浅谈人工智能时代5G技术的的研究与应用

摘要：随着人工智能的飞速发展，目前5G技术已经普遍应用于生活中的各个领域，并发挥着极其重要的作用。本文介绍了5G技术的关键技术、特点和相关应用领域，以望为之后的研究者提供一定的参考。

关键词：5G技术;物联网;移动通信

中图分类号：D918;TP18;TN929.5   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2020）16-0007-01

第五代移动通信技术是移动通信技术发展的一个高点，它不仅具有新的速度提高，还具有低功耗等特点，以下将针对5G技术的关键技术、特点和应用做相关介绍。

1 5G技术中的关键技术

1.1无线传输技术。无线传输技术包括大规模MIMO技术，非正交多址技术，全双工通信技术，新的调制技术，新的编码技术和高阶调制。相较于普通网络，MIMO网络的优势在于它可以在不占用更多频谱的情况下多次增加网络连接的容量，该技术可以显著增加容量，甚至可以将容量增加50倍。发射机的天线越多，信号路径就越多。这项技术使用户能够在室内接收更强的信号，在大型MIMO网络中，与目前天线数量较少的系统相比，更多的天线还可以增强抗干扰能力和故意干擾能力，其基本思想是非正交多址技术。全双工通信技术是一种终端，通常可以发送和接收，即相同的天线可以在相同的频率，相同的时间执行双工通信，新的调制技术使符号持续时间保持不变，并在发射机和接收机处增加了额外的滤波器。原型滤波器负责根据接收机处的FFT进行信号处理。其设计目标是有效抑制ISI，新的编码技术采用LDPC码和极性码，提高了纠错性能。新的调制技术调制采用1024qam调制，提高了频率效率。

1.2网络技术。网络技术包括网络切割技术，边缘计算技术和面向服务的网络体系架构，与2G到4G网络不同，5G是为了应用而设计的。不同的场景有不同的网络要求，甚至有冲突，5G网络需要更灵活的部署和分类管理，网络切割技术就是这种网络模式之一。5G网络接口的优点是通过结合终端设备，接入网络资源，核心网络资源，网络运维管理系统，为不同的业务场景或业务模型创建独立的、隔离的和集成的网络。运营商可以在不考虑网络其余部分影响的情况下更改和添加分片，不仅可以节省时间，还可以降低成本。网络切片可以带来更好的经济效益，边缘计算技术在网络边缘提供了电信级的计算和存储资源，此外业务处理本地化以传输延迟。5G核心网采用面向服务的体系结构构建，资源粒度较低，更适合虚拟化。同时，基于服务的体系结构接口定义更开放，更易于集成更多服务。

2 5G技术的应用

2.1增强型移动宽带。从5G到移动宽带的扩展主要体现在两个方面，一方面体现在覆盖范围的扩大，另一方面体现在网络容量的提高上。更大的覆盖范围也意味着更好的信号，这种改进主要使得大规模建筑的体验得到了改善。这两项改进的最终结果是，无论用户在何处使用移动宽带应用程序，都将获得更加一致的增强体验。增强型移动宽带最典型的用例是VR和AR。尽管已经实现了千兆位LTE，但是广泛的LTE网络仍然难以支持VR和AR的实时传输。直到5G时代，千兆比特的下行速率才成为常态， AR和VR用户的实时交互才得以稳定实现。VR和AR只是高级移动宽带的众多用例之一，随着覆盖范围和网络容量的提高，5G还可以用于数字广告牌，远程教育和培训，远程医疗，多人在线会议，并改善人口稠密地区的移动网络体验。但是，这主要是扩大4G值的问题，就经济价值而言，5G的特征不像大规模物联网和主要业务服务那样具有变革性。

2.2海量物联网。所谓的大规模物联网指的是每平方公里至少有一百万个设备相互连接，这个数字似乎具有欺骗性，但我们应该知道，物联网实际对设备的要求很简单，其需要发送的信息量也相随较低，对带宽的要求也并不高。物联网原理简单，使用方便，可以带来巨大便利，一旦实施，将带来巨大的好处。包括以下部分：能源供应监控，物理基础设施，智能家居，远程监控和在线购物的等场景。大规模物联网是与上一代产品相比5g的新应用领域，从这些用例可以看到5G的变革，以资产跟踪为例，目前只能在优质商品上实现。在5G时代，通过降低传感器和调制解调器等硬件成本，资产跟踪将扩展到更多正在运输的商品中网络可以提供便宜又便宜的连接，但这并不是最重要的，更重要的是，它可以使物流公司对物流业的整体效率进行良好的管理。5G对智慧城市的建设也十分有用，当城市的各个设施连接5G，实现万物互联，那么城市的管理运行将变得更加方便且高效。例如哪个灯泡坏了，哪个供水主管漏水，哪个垃圾桶已满都可以通过物联网轻松获知，从而可以精准定位，及时采取有效的措施解决问题。毫无疑问，这对于提高城市的运营效率和使人们的生活更加轻松至关重要。

2.3关键任务服务。无人机是蜂窝网络需要低延迟和高可靠性的典型用例，无人机需要实时接收指令反馈位置信息等，高效快速的信息传输有利于无人机的应用，此外，无人机上装有相机等设备，实时采集图像视频，这对数据的实时、可靠的传输要求更高，5G技术可以很好地满足这一需求。尽管无人机的主要用途仍处于摄影和游戏阶段，但商用和工业无人机即将问世。潜在的未来用例是公共安全检测，反恐，防暴，巡逻，搜索，救援，跟踪，公共安全，交通控制，勘探和天气监控。

3 总结

根据不同的应用场景采取5G技术解决问题是5G技术应用的重难点。本文介绍了5G技术的关键技术、优势和相关应用，如何更好地利用5G技术技术的优势还需要研究者们进行进一步的探究。

参考文献：

[1]新基建驱动5G新型智慧城市创新应用[J]. 杭秋宏.长江技术经济. 2020（S2）

[2]我国安防视频监控系统的发展历程分析及5G趋势展望[J]. 徐旭志.机电信息. 2020（03）

[3]浅析5G传输技术[J]. 韦振华.数字通信世界. 2019（02）

[4] 5G基站前传和中传的无线光通信方案设计[J]. 杨乾远，孙晖，马拥华，刘学.光通信技术. 2019（09）

作者简介：张瑞，齐齐哈尔工程学院信息工程系，计算机科学与技术计科172班