5G通信技术对人工智能的影响研究

葛毓

（豫章师范学院，江西 南昌 330103）

1 5G通信技术

1.1 5G通信技术特征

5G通信技术是目前通信技术中的前沿科技，预计在2020年前后将成为移动通信应用的主流，它是继2G通信技术、3G通信技术、4G通信技术之后的又一次革命，其主要特征为频谱的利用率更高、系统性能更强、功率成本更低、采用了双向信号传递。从技术层面分析，5G通信技术是在目前主流的4G技术基础上进行的一次平滑演进，扩展了无线电波的利用频段，并与光载无线网络、有线网络、无线网络相融合，提高了高频段无线电波的利用效率。5G通信技术将室内无线网络覆盖和网络服务作为主要业务，协同网络资源，提高无线通信的性能。通信运营商可以根据区域通信业务流量的变化优化调整网络资源的分配，实现在设备能耗方面和运营成本方面的降低。双向信号传递是5G通信技术的主要特征，采用高频率电台提升无线电波的振动频率，大容量密集型的宽带信号接收点提升了网络上传和下载数据的速度，5G通信是目前4G通信速度的100倍。

1.2 5G关键技术

通过5G通信技术特征可以看出，5G通信核心的关键技术是采用高频段、多天线、同时同频全双工技术、设备通信技术、密集网络技术、新型网络架构技术和智能化技术。以一个5G典型场景为例，其关键性能指标如表1所示。

表1 5G典型场景的关键性能指标

高频段传输是针对无线网络用户规模不断增长，而现有频谱资源紧张而采用高频段传输技术对宽带频段进行提升，扩大频段到273.5GHz以满足用户对传输速率和容量的需求。采用多天线协同服务，从无源到有源、从高阶到阵列、从二维到三维的转变，提高频谱的利用率。在同一个物理新岛上对两个方向的信号进行传输，消除通信双工节点自身发射机信号干扰，灵活地转化信号，既可以作为发射信号也可以作为同频信号，提升频率的应用效率。通过设备间的通信技术拓展设备之间的直接通信方式，转变以基站为中心的组网方式增加用户量和数据流量。采用大规模天线布置在宏基站的方式扩大室外空间的增益，布置密集网络室内外数据传输节点，增强网络的覆盖能力。通过扁平化的网络架构改进，提高网络的效率和可维护性。采用宏基站进行云计算和存储，采用多样化、智能化的连接方式和业务处理方式实现通信技术的智能化。

1.3 5G通信技术的应用

5G通信技术的出现打通了万物互联、云端生活、智能交互的通道，在5G通信技术的影响下，人们真正迈入了智能化生活的新时代。在未来，5G通信规模化的发展将改变万物，将人工智能带给大众，5G通信技术在人工智能领域中的应用如图1所示：

图1 5G通信技术在人工智能领域的应用

虽然目前物联网技术已经在4G通信技术的影响下得到了一定的发展，但是受无线通信频段范围窄、运行成本高的制约难以满足规模化发展，而5G通信技术流量大、频率高的特征，使物联网可以有更大的发展空间，物联网将迎来前所未有的发展高峰期。5G通信技术作为智能交通、智能家居、智能通信等应用落地的底层技术，将为人类生活的智能化服务提供可靠的保障。5G通信技术让云端服务更加流畅，人们通过5G浏览高清视频、上传和下载资源速度更快。5G技术将移动内容云化处理，并基于大数据的分析为用户智能推送信息和内容，提升用户对无线通信服务的体验效果。在智能手机不断普及的趋势下，5G通信技术将中心云转化为移动设备云，解决了智能移动设备存储资源受限的问题，利用资源池为用户提供更加丰富的移动应用资源。在人工智能交互中，数据的交换是基础服务，5G技术强大的吞吐量及计算能力，可以加快无人驾驶汽车、远程医疗、智慧交通等应用的实现进程，使“互联网+”成为时代的加速器。

2 5G通信技术对人工智能的影响

5G通信技术引领人工智能的高速发展，其对人工智能的影响将改变人类未来的生活方式，VR技术的应用将进一步拓展，移动互联网应用将成为时代的主流，在5G技术的影响下，智慧城市、智慧生活、智慧交通将成为物联网的发展主题。

人工智能“阿尔法围棋”战胜人类证明了机器人在计算、仿真、模拟、图像识别等方面相比人类可以达到更高的准确度，利用人工智能可以降低人类工作压力，解决人类难以解决的问题。在5G通信技术的影响下，人工智能计算速度将得到飞速的发展，这对于海量数据的分析与处理将是一次革命性的提升，如无人驾驶汽车在5G通信技术的影响下在单车道控制、多车道控制、交叉路口自动控制等方面将更加精准。

VR技术逼真的三维虚拟环境可以为人类带来更多的体验效果，尤其是在精准医疗、智能交通规划、高效能存储与分布式计算等方面，5G通信技术与VR技术相结合实现真实环境与虚拟环境的实时同步，解决目前面临的一系列人工操作难以解决的技术难题。

未来5G的传输速率可达到10Gb。这对于移动互联网应用将是一个跨时代的进步，人们在浏览视频，上传和下载资源时将极大地缩短缓存的时间，并且基于云端的服务应用将解决智能手机、PDA等设备自身存储能力的限制，移动应用将有更加广阔的发展空间。

大数据是未来战略规划和技术创新的基础，在“互联网+”时代，数据的价值将是产业创新与经济发展的新动能，大数据的存储与计算都离不开网络传输效率的支持，5G通信技术为大数据的应用提供了数据整合与开放的应用空间，极大地提高了数据的应用效率，推动了大数据社会化、产业化的发展。

物联网的发展将改变人们传统的生活方式，让快节奏的生活降速，给人类更多的自由空间。智慧城市、智慧生活、智慧交通将成为物联网发展的主题，在5G技术的影响下，物联网让城市“智慧”相连，让人类的工作、学习、娱乐与“智慧”相通，极大地提高了共享经济的发展，使人类的生活更加美好。

3 结语

本文通过5G通信技术的研究，阐述了5G通信技术频谱的利用率更高、系统性能更强、功率成本更低、采用了双向信号传递等特征，其技术关键的核心是采用了高频段、多天线、同时同频全双工技术、设备通信技术、密集网络技术、新型网络架构技术和智能化技术。5G通信速度和吞吐量的大幅度提升打通了万物互联、云端生活、智能交互的通道，使人类真正进入到人工智能的时代。在5G通信技术的引领下，人工智能将实现与VR技术、移动互联网技术、物联网技术等进行融合，为人类构建智慧生活、智慧城市、智慧交通等全方位的人工智能服务，人类也将迈入一个崭新的人工智能时代。