5G网络背景下人工智能技术应用的路径研讨

杜明明

（广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510630）

在新兴技术不断涌现的时代环境里，人工智能与5G网络成为了大众热议的话题。而5G网络的正式营运，不仅显著地提升了网络速率，还有效节省了人力、物力的投入，这也为人工智能技术的发展奠定了良好的物质基础。而两者结合的产物则无疑是整个网络时代重要的衍生物，通过对网络连接产生的海量数据进行高效处理，让广大的网络用户切身感受到来自人工智能技术的便捷服务。

1 人工智能的概念

区别于传统的人力工作模式，人工智能技术让机器拥有了一些如同人类独特的智慧，不仅能够感知情绪的变化，还可以针对所遇到的问题做出相应的决策，具体可分为如下两部分内容。

第一，机器学习是人工智能技术的核心内容，让计算机具备人类的思维模式。这种机器学习主要包含以下四种[1]。首先是监督学习，这种学习模式是在给定的训练样本中输入与之相对应的标签，同时设定输出结果，以便在遇到未知的样本后迅速输出相对应的结果。其次就是无监督学习，不同于监督学习，在这种学习模式的训练样本中并无特定的标签，而是凭借在不断的学习中找到所涉及的数据之间的内在联系，但是其输出结果则有着不确定性[2]。再次便是半监督学习，这种学习模式是将设定好的标签数据同无标签的数据混合在一起，这种看似毫无章法的训练模式旨在提高该算法的学习性能。最后则是强化训练，这种训练模式犹如学生日常学习中的“题海战术”，通过不断地实践，在发现错误后及时调整策略，最终获取最优策略。

第二，由众多的处理层与隐藏层构成的深层神经网络造就了人工智能技术的深度学习，而这种深度学习的构成相对复杂，具体包含了卷积神经网络、深度神经网络与循环神经网络。

2 5G网络对人工智能的需要

随着5G网络的广泛应用，人工智能也得到了快速的发展，以视频或者多种实时传感器为输入，并能实时响应，从而涌现出诸多有意思的应用。设想一下，你去一个博物馆或展览馆参观，打开手机摄像头插在上衣口袋里逛一圈，回家后，手机上会自动整理出你看过的所有展品的信息，并分析出你的兴趣所在，让你无不为之惊叹。

与此同时，5G在推动人工智能发展的同时，人工智能技术也会对5G的自动化、智能化提供很有价值的帮助。根据5G网络的设计需求，5G将支持多样化的应用场景[3]。为了支持这一系列的高性能指标，5G引入了大规模天线、毫米波通信等先进技术，技术复杂程度明显增加，且参数配置更加灵活。而5G网络的规划、优化及维护需求，将大大增加后续工作的复杂度，这让以人工为主的传统工作方式无法适应。

3 5G的发展与演变

2019年是5G网络发展的元年，5G网络在全球范围内的推广，对各种新的行业服务和应用起到关键推动作用。为了响应国家号召，中国移动、中国联通、中国电信这三大通信运营商纷纷开通专属的5G网络信道[4]。而在5G网络不断推行的过程中，低延迟可以称得上是首要满足的标准要求，使得网络的延迟水平控制在10 ms之内，这也对广大的技术人员提出了一项全新的挑战。此外，与4G相比，5G每平方千米可提供多达一百万个连接，可以满足数字社会的巨大需求。

4 人工智能技术在5G网络背景下的应用

4.1 自动驾驶技术的应用

虽然实现了汽车的无人驾驶，但因无法自动修正驾驶状态、网络宽度不足等一系列问题，使得自动驾驶技术的发展之路异常艰辛[5]。在5G网络背景下，可充分借助V2V技术，将车辆感知范围扩大到视距之外，可使车辆及时了解车辆间的相互位置等其他状态信息，提前对道路进行判断，能有效地避免追尾事故的发生，减少人身、财产损失。而在5G网络技术日趋成熟之际，广大网络技术人员提出利用5G网络来解决上述诸多问题，5G网络低时延和高速率的特征成为自动驾驶技术的重要保障。可主要针对专属的ACC巡航技术开发出适用于各种道路的自动驾驶路线，凭借系统的自动分析、处理能力、高度感知能力及雷达技术对当前路况进行分析和判断，保证其在绝对安全的情况下驾驶[6]。

4.2 远程医疗技术的应用

所谓远程医疗，即借助计算机技术、遥感技术等先进技术，对医疗条件相对落后的偏远地区的病人进行疾病咨询诊断，并实施医疗救治。但是远程医疗在最初应用之际，面临着网络卡顿、传输速率慢等问题，让广大的医疗机构“力不从心”。而网络传输速率显著降低的“罪魁祸首”便是网络数据信息格式，因为数据信息格式的不同，导致信息的传输速率显著不同。更有甚者，患者在执行手术的过程中，因为网络延迟而引发医疗事故[7]。

