淺談人工智能時代5G技術的的研究與應用

摘要：隨著人工智能的飛速發展，目前5G技術已經普遍應用于生活中的各個領域，并發揮著極其重要的作用。本文介紹了5G技術的關鍵技術、特點和相關應用領域，以望為之后的研究者提供一定的參考。

關鍵詞：5G技術;物聯網;移動通信

中圖分類號：D918;TP18;TN929.5?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）16-0007-01

第五代移動通信技術是移動通信技術發展的一個高點，它不僅具有新的速度提高，還具有低功耗等特點，以下將針對5G技術的關鍵技術、特點和應用做相關介紹。

1 5G技術中的關鍵技術

1.1無線傳輸技術。無線傳輸技術包括大規模MIMO技術，非正交多址技術，全雙工通信技術，新的調制技術，新的編碼技術和高階調制。相較于普通網絡，MIMO網絡的優勢在于它可以在不占用更多頻譜的情況下多次增加網絡連接的容量，該技術可以顯著增加容量，甚至可以將容量增加50倍。發射機的天線越多，信號路徑就越多。這項技術使用戶能夠在室內接收更強的信號，在大型MIMO網絡中，與目前天線數量較少的系統相比，更多的天線還可以增強抗干擾能力和故意干擾能力，其基本思想是非正交多址技術。全雙工通信技術是一種終端，通常可以發送和接收，即相同的天線可以在相同的頻率，相同的時間執行雙工通信，新的調制技術使符號持續時間保持不變，并在發射機和接收機處增加了額外的濾波器。原型濾波器負責根據接收機處的FFT進行信號處理。其設計目標是有效抑制ISI，新的編碼技術采用LDPC碼和極性碼，提高了糾錯性能。新的調制技術調制采用1024qam調制，提高了頻率效率。

1.2網絡技術。網絡技術包括網絡切割技術，邊緣計算技術和面向服務的網絡體系架構，與2G到4G網絡不同，5G是為了應用而設計的。不同的場景有不同的網絡要求，甚至有沖突，5G網絡需要更靈活的部署和分類管理，網絡切割技術就是這種網絡模式之一。5G網絡接口的優點是通過結合終端設備，接入網絡資源，核心網絡資源，網絡運維管理系統，為不同的業務場景或業務模型創建獨立的、隔離的和集成的網絡。運營商可以在不考慮網絡其余部分影響的情況下更改和添加分片，不僅可以節省時間，還可以降低成本。網絡切片可以帶來更好的經濟效益，邊緣計算技術在網絡邊緣提供了電信級的計算和存儲資源，此外業務處理本地化以傳輸延遲。5G核心網采用面向服務的體系結構構建，資源粒度較低，更適合虛擬化。同時，基于服務的體系結構接口定義更開放，更易于集成更多服務。

2 5G技術的應用

2.1增強型移動寬帶。從5G到移動寬帶的擴展主要體現在兩個方面，一方面體現在覆蓋范圍的擴大，另一方面體現在網絡容量的提高上。更大的覆蓋范圍也意味著更好的信號，這種改進主要使得大規模建筑的體驗得到了改善。這兩項改進的最終結果是，無論用戶在何處使用移動寬帶應用程序，都將獲得更加一致的增強體驗。增強型移動寬帶最典型的用例是VR和AR。盡管已經實現了千兆位LTE，但是廣泛的LTE網絡仍然難以支持VR和AR的實時傳輸。直到5G時代，千兆比特的下行速率才成為常態， AR和VR用戶的實時交互才得以穩定實現。VR和AR只是高級移動寬帶的眾多用例之一，隨著覆蓋范圍和網絡容量的提高，5G還可以用于數字廣告牌，遠程教育和培訓，遠程醫療，多人在線會議，并改善人口稠密地區的移動網絡體驗。但是，這主要是擴大4G值的問題，就經濟價值而言，5G的特征不像大規模物聯網和主要業務服務那樣具有變革性。

2.2海量物聯網。所謂的大規模物聯網指的是每平方公里至少有一百萬個設備相互連接，這個數字似乎具有欺騙性，但我們應該知道，物聯網實際對設備的要求很簡單，其需要發送的信息量也相隨較低，對帶寬的要求也并不高。物聯網原理簡單，使用方便，可以帶來巨大便利，一旦實施，將帶來巨大的好處。包括以下部分：能源供應監控，物理基礎設施，智能家居，遠程監控和在線購物的等場景。大規模物聯網是與上一代產品相比5g的新應用領域，從這些用例可以看到5G的變革，以資產跟蹤為例，目前只能在優質商品上實現。在5G時代，通過降低傳感器和調制解調器等硬件成本，資產跟蹤將擴展到更多正在運輸的商品中網絡可以提供便宜又便宜的連接，但這并不是最重要的，更重要的是，它可以使物流公司對物流業的整體效率進行良好的管理。5G對智慧城市的建設也十分有用，當城市的各個設施連接5G，實現萬物互聯，那么城市的管理運行將變得更加方便且高效。例如哪個燈泡壞了，哪個供水主管漏水，哪個垃圾桶已滿都可以通過物聯網輕松獲知，從而可以精準定位，及時采取有效的措施解決問題。毫無疑問，這對于提高城市的運營效率和使人們的生活更加輕松至關重要。

2.3關鍵任務服務。無人機是蜂窩網絡需要低延遲和高可靠性的典型用例，無人機需要實時接收指令反饋位置信息等，高效快速的信息傳輸有利于無人機的應用，此外，無人機上裝有相機等設備，實時采集圖像視頻，這對數據的實時、可靠的傳輸要求更高，5G技術可以很好地滿足這一需求。盡管無人機的主要用途仍處于攝影和游戲階段，但商用和工業無人機即將問世。潛在的未來用例是公共安全檢測，反恐，防暴，巡邏，搜索，救援，跟蹤，公共安全，交通控制，勘探和天氣監控。

3 總結

根據不同的應用場景采取5G技術解決問題是5G技術應用的重難點。本文介紹了5G技術的關鍵技術、優勢和相關應用，如何更好地利用5G技術技術的優勢還需要研究者們進行進一步的探究。

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作者簡介：張瑞，齊齊哈爾工程學院信息工程系，計算機科學與技術計科172班