5G 通信技術促進人工智能發展應用研究

楊 俞

（國維技術有限公司，安徽 合肥 230012）

0 引 言

5G 通信技術為人工智能的發展提供了強大的支持，人工智能基于5G 通信技術可以從云端走向邊緣，實現分布式的人工智能計算。這意味著，在終端設備方面，可以實現更快速的人工智能推理，從而降低時延，提高效率。同時，5G 通信技術可以為人工智能提供大量的數據，而這些數據可以通過5G 網絡實現高速傳輸，從而支持人工智能進行更加精準的訓練和學習。5G 通信技術以其高速率、低延遲的特點，推動著物聯網、智慧城市、智能交通等領域的變革。人工智能通過模擬人類智能，在圖像識別、語音識別、自然語言處理等領域取得了顯著成果[1]。5G 網絡在5 GHz頻段和毫米波頻段上具有優勢。其中，毫米波具有覆蓋廣、穿透性強等特點，可以擴展人工智能應用的范圍[2]。人工智能是新一代信息技術的重要組成部分，是實現創新驅動發展戰略的關鍵支撐技術之一。文章將探討5G 通信技術在人工智能發展中的應用，分析其帶來的優勢和挑戰，以及未來的發展方向。

1 5G 通信技術與人工智能發展情況分析

1.1 5G 通信技術發展情況分析

1980—2020 年，1G 通信逐漸發展為5G，逐漸實現互聯網及人工智能的普及。5G 通信技術的發展歷程如圖1 所示。

圖1 5G 通信技術發展歷程

2015年，國際電信聯盟為5G定義了3大應用場景，包括大寬帶、大規模連接以及超低時延，涵蓋了超高清視頻、3D 游戲、增強現實、工業互聯網、智能醫療、自動駕駛、智能家居、語音交互以及智慧城市等內容，實現了物聯網、大數據與人工智能的深度融合。

2019 年6 月6 日，中華人民共和國工業和信息化部向中國電信集團有限公司、中國移動通信集團有限公司、中國聯合網絡通信集團有限公司以及中國廣播電視網絡集團有限公司發放了5G 商用牌照，標志著我國正式進入5G 商用元年。

1.2 5G 通信+人工智能發展情況

5G 是新一代信息通信技術的重要組成部分，5G與人工智能融合將產生巨大的賦能效應。5G 通信技術具有高速率、大容量和低時延3 大特點，為人工智能的快速發展提供了技術基礎。人工智能能夠在不同場景下實現各類信息的獲取與處理，5G 通信技術的高速率可以保證信息獲取效率，使其能夠更加快速地分析和處理數據[3]。5G 通信技術為人工智能提供了強大的算力支持，具有低時延、高可靠等特點，可以支持深度學習模型訓練過程中大量數據的實時傳輸?；?G 的3 大特征，可促進人工智能的快速發展，實現人工智能落地應用。5G 通信技術對于人工智能的影響概括為3 個階段，如圖2 所示。

圖2 人工智能發展階段

人工智能逐漸落地，廣泛應用于各行業，包括智能制造、智能交通、智能家居、智能行政、智能醫療、智能商務以及智能安防，全方位地實現了行業發展智能化，推動了經濟發展。

2 5G 通信技術的應用場景分析

2.1 5G 助力車聯網和智慧交通的發展

隨著車聯網和智慧交通的發展，人們對數據傳輸的需求不斷增加，5G 將為車聯網和智慧交通發展提供堅實的基礎。5G 網絡可以為汽車、交通、能源和建筑等行業帶來巨大變革。車聯網技術將提供更多的安全保障，實現更加安全、高效的自動駕駛功能。

車聯網是利用移動通信網絡提供智能化車載信息服務，以保障交通安全、提高通行效率、改善駕乘體驗的一項新技術。通過5G 網絡，智能駕駛車輛可以與道路基礎設施互聯，實現車車、車路之間的信息共享和實時交互。智能駕駛車輛的運行狀態可以實時傳輸到道路管理部門，方便管理人員及時掌握道路通行情況。此外，智能駕駛車輛可以通過與其他車輛交換信息，為其他車輛提供預警信息，保障行車安全。在無人駕駛領域，5G 網絡可以使智能駕駛車輛與周圍的行人、障礙物等進行實時交互，提供更加智能化的道路安全預警和輔助駕駛服務。同時，車聯網能解決智能交通系統中出現的交通擁堵、道路堵塞、環境污染等問題。車聯網具體可分為3 個層次，如圖3所示。

圖3 汽車網聯化層次

智慧交通系統可以幫助車輛自動完成導航、計算等工作，減少車輛使用的能源消耗和環境污染，提高資源利用率。在智慧交通中，5G 網絡可以加快數據傳輸速率，提升數據傳輸可靠性。此外，5G 網絡可以提升車輛定位精度和速度，提高交通事故的處理效率。