在5G网络背景下，凭借与肉眼无异的高清影像等特点，大幅提升会诊质量和效率，使远程诊疗效果更加精准，真正打破了地域限制，让“足不出户看名医”成为可能。

4.3 AR技术的应用

AR技术，全称为增强现实技术，即以摄影机影像的位置及角度为依托，并将其附着于图像处理技术之上，该项技术充分实现了影像技术与现实世界的有机结合，增强了二者之间的互动。其实这种增强现实技术早在20世纪90年代便应运而生，但是因为当时的电子产品应用鲜少，这种全新的技术并未得到人们过多的关注，自海量电子产品的不断涌现，使得这种新兴的AR技术重回大众视野，并进一步扩大了应用范围。

AR技术影像的输出则需依靠高速的网络来进行，从而使得设备中所显示的图像无限趋近于真实环境，而我们在佩戴AR设备执行相关操作时，会产生海量的数据信息，而这一切得以实现，都是以增强现实技术的逻辑思维能力为重要基础的。而5G网络技术则是实现这一切的核心技术，传感器采集的相关数据信息并将其发射到中央处理单元，之后则由AR技术负责对所接收到的数据信息进行反馈和处理，从根本上减少了AR技术中由人为操作造成的网络延迟[8]。

4.4 无人机基站的应用

无人机技术已经被广泛应用于农业、军事、交通等领域，为生产生活提供了诸多的便利。而在通信基站的建设过程中，广大技术人员也在不断尝试应用无人机技术，大范围地建造无人机基站。相比于地面通信技术，无人机技术的应用更加灵活，处理速度更高效、敏捷。随着无人机基站的广泛建设，其实用性、高效性的优势更加突出[9]。比如在2021年，河南地区遭受了前所未有的暴雨侵袭，多地通信基站停止工作，当地通信部门调度了众多无人机基站系统，实现了国内首次大范围高空无人基站工作模式，在这之后，我国诸多城市更是大力启用无人机基站。在无人机基站被广泛应用通信工作的同时，仍然存在着安全保障不足、路径优化不到位等问题。而人工智能技术与5G网络的结合，则成为无人基站技术一根重要的“救命稻草”。

5 5G网络背景下人工智能面临的挑战

5.1 无线网络数据的应用

虽然身处5G网络的环境中，人工智能技术的应用并非一帆风顺，而是时时刻刻面临着生存的挑战，首要因素就是无线网络数据的使用效率相对较低。人工智能技术得以发展，离不开海量的数据流量作为支撑，但是由于这些数据内容的格式、特征、计算方式均有所差别，导致采用人工智能技术在对数据信息进行标准化处理时面临着严峻的考验。这也对广大的技术工作者提出了更高的要求，开发者要清楚哪些数据可以提取，哪些数据不可提取，并对所提取的数据信息进行综合、有效的利用，否则将是“竹篮打水一场空”。

5.2 无线网络的复杂性

我们日常的生活中会接收到海量的数据信息，而这些数据的真伪则有待进一步的考证，但肯定的是，我们身处网络信息复杂、多变的环境中。这造就了无线网络场景的复杂、多样性。而人工智能技术在推测出相应的算法后，很难直接用于不同场景，这导致了不同算法的针对性不强。众所周知，在单一的网络环境下，采用人工智能算法来建模可谓是轻而易举，而在场景和网络架构复杂、数据量大的网络场景下，其建模的难度增加。此外，在一些场景中若直接应用人工智能技术来建模，其应用的效果则存在质疑，无法做到“物尽其用”，这给从业人员提出了一项巨大的难题。新时期的网络技术人员在面临日常业务的同时，还要综合分析如何利用无线网络的业务知识来高效处理数据信息，建立一套动态、实用性强的算法，轻松应对不同的场景。

5.3 缺乏复合型人才

人工智能技术的发展速度惊人，已被应用到日常生活各领域。与此同时，还存在一项显著的问题则是相关人才的缺乏，一些人工智能领域的人才，因为缺乏对5G知识的解读和实战经验，导致其对于5G网络的运营、监管及维护等方面的工作难免生疏。而5G网络的人才及管理者，也因为对人工智能技术发展的理解不够深入而导致二者的结合深度不足。由此可见，阻碍5G技术与人工智能技术结合发展的关键在于复合型人才的缺失，从而导致了无线网络系统性不足。

6 结束语

目前，人工智能技术已经渗透到日常生活的每个角落，大到生产建设，小到日常娱乐，无一不显示出人工智能技术的便利性。而在5G网络的大环境下，人工智能技术已经成为了5G网络通信发展的新引擎，并克服了传统网络技术的不足，取得了全新的突破。本文分为五个部分，首先阐述了人工智能的概念，明确了何为人工智能技术，其次，详细分析了5G网络对人工智能的需要，简要说明了人工智能技术在5G网络环境应用过程中需要考虑的因素。再次详述5G的发展与演变，同时从自动驾驶技术、远程医疗技术、AR技术与无人基站四方面论述了人工智能技术在5G网络背景下的具体应用，最后，主要分析了5G无线网络下人工智能面临的挑战，具体概括为无线网络数据的应用、无线网络的复杂性、缺乏复合型人才三项内容。■