人工智能的應(yīng)用離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的支持，5G的高帶寬、低時(shí)延、強(qiáng)信號(hào)毋庸置疑會(huì)為人工智能注入強(qiáng)動(dòng)力。5G將在推動(dòng)不斷增長(zhǎng)的物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮巨大作用，到2025年，預(yù)計(jì)將在全球范圍內(nèi)安裝超過(guò)754.4億個(gè)互聯(lián)設(shè)備。我們可以期待甚至感受到5G在改變我們的城市生活，醫(yī)療保健，農(nóng)業(yè)發(fā)展等等各個(gè)領(lǐng)域，甚至與人工智能結(jié)合起來(lái)，為自動(dòng)駕駛汽車以及無(wú)人機(jī)帶來(lái)前所未有的創(chuàng)新。作者試圖用簡(jiǎn)易的語(yǔ)言描繪龐大復(fù)雜的5G網(wǎng)絡(luò)體系，通過(guò)閱讀您將會(huì)對(duì)5G有清晰的了解。

本文將在以下幾個(gè)方面展開(kāi)敘述：

什么是5G

5G與4G的差別

5G與AI的關(guān)聯(lián)和互動(dòng)性

5G將會(huì)為人工智能帶來(lái)什么改變?

提高人工智能語(yǔ)言、語(yǔ)境的理解力

對(duì)數(shù)字化城市的影響

自動(dòng)駕駛的實(shí)時(shí)響應(yīng)

遙控醫(yī)療的發(fā)展

智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

總結(jié)

什么是5G

5G是第五代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。它是繼1G，2G，3G和4G網(wǎng)絡(luò)之后新的全球無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。它使用全新的無(wú)線基礎(chǔ)架構(gòu)，峰值的下載速度速度比4G快20倍，并有望消除差不多任何延遲。5G技術(shù)將啟動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）時(shí)代，以低成本連接數(shù)十億臺(tái)機(jī)器，設(shè)備和傳感器。

5G 具有三大網(wǎng)絡(luò)能力：

增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（高帶寬）、海量機(jī)器通信（大連接）及低時(shí)延高可靠通信（低時(shí)延）。

高帶寬：5G的峰值下載速度達(dá)到20 Gbps ，4G只有1 Gbps。滿足用戶對(duì)高數(shù)據(jù)速率的業(yè)務(wù)需求，用于安防監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、產(chǎn)品檢驗(yàn)等方面。

大連接：5G 三大能力中面向物聯(lián)網(wǎng)（IoT）業(yè)務(wù)的能力，對(duì)網(wǎng)絡(luò)感知實(shí)時(shí)性要求低，但對(duì)終端密集程度要求高。廣泛應(yīng)用于公用事業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸和電力等行業(yè)。

低時(shí)延：5G的這一突破實(shí)現(xiàn)了基站與終端間 0.5 毫秒的時(shí)延。這一點(diǎn)是 5G 區(qū)別于其他三代網(wǎng)絡(luò)的差異化能力，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、交通等對(duì)可靠性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景，如遠(yuǎn)程設(shè)備操控（遠(yuǎn)程手術(shù)）和安全監(jiān)控（城市安全監(jiān)控）等。

5G與4G的差別

帶寬方面：4G的峰值速度為1Gbps，帶寬可以滿足人們的使用需求，比如呈現(xiàn)高清圖片和視頻。延時(shí)性能4G也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于5G，這也解釋了為什么5G通信網(wǎng)絡(luò)解決了4G網(wǎng)絡(luò)不能持續(xù)實(shí)時(shí)玩游戲的情況。

4G使用無(wú)線電波（頻率和頻段是：1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz），而5G使用毫米波（3300-3400MHz / 原則上限室內(nèi)使用、3400-3600MHz和4800-5000MHz）。 5G和4G使用的頻段是完全不同的，4G的網(wǎng)絡(luò)頻段在1.8-2.6GHz上，而5G網(wǎng)絡(luò)使用的頻段會(huì)更高，最低也會(huì)在3GHz頻段以上，這就造成了所有5G設(shè)備需要重新建設(shè)的需要。

5G與AI的關(guān)聯(lián)和互動(dòng)性

二者的關(guān)聯(lián)和互動(dòng)性體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和邊緣計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)切片五個(gè)方面。

物聯(lián)網(wǎng)：是將各種信息傳感設(shè)備互聯(lián)起來(lái)形成的網(wǎng)絡(luò)，其中傳感器采集信息，物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)傳輸信息，物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過(guò)人工智能技術(shù)處理信息、管理連接和傳感器，終端呈現(xiàn)信息與應(yīng)用。

云計(jì)算：提供海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)算、多方數(shù)據(jù)匯聚共享能力。云計(jì)算為物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和大數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)的存儲(chǔ)和計(jì)算能力，為人工智能算法提供強(qiáng)大的計(jì)算能力。

