5G 通信技术促进人工智能发展应用研究

杨 俞

（国维技术有限公司，安徽 合肥 230012）

0 引 言

5G 通信技术为人工智能的发展提供了强大的支持，人工智能基于5G 通信技术可以从云端走向边缘，实现分布式的人工智能计算。这意味着，在终端设备方面，可以实现更快速的人工智能推理，从而降低时延，提高效率。同时，5G 通信技术可以为人工智能提供大量的数据，而这些数据可以通过5G 网络实现高速传输，从而支持人工智能进行更加精准的训练和学习。5G 通信技术以其高速率、低延迟的特点，推动着物联网、智慧城市、智能交通等领域的变革。人工智能通过模拟人类智能，在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域取得了显著成果[1]。5G 网络在5 GHz频段和毫米波频段上具有优势。其中，毫米波具有覆盖广、穿透性强等特点，可以扩展人工智能应用的范围[2]。人工智能是新一代信息技术的重要组成部分，是实现创新驱动发展战略的关键支撑技术之一。文章将探讨5G 通信技术在人工智能发展中的应用，分析其带来的优势和挑战，以及未来的发展方向。

1 5G 通信技术与人工智能发展情况分析

1.1 5G 通信技术发展情况分析

1980—2020 年，1G 通信逐渐发展为5G，逐渐实现互联网及人工智能的普及。5G 通信技术的发展历程如图1 所示。

图1 5G 通信技术发展历程

2015年，国际电信联盟为5G定义了3大应用场景，包括大宽带、大规模连接以及超低时延，涵盖了超高清视频、3D 游戏、增强现实、工业互联网、智能医疗、自动驾驶、智能家居、语音交互以及智慧城市等内容，实现了物联网、大数据与人工智能的深度融合。

2019 年6 月6 日，中华人民共和国工业和信息化部向中国电信集团有限公司、中国移动通信集团有限公司、中国联合网络通信集团有限公司以及中国广播电视网络集团有限公司发放了5G 商用牌照，标志着我国正式进入5G 商用元年。

1.2 5G 通信+人工智能发展情况

5G 是新一代信息通信技术的重要组成部分，5G与人工智能融合将产生巨大的赋能效应。5G 通信技术具有高速率、大容量和低时延3 大特点，为人工智能的快速发展提供了技术基础。人工智能能够在不同场景下实现各类信息的获取与处理，5G 通信技术的高速率可以保证信息获取效率，使其能够更加快速地分析和处理数据[3]。5G 通信技术为人工智能提供了强大的算力支持，具有低时延、高可靠等特点，可以支持深度学习模型训练过程中大量数据的实时传输。基于5G 的3 大特征，可促进人工智能的快速发展，实现人工智能落地应用。5G 通信技术对于人工智能的影响概括为3 个阶段，如图2 所示。

图2 人工智能发展阶段

人工智能逐渐落地，广泛应用于各行业，包括智能制造、智能交通、智能家居、智能行政、智能医疗、智能商务以及智能安防，全方位地实现了行业发展智能化，推动了经济发展。

2 5G 通信技术的应用场景分析

2.1 5G 助力车联网和智慧交通的发展

随着车联网和智慧交通的发展，人们对数据传输的需求不断增加，5G 将为车联网和智慧交通发展提供坚实的基础。5G 网络可以为汽车、交通、能源和建筑等行业带来巨大变革。车联网技术将提供更多的安全保障，实现更加安全、高效的自动驾驶功能。

车联网是利用移动通信网络提供智能化车载信息服务，以保障交通安全、提高通行效率、改善驾乘体验的一项新技术。通过5G 网络，智能驾驶车辆可以与道路基础设施互联，实现车车、车路之间的信息共享和实时交互。智能驾驶车辆的运行状态可以实时传输到道路管理部门，方便管理人员及时掌握道路通行情况。此外，智能驾驶车辆可以通过与其他车辆交换信息，为其他车辆提供预警信息，保障行车安全。在无人驾驶领域，5G 网络可以使智能驾驶车辆与周围的行人、障碍物等进行实时交互，提供更加智能化的道路安全预警和辅助驾驶服务。同时，车联网能解决智能交通系统中出现的交通拥堵、道路堵塞、环境污染等问题。车联网具体可分为3 个层次，如图3所示。

图3 汽车网联化层次

智慧交通系统可以帮助车辆自动完成导航、计算等工作，减少车辆使用的能源消耗和环境污染，提高资源利用率。在智慧交通中，5G 网络可以加快数据传输速率，提升数据传输可靠性。此外，5G 网络可以提升车辆定位精度和速度，提高交通事故的处理效率。