2.2 5G 為智能制造帶來更多機會

工業互聯網是5G 時代下的關鍵應用場景，通過5G 技術可以實現工廠內設備之間的互聯互通，將所有設備通過工業互聯網平臺進行連接，從而實現大規模、低成本、高效率的生產管理。5G 網絡為智能制造提供了更高的速率、更低的時延和更豐富的數據資源，能夠幫助企業實現生產設備之間和企業與用戶之間的信息交互，實現人機協同，增強智能制造系統的自適應能力。5G 網絡支持工業生產制造流程中不同類型機器之間的實時通信，利用5G 網絡可以實現機器對機器（Machine to Machine，M2M）通信，工廠內部設備可以通過5G 網絡與外部設備進行互聯，實現生產過程的實時控制和優化[4]。5G 網絡能夠為智能制造提供豐富的數據資源和應用場景。例如，在智慧工廠中，通過5G 網絡能夠實時監測生產線上每一臺機器的運行狀態，并分析生產數據，幫助企業優化生產流程和降低生產成本。

2.3 5G 將推動智慧醫療和健康管理發展

智慧醫療是基于5G 通信技術的創新應用，可以為人們提供更加便捷和高效的醫療服務，改善患者的治療效果。醫療大數據可以應用于疾病預警、健康管理和個性化治療等方面，實現精準化醫療和輔助醫生診療。智慧醫療是新一代信息技術與傳統醫療模式深度融合的產物，可促進健康產業發展，帶動相關領域創新[5]。5G 將對我國健康管理產業產生重大影響，促使健康管理廣泛應用于健康大數據分析、精準化治療和健康教育等領域[6]。

2.4 5G 與工業互聯網

工業互聯網以工業大數據為基礎，通過5G 等通信網絡實現企業內部生產制造、經營管理和外部供應鏈等多個環節的數據協同與共享，進而構建起工業生產與服務的新生態體系。5G 具有大容量、低時延、高可靠等技術特點，在工業互聯網應用中具有較大的優勢，可提高工業互聯網的連接性能。工業互聯網應用場景豐富，包括智能制造、智慧物流、遠程監控以及設備遠程維護等。5G 技術可滿足工業互聯網海量設備連接和控制的需求，幫助實現工業設備和生產線的智能化改造。5G 網絡具有大容量和低時延等特點，能夠實現信息傳輸的實時性，提高設備控制精度和運行效率。5G 技術可以為工業互聯網提供安全可靠的通信服務，降低網絡安全風險。5G 網絡具備較高的可靠性，可以有效提升通信穩定性，保證數據安全傳輸。5G 技術能夠支持靈活的網絡架構，使其與不同類型的工業設備實現互聯互通，并支撐多終端靈活接入，同時可以支持多樣化場景，滿足工業互聯網的差異化需求。

2.5 5G+人工智能的智能機器人及可穿戴設備

智能機器人可實現語音識別、圖像識別、生物特征識別、專家系統、智能搜索、自動程序設計以及智能控制等。智能可穿戴設備包括消費類可穿戴設備，如智能手表、眼鏡、手環等；醫療類可穿戴設備，如無創連接監測設備、可穿戴電腦圖耳機等；工業類可穿戴設備，如可穿戴工業顯示器等；嬰兒、老人、寵物用的相關可穿戴設備。智能可穿戴設備為人們的生活提供了極大的便利。

3 5G 通信技術與人工智能發展的未來趨勢及面臨的挑戰

3.1 發展趨勢

5G 通信技術和人工智能的發展呈現出深度融合的趨勢。隨著5G 技術的普及和應用，人工智能將會得到更廣泛的應用和發展。一方面，5G 會促進人工智能硬件的發展，進一步提升人工智能芯片的算力和能效比；另一方面，5G 會為人工智能提供更快速、更穩定、更廣泛的數據傳輸和信息交換，使得人工智能更好地學習和改進自身。此外，5G 與人工智能的深度融合將催生出更多創新應用和商業模式，為智能時代的發展帶來更多機遇和挑戰。

3.2 面臨的挑戰

一是，5G 通信技術仍存在部分核心技術缺失和產品缺乏競爭力等問題；二是，5G 通信產業應用創新能力不足，缺少能夠與之配套的高水平、專業化人才；三是，在國際競爭中不具備優勢，我國5G 通信產業尚未形成具有國際競爭力的標準和產品體系；四是，在國際競爭中面臨被“卡脖子”的風險，關鍵核心技術受制于人；五是，中國5G 產業存在生態體系不健全、產業融合發展不充分等問題。

4 結 論

5G 通信技術與人工智能的結合已經成為推動智能時代發展的重要力量。5G 通信技術為人工智能提供了更快速、更穩定、更廣泛地連接和信息交換，使得智能設備能夠更好地協同工作。同時，5G 通信技術能夠提高智能設備的智能化水平，使得人工智能能夠更好地服務于人們的生產和生活。未來，隨著5G 技術的逐步普及和應用，人工智能將會得到更廣泛的應用和發展，為智能時代的發展帶來更多機遇和挑戰。