5G智慧城市應用探討

陶志強

摘 要 5G將引發(fā)社會生產(chǎn)和人們生活方式的深刻變革。5G 將為智慧城市提供一張更快、更可靠的網(wǎng)絡，有利于智慧城市的落地。智慧城市建設新高潮也將真正到來。5G時代，智慧城市將對醫(yī)療、出行、教育、娛樂等各方面帶來全新體驗。本文重點探討5G時代智慧城市在交通、醫(yī)療、教育等方面應用。

關鍵詞 5G;智慧城市;應用

引言

移動通信技術(shù)由4G快速向5G演進，將大幅提升移動互聯(lián)網(wǎng)用戶業(yè)務體驗，并將開啟物物相連、泛在感知的互聯(lián)時代。5G 是信息技術(shù)革命的支撐點，是將數(shù)字化、云化、AI 化和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)結(jié)的關鍵，因此成為高質(zhì)量智慧城市建設的前提。未來10年是5G商用和5G應用逐步演化的過程。基于5G，用智能化方法建設城市或許是解決目前城市發(fā)展面臨交通、環(huán)境等一系列問題的一個較好方法。整體上看，5G的發(fā)展必將在智慧城市建設中得到廣泛應用。

15G應用場景及技術(shù)發(fā)展

（1）5G應用場景。5G的愿景與需求，是為了應對未來爆炸性的移動數(shù)據(jù)流量增長、海量的設備連接、不斷涌現(xiàn)的各類新業(yè)務和應用場景，同時與行業(yè)深度融合，滿足垂直行業(yè)終端互聯(lián)的多樣化需求，實現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)”，構(gòu)建社會經(jīng)濟數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基石。ITU為5G定義了eMBB（增強移動寬帶）、mMTC（海量大連接）、URLLC（低時延高可靠）三大應用場景。

（2）5G技術(shù)進展。ITU對5G需求愿景、技術(shù)趨勢和頻譜方案等方面開展深入研究并形成一系列究成果。3GPP 5G標準工作將具體包含三個版本：R14、R15、R16。R14主要開展無線技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的預研工作;R15是第一個5G標準版本，主要滿足市場初期商用需求，已在2018年6月完成。R16計劃于2020年完成，滿足ITU定義的5G所有需求。國內(nèi)5G研究及應用也已全面推進，IMT-2020（5G）推進組在5G領域取得了一系列的研究成果，大力推動了全球5G技術(shù)、標準的發(fā)展。我國已完成了5G研究已獲得全球廣泛共識，在業(yè)界率先明確5G技術(shù)路線及核心關鍵技術(shù)，并發(fā)布5G無線和網(wǎng)絡技術(shù)架構(gòu)。

新空口是5G主要的技術(shù)演進方向。5G新空口將采用全新的空口設計，引入大規(guī)模天線、新波形、新型多址等先進技術(shù)。為應對5G性能指標和效率指標帶來的挑戰(zhàn)，未來5G系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新重點包括：網(wǎng)絡切片新技術(shù)、控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離技術(shù)、控制功能重構(gòu)技術(shù)、移動邊緣計算技術(shù)、新型移動性管理和連接管理技術(shù)、網(wǎng)絡能力開放技術(shù)、多RATs和多連接技術(shù)等[1]。

2智慧城市應用探討

5G網(wǎng)絡能夠提供更大帶寬、更低時延及更廣連接，能夠更好地支持各個行業(yè)創(chuàng)新應用，帶動智慧城市內(nèi)技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)升級。典型場景包括：智慧交通、智慧醫(yī)療、智慧教育、智慧制造等。

（1）智慧交通應用。交通是人的出行和物流的運輸?shù)闹匾緩剑巧鐣罨镜倪\轉(zhuǎn)需求。受益于5G技術(shù)及云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展，交通也將演進到智慧交通，并在生活生產(chǎn)方面貢獻更大價值。車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將人、車、路三者綜合起來考慮。智慧交通基于5G無線蜂窩通信的大帶寬、低時延、高可靠等特性，綜合運用了5G信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、衛(wèi)星導航與定位技術(shù)、電子控制技術(shù)、計算機處理技術(shù)及交通工程技術(shù)等，并將系列技術(shù)有效地集成，從而使人、車、路密切配合，發(fā)揮協(xié)同效應，提高運輸效率，保障交通安全，提高能源利用效率。