2.2 5G 为智能制造带来更多机会

工业互联网是5G 时代下的关键应用场景，通过5G 技术可以实现工厂内设备之间的互联互通，将所有设备通过工业互联网平台进行连接，从而实现大规模、低成本、高效率的生产管理。5G 网络为智能制造提供了更高的速率、更低的时延和更丰富的数据资源，能够帮助企业实现生产设备之间和企业与用户之间的信息交互，实现人机协同，增强智能制造系统的自适应能力。5G 网络支持工业生产制造流程中不同类型机器之间的实时通信，利用5G 网络可以实现机器对机器（Machine to Machine，M2M）通信，工厂内部设备可以通过5G 网络与外部设备进行互联，实现生产过程的实时控制和优化[4]。5G 网络能够为智能制造提供丰富的数据资源和应用场景。例如，在智慧工厂中，通过5G 网络能够实时监测生产线上每一台机器的运行状态，并分析生产数据，帮助企业优化生产流程和降低生产成本。

2.3 5G 将推动智慧医疗和健康管理发展

智慧医疗是基于5G 通信技术的创新应用，可以为人们提供更加便捷和高效的医疗服务，改善患者的治疗效果。医疗大数据可以应用于疾病预警、健康管理和个性化治疗等方面，实现精准化医疗和辅助医生诊疗。智慧医疗是新一代信息技术与传统医疗模式深度融合的产物，可促进健康产业发展，带动相关领域创新[5]。5G 将对我国健康管理产业产生重大影响，促使健康管理广泛应用于健康大数据分析、精准化治疗和健康教育等领域[6]。

2.4 5G 与工业互联网

工业互联网以工业大数据为基础，通过5G 等通信网络实现企业内部生产制造、经营管理和外部供应链等多个环节的数据协同与共享，进而构建起工业生产与服务的新生态体系。5G 具有大容量、低时延、高可靠等技术特点，在工业互联网应用中具有较大的优势，可提高工业互联网的连接性能。工业互联网应用场景丰富，包括智能制造、智慧物流、远程监控以及设备远程维护等。5G 技术可满足工业互联网海量设备连接和控制的需求，帮助实现工业设备和生产线的智能化改造。5G 网络具有大容量和低时延等特点，能够实现信息传输的实时性，提高设备控制精度和运行效率。5G 技术可以为工业互联网提供安全可靠的通信服务，降低网络安全风险。5G 网络具备较高的可靠性，可以有效提升通信稳定性，保证数据安全传输。5G 技术能够支持灵活的网络架构，使其与不同类型的工业设备实现互联互通，并支撑多终端灵活接入，同时可以支持多样化场景，满足工业互联网的差异化需求。

2.5 5G+人工智能的智能机器人及可穿戴设备

智能机器人可实现语音识别、图像识别、生物特征识别、专家系统、智能搜索、自动程序设计以及智能控制等。智能可穿戴设备包括消费类可穿戴设备，如智能手表、眼镜、手环等；医疗类可穿戴设备，如无创连接监测设备、可穿戴电脑图耳机等；工业类可穿戴设备，如可穿戴工业显示器等；婴儿、老人、宠物用的相关可穿戴设备。智能可穿戴设备为人们的生活提供了极大的便利。

3 5G 通信技术与人工智能发展的未来趋势及面临的挑战

3.1 发展趋势

5G 通信技术和人工智能的发展呈现出深度融合的趋势。随着5G 技术的普及和应用，人工智能将会得到更广泛的应用和发展。一方面，5G 会促进人工智能硬件的发展，进一步提升人工智能芯片的算力和能效比；另一方面，5G 会为人工智能提供更快速、更稳定、更广泛的数据传输和信息交换，使得人工智能更好地学习和改进自身。此外，5G 与人工智能的深度融合将催生出更多创新应用和商业模式，为智能时代的发展带来更多机遇和挑战。

3.2 面临的挑战

一是，5G 通信技术仍存在部分核心技术缺失和产品缺乏竞争力等问题；二是，5G 通信产业应用创新能力不足，缺少能够与之配套的高水平、专业化人才；三是，在国际竞争中不具备优势，我国5G 通信产业尚未形成具有国际竞争力的标准和产品体系；四是，在国际竞争中面临被“卡脖子”的风险，关键核心技术受制于人；五是，中国5G 产业存在生态体系不健全、产业融合发展不充分等问题。

4 结 论

5G 通信技术与人工智能的结合已经成为推动智能时代发展的重要力量。5G 通信技术为人工智能提供了更快速、更稳定、更广泛地连接和信息交换，使得智能设备能够更好地协同工作。同时，5G 通信技术能够提高智能设备的智能化水平，使得人工智能能够更好地服务于人们的生产和生活。未来，随着5G 技术的逐步普及和应用，人工智能将会得到更广泛的应用和发展，为智能时代的发展带来更多机遇和挑战。