5G在人工智能中的應用

摘要：5G通信的應用將大大促進物聯網的發展，物聯網的開發方向最終將會指向人工智能。因為人工智能技術目前屬于物聯網整個系統的尖端。人工智能不僅僅是大數據的出口、大數據價值化的重要體現，也是拓展物聯網應用范圍的關鍵。 因此，5G時代下的人工智能，必然會有更加廣闊的開發空間。

關鍵詞：5G;人工智能;大數據

一、5G簡介

自移動通信技術發展以來，每10年就有一個周期，從模擬到數字、從語音到數據、從窄帶再到寬帶的轉變，不斷推陳出新。通信技術發生的每一次變化都會對人類社會產生深刻的影響，也給整個通信行業帶來巨大的機遇和挑戰[1]。作為2020年及以后的新一代通信技術，5G不僅表現在速度的大幅提高上，而且表現在人們之間在互聯網上的通信延展到萬物互聯上。

1、5G的概念：

5G的全稱是第五代移動通信技術，是最新一代的數字蜂窩網絡技術。從2019年開始在世界范圍內進行分配。在5G網絡中，"蜂窩"是指供應商所涵蓋的服務領域。當聲音和圖像成為移動通信設備的模擬信號后，通過模數轉換器可以將模擬信號轉換為比特流進行移動傳輸[2]。

2、5G的原理：

5G的最大特點是使用頻率較高的無線電波（FR1和FR2波段）來實現較高的數據傳輸速率。毫米波頻段的帶寬高、信息量大，因此5G網絡采用更寬的頻道與無線設備通信，達到了每秒傳輸更多數據的目的[3]。但是，高頻信號的一個弱點是穿墻能力弱，導致基站的信號復蓋范圍遠小于4G[4]。因此5G使用微基站來保證覆蓋范圍。微型基站設備很小，可以安裝在任何地方。同時，由于覆蓋范圍小，功率會大大降低，這可以提高用戶的網絡舒適度。

3、5G的特點：

高速度。5G可以提供超過1GB/s的傳輸速度，有時甚至可以達到10GB/s，相比于4G峰值下的下載速度300M/s，從理論上來說，5G可以提供高于4G百倍的提速。

泛在網。泛在網是指無處不在的網絡，目的是可以隨時隨地的通過任何人或任何物都能進行流暢地通信。5G時代，為了保證服務和體驗，必須消除以前網絡覆蓋范圍上的盲點。因此，部署泛在網是提供5G體驗的重要條件。

低時延。5G要求空口時延小于1ms，端到端時延小于5ms。5G對用戶設備與基站之間的無線時間延遲、基站與主網絡之間的回傳延遲、主網絡延遲和互聯網傳輸延遲等方面進行了技術創新，以縮短整體延遲的時間。

二、人工智能簡介

人工智能的概念以及原理：

人工智能只是計算機科學中一個小小的分支，它可以使用計算機技術來了解和分析人類智力能力的本質，從而產生人類智力能力等智能機器[5]。從什么是人工智能的語義情景分析，人工智能就是“人工”和“智能”兩個詞語的組合。其中“人工”是人造的和技術性的。

計算機將使用傳感器或手動輸入收集有關某個情景的事實，將此信息與存儲的信息進行比較，以確定其價值。計算機根據收集到的信息計算各種可能的操作，然后預測哪個操作將產生最佳效果[6]。

三、人工智能在5G的應用

1、人工智能的技術體系在5G網絡中的變化：

人工智能與物聯網的深度整合。物聯網是人工智能應用中的重要載體[7]，尤其是在現在這種情況中，即人工智能的發展初期。智能體對應用場景有較高的要求，而物聯網則可以在很大程度上完成這種智能化場景的構建，這對人工智能應用具有重要意義[7]。因此，要想完成智能化升級，首先必須完成物聯網系統的建設。

人工智能與移動互聯網的深度結合。在5G的支持下，移動互聯網在未來必然是智能的。由于5G網絡可以提供更高的吞吐量和更快的傳輸速率，又可以全面提升移動網絡的容量和網絡的可靠性，因此在自主駕駛領域和可穿戴設備領域會出現許多發展的機會。

人工智能與行業領域的深度融合。人工智能應用一直都離不開行業領域，而且人工智能在大產業領域的呼聲非常高。因此，隨著5G應用通信的全面推進，將進一步推動人工智能的產品向產業領域擴展[8]。人工智能與產業領域融合有著三個突出的特征。一是企業的智能化將全面提升。二是企業升級后，崗位將升級持續向前推進。三是企業產品的迭代速率將會進一步提升。

2、人工智能在5G網絡中的應用分析

人工智能在5G基站覆蓋智能優化中應用。5G技術的研究和開發目前正在有條不紊地進行，但在商業化部署方面還存在著許多實際的困難。5G核心技術，如大規模MIMO、非正交技術和超密集組網絡，不僅極大地提高了頻譜效率，而且使網絡拓撲更加復雜，干擾控制、小區間協調、傳輸資源和部署成本等問題日益突出[9]。

人工智能可以用在5G異構網絡接入的控制。未來，5G網絡將成為將宏基站與微基站相結合的異構網絡，其中包括4G、5G、WiFi、D2D等接入方式。同時，隨著業務量及業務范圍的增加，用戶的需求變得越來越復雜，只采用無線網絡接入規則無法滿足以用戶為中心、以資源利用率最優的業務需求[10]。

人工智能可以用在管理5G網絡切片資源的收錄和管理。人工智能技術可以識別不同的業務場景，自動進行匹配網絡切片模板，并根據業務需要實施申請需要的網絡資源，利用虛擬化分割技術即可實現虛擬網絡、服務編排和接口實例化等一系列功能。在運行的過程中，需要對切片進行實時監控，以提高資源的調整速度，加快功能的升級部署，離線后可以快速撤銷和回收切片資源，進一步提高網絡的靈活性以及網絡中的資源利用率。

人工智能用于5G網絡運行的維護。5G的一個重要特點是把人與人的聯系拓展到萬物互聯，網絡的規模和復雜性將變得空前龐大，運行和維護成本急劇增加，傳統的依賴人工和預先策略的運行和維護方法已經不能滿足需求，在網絡運行中引入人工智能，可以將深度挖掘地歷史數據建立起網絡健康模型，對網絡的運行狀況進行評估和預測。

參考文獻

[1]孔令兵.5G移動通信的發展趨勢及若干關鍵技術[J].通信電源技術.2015（04）.

[2]張筵.淺析5G移動技通信技術及未來趨勢[J].中國新通信.2014（20）.

[3]李有信.5G移動通信技術及軟件交換技術在通信工程中的應用[J].數字通信世界.2018（12）.

[4]魏小兵.5G移動通信技術的應用與發展前景[J].數字技術與應用.2018（7）.

[5]李洋.人工智能技術的發展與應用研究[J].電腦知識與技術.2020（12）.

[6]張萌.人工智能技術的發展與應用研究[J].通訊世界.2020（04）.

[7]張少宇.人工智能在計算機網絡技術中應用探討[J].電腦知識與技術：學術版.2019（5）.

作者簡介：王暉（1982年4月）籍貫：哈爾濱，性別：男，民族：漢，學歷：碩士，單位職稱：講師，研究方向：軟件工程。

（哈爾濱信息工程學院 黑龍江省哈爾濱市 150000）