根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)的應用及網(wǎng)絡連接要求，車聯(lián)網(wǎng)的應用主要可分為五類：輔助駕駛、自動駕駛、遠程駕駛、信息管理、信息娛樂。5G技術(shù)發(fā)展，初期將可推動信息管理、信息娛樂應用成熟，5G中后期發(fā)展，將全面推動輔助駕駛、自動駕駛和遠程駕駛?cè)髨鼍皯米呦虺墒臁?/p>

（2）智慧醫(yī)療應用。醫(yī)療信息化特征是大帶寬、低時延、高安全的要求，5G技術(shù)將為遠程醫(yī)療的蓬勃發(fā)展帶來的巨大機遇。中國遠程醫(yī)療行業(yè)正在急速擴張，據(jù)Frost & Sullivan咨詢公司調(diào)查報告顯示，2016年市場規(guī)模達109億元，預期到2026年將增加至1980億元，復合年增長率為33.6%。國務院發(fā)布的《關于促進健康服務業(yè)發(fā)展的若干意見》提出到2020年，健康服務業(yè)總規(guī)模達到8萬億元以上。得益于5G網(wǎng)絡部署及技術(shù)發(fā)展，智慧醫(yī)療應用產(chǎn)品將日趨豐富。如基于醫(yī)療設備數(shù)據(jù)無線采集的醫(yī)療監(jiān)測與護理類應用：無線監(jiān)護、無線輸液、移動護理和患者實進位置采集與監(jiān)測、遠程無線設備檢測與維護、遠程查房、遠程實時會診、遠程機器人手術(shù)等。

（3）智慧教育應用。2018年4月教育部發(fā)布《教育信息化2.0行動計劃的通知》，明確提出了“智慧教育”概念。“智慧教育”是政府主導、學校和企業(yè)共同參與構(gòu)建的現(xiàn)代教育信息化服務體系。2019年教育信息化整體市場規(guī)模已突破4300億元。隨著5G及VR、AR、遠程互動等技術(shù)的成熟運用，教育行業(yè)將迎來新的突破性發(fā)展機遇。主要應用場景包括：AR教育逐步興起。AR技術(shù)能夠?qū)⑻摂M信息疊加到現(xiàn)實世界中，可以使教學中原本枯燥的知識變成一個個生動的形象。如AR卡牌、AR書籍、AR游戲等，這都將在技術(shù)和商業(yè)模式上全面顛覆傳統(tǒng)教育模式。VR教室提上日程。VR可以進行場景化教學，也可以讓學生在虛擬環(huán)境中進行現(xiàn)實中難以實現(xiàn)的各種實驗，實現(xiàn)遠程多人互動協(xié)作。先進的VR設備能夠重新喚醒學生對教學活動的興趣。AI+教育應用層出不窮，如個性化學習、自動化輔導、智能測評、模擬和游戲化教學平臺、教育決策、幼兒早教機器人等。

（4）智慧制造應用。通過對制造車間內(nèi)的溫度、壓力、濕度、速度等工業(yè)傳感、變送器等海量物聯(lián)網(wǎng)終端的數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)生產(chǎn)線的實時動態(tài)監(jiān)控。同時通過5G網(wǎng)絡實現(xiàn)工業(yè)設備的實時控制和相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)智能工廠互聯(lián)互通功能。主要有機器人、工業(yè)控制、無線傳感器網(wǎng)絡及輔助系統(tǒng)等[2]。

3結(jié)束語

5G的到來將開啟萬物互聯(lián)、產(chǎn)業(yè)智聯(lián)、跨產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新的新時代。作為下一個改變世界的技術(shù)，5G技術(shù)將催生智慧城市內(nèi)各行業(yè)的不斷創(chuàng)新，將全面構(gòu)筑經(jīng)濟社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關鍵基礎設施。5G 技術(shù)將向智慧城市中各領域擴散滲透，孕育新興信息產(chǎn)品和服務，重塑傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，成為經(jīng)濟社會發(fā)展的關鍵動力。

參考文獻

[1] 王宏武.5G技術(shù)在智慧城市部署中的應用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（9）：18.

[2] 王洋.5G時代下智慧城市建設策略與導向分析[J].新聞研究導刊，2019（21）：236，238.