，不能為行業(yè)發(fā)展提供規(guī)范。大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)也因為缺少完善管理制度的支撐，在發(fā)展中很難完美融合實施方法和技術(shù)要求等，為5G移動通信技術(shù)的發(fā)展設(shè)置了障礙。

3 大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展前景

大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)擁有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，滿足現(xiàn)代化技術(shù)信息共享的操作需求，并且延時性極低，讓很多新興領(lǐng)域獲得了技術(shù)上支持。未來大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)的發(fā)展前景一片光明。

3.1 應(yīng)用場景

大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)不僅能提升人們在通信和網(wǎng)絡(luò)方面的工作效率，而且直接帶動了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和建設(shè)。未來大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)勢必會在生活中的方方面面都得到應(yīng)用，推動各行各業(yè)向智能化發(fā)展，能更加科學(xué)有效地分配和利用資源，提高行業(yè)效率，增加行業(yè)效益。

3.1.1 云VR/AR

VR是虛擬現(xiàn)實技術(shù)，AR是增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，這兩種技術(shù)的應(yīng)用徹底顛覆了傳統(tǒng)人機(jī)交互的方式。VR產(chǎn)業(yè)雖然獲得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，但是在終端成本和用戶體驗度方面還有較大提升空間。云VR技術(shù)是VR產(chǎn)業(yè)未來能夠進(jìn)一步發(fā)展的必要推進(jìn)手段，云VR可以實現(xiàn)在云端處理VR所需的渲染內(nèi)容，處理完成后通過網(wǎng)絡(luò)將處理結(jié)果傳回VR一體設(shè)備，極大程度降低了VR對硬件設(shè)備的要求，并且也不需要用戶去購買價格高昂的PC主機(jī)。但由于只有當(dāng)網(wǎng)絡(luò)時延低于5 ms并且傳輸速率在100 Mb/s～9.4 Gb/s才能實現(xiàn)云渲染VR/AR，所以只有大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)能充分滿足其要求[8]。

3.1.2 車聯(lián)網(wǎng)

車聯(lián)網(wǎng)指使車輛聯(lián)網(wǎng)，將車輛中的車載設(shè)備通過大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)連接到互聯(lián)網(wǎng)中，為車輛提供不同的運行服務(wù)，提高車輛的智能駕駛水平，提高駕駛過程的安全性和舒適度，并且提高城市整體交通運行效率。具體應(yīng)用包括自動駕駛、遠(yuǎn)程控制以及編隊行駛等，只有通過大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)才能實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)的低延時和高效率傳輸。

3.1.3 智能制造

機(jī)器的應(yīng)用讓各行業(yè)的生產(chǎn)水平得到了質(zhì)的提升，未來智能機(jī)器會更普遍地應(yīng)用到各行各業(yè)中。傳統(tǒng)生產(chǎn)機(jī)器的作業(yè)模式依托于固定程序，處理方式單一，為了讓機(jī)器獲得智能生產(chǎn)能力，將機(jī)器進(jìn)行云化處理，通過大數(shù)據(jù)和人工智能實時監(jiān)測生產(chǎn)制作過程。利用云計算分析生產(chǎn)過程中的不同情境，并將分析得出的應(yīng)對手段回傳到機(jī)器操作系統(tǒng)中，進(jìn)而控制機(jī)器變更生產(chǎn)手段[9]。

3.1.4 聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)

近年來，無人機(jī)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，無人機(jī)和遙控器之間單線聯(lián)系早已不能滿足其應(yīng)用需求，大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)和無人機(jī)技術(shù)的結(jié)合，讓網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)成為可能。通過移動通信網(wǎng)絡(luò)對接入其中的無人機(jī)進(jìn)行群體控制，可提高無人機(jī)運行效率，實現(xiàn)實時傳輸高清圖像和遠(yuǎn)程低延時控制等。

3.1.5 無線醫(yī)療

大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)的發(fā)展，使遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)成為可能，各類先進(jìn)醫(yī)學(xué)手段能夠跨空間應(yīng)用，病患可以得到更好的醫(yī)治。2019年，一名中國的外科醫(yī)生利用5G技術(shù)完成了世界上首例遠(yuǎn)程外科手術(shù)，通過大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)操作偏遠(yuǎn)地區(qū)的機(jī)械臂成功將實驗動物的肝臟切除，為未來醫(yī)學(xué)跨地區(qū)操作提供了新的可能。

3.1.6 社交網(wǎng)絡(luò)

依托于4G移動通信技術(shù)，視頻直播獲得了迅速發(fā)展。未來，大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)會顛覆當(dāng)前社交形式，通過加持各類可穿戴設(shè)備，將錄像設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)?60°全景直播形式，從現(xiàn)實拓展發(fā)展為虛擬現(xiàn)實，沉浸式視覺體驗?zāi)茏屵h(yuǎn)程社交獲得身臨其境的感受[10]。

3.2 潛在價值

大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)不僅能進(jìn)一步改變?nèi)藗兩詈凸ぷ鞯姆绞剑疫€具有非常可觀的經(jīng)濟(jì)價值。中國信通院發(fā)布的《5G經(jīng)濟(jì)社會影響白皮書》中指出，5G將會使國家數(shù)字經(jīng)濟(jì)提升到新的高度，預(yù)測到2030年，5G移動通信技術(shù)將會直接帶來6.3×1012元的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)，增加8×106個就業(yè)機(jī)會，間接經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)能達(dá)到1.06×1013元，創(chuàng)造1.15×107個間接就業(yè)機(jī)會。為更好地建設(shè)中國大數(shù)據(jù)5G移動通信技術(shù)的發(fā)展，國家應(yīng)不斷完善相關(guān)制度，吸引世界各地的科技型人才來國內(nèi)發(fā)展，加強(qiáng)對本土人才的培養(yǎng)力度，針對不斷變化的行業(yè)形勢，開設(shè)針對性更強(qiáng)的專業(yè)課程，提升人才待遇水平，保護(hù)人才發(fā)展，為國家科技領(lǐng)域掌握原創(chuàng)技術(shù)做好充足的準(zhǔn)備。5G直接和間接經(jīng)濟(jì)增加值貢獻(xiàn)如圖1所示。

圖1 5G直接和間接經(jīng)濟(jì)增加值貢獻(xiàn)（億元）

3.3 技術(shù)發(fā)展前景

我國科研人員在對5G關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)中更注重開發(fā)互交性，5G通信技術(shù)的超低延時性對很多新興行業(yè)提出了更高的要求，如無人駕駛和虛擬現(xiàn)實等方面需要在使用中不斷總結(jié)設(shè)備的不足，提高技術(shù)和設(shè)備之間的互交性，查漏補(bǔ)缺，加強(qiáng)研發(fā)。只有不斷發(fā)展技術(shù)，才能讓其在更廣闊的領(lǐng)域得到應(yīng)用，輕松解決人們生活中的很多問題，提升人們生活的便捷程度。

4 結(jié) 論

5G移動通信技術(shù)勢必會在未來成為惠及全人類的重要技術(shù)。雖然我國在相應(yīng)領(lǐng)域取得一定的成就，但是不能放松警惕，需要不斷努力，及時總結(jié)和分析經(jīng)驗，提高技術(shù)研發(fā)水平，從而在激烈的行業(yè)競爭中保有話語權(quán)。國家也應(yīng)加大對建設(shè)5G移動通信技術(shù)的扶持力度，完善相應(yīng)制度，吸引人才，幫助行業(yè)發(fā)展。大數(shù)據(jù)時代下的5G移動通信技術(shù)融入人們生活中的方方面面，讓人類社會獲得向智能化邁進(jìn)。