大數(shù)據(jù)：通過(guò)專門云端服務(wù)處理海量數(shù)據(jù)，對(duì)工作流程進(jìn)行優(yōu)化。大數(shù)據(jù)技術(shù)的意義不在于龐大的數(shù)據(jù)信息，而在于對(duì)這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理。5G最大的潛力在于將所有設(shè)備連接到相連的網(wǎng)絡(luò)以進(jìn)行數(shù)據(jù)生成。而大數(shù)據(jù)使得人工智能時(shí)代得以發(fā)展，可以說(shuō)數(shù)據(jù)是人工智能領(lǐng)域的核心， 5G提供了AI成功所需的基礎(chǔ)設(shè)施和大量數(shù)據(jù)。

邊緣計(jì)算：5G的這一突破實(shí)現(xiàn)了基站與終端間 0.5 毫秒的時(shí)延。實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)即為低時(shí)延這一特征。一方面，5G加上移動(dòng)邊緣計(jì)算能夠有效降低數(shù)據(jù)傳輸量，僅通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸處理完成的數(shù)據(jù)信息，為AI應(yīng)用使用方提供本地化快速處理分析，能更好地匹配用戶訴求，降低訪問(wèn)時(shí)延。另一方面，依托5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，能夠廣泛采集智能終端數(shù)據(jù)，并在終端邊緣通過(guò)AI，人工智能技術(shù)進(jìn)行信息分析處理，匯聚到相應(yīng)數(shù)據(jù)平臺(tái)，計(jì)算處理完成后，實(shí)現(xiàn)快速反饋?？偟膩?lái)說(shuō)，邊緣計(jì)算將遠(yuǎn)離用戶的云端存儲(chǔ)并將計(jì)算能力向用戶邊緣遷移，邊緣計(jì)算與云計(jì)算協(xié)同工作，邊緣計(jì)算存儲(chǔ)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，云計(jì)算存儲(chǔ)處理共享的海量數(shù)據(jù)，避免大量數(shù)據(jù)傳送到核心網(wǎng)處理所帶來(lái)的帶寬浪費(fèi)和延遲。

網(wǎng)絡(luò)切片

網(wǎng)絡(luò)切片是將一個(gè)共享的物力網(wǎng)絡(luò)切割成多個(gè)虛擬的端到端網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)切片都可以擁有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)資源，并且各個(gè)切片之間是完全隔離的。其中一個(gè)切片出現(xiàn)故障并不會(huì)影響其他切片。結(jié)合5G的應(yīng)用場(chǎng)景，運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)類型定義不同的切片，滿足不同用戶對(duì)延遲、吞吐量以及容量不同的需求。 5G切片網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)是全面虛擬化的云端架構(gòu)，不需要為每一個(gè)服務(wù)建設(shè)一個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)，這項(xiàng)研究極大地節(jié)省了成本。

5G將會(huì)為人工智能帶來(lái)什么改變

下面舉例說(shuō)明，基于5G的三個(gè)網(wǎng)絡(luò)特征，人工智能領(lǐng)域會(huì)發(fā)生什么改變。

1.提高人工智能對(duì)語(yǔ)言、語(yǔ)境的理解力

5G的數(shù)據(jù)高速傳輸，多機(jī)器的數(shù)據(jù)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)AI模型持續(xù)學(xué)習(xí)并保持動(dòng)態(tài)模式。

舉個(gè)具體的例子：某新型公司正在研發(fā)的智能語(yǔ)音通話軟件，打電話的用客戶在屏幕上可以看到實(shí)時(shí)對(duì)話記錄，人工智能隨后進(jìn)行情感分析并提返回客戶問(wèn)題的答案。目前的許多功能僅適用于臺(tái)式機(jī)用戶，但是隨著5G的推出，一旦用戶具有5G級(jí)別的連接性，該公司就可以開(kāi)始將所有這些功能推向移動(dòng)設(shè)備，通過(guò)使用5G技術(shù)，移動(dòng)端將具有計(jì)算機(jī)連接到超高速網(wǎng)絡(luò)時(shí)所具有的所有功能。

5G智能家居。在家庭里設(shè)置不同基于AI的語(yǔ)音終端，例如嵌入式智能開(kāi)關(guān)面板，智能語(yǔ)音溫度計(jì)，濕度計(jì)，智能揚(yáng)聲器，智能鬧鐘，電視。更多終端將具有遠(yuǎn)距離AI語(yǔ)音和家庭聯(lián)網(wǎng)功能。5G智能家居將通過(guò)全場(chǎng)景語(yǔ)音覆蓋和全屋協(xié)調(diào)語(yǔ)音控制來(lái)適應(yīng)不同的生活場(chǎng)景，從而滿足未來(lái)智能生活不斷增長(zhǎng)的需求。

2.對(duì)數(shù)字化城市的影響

5G時(shí)代的到來(lái)，可滿足智能城市海量智能設(shè)備的同時(shí)接入，以及設(shè)備之間虛實(shí)互動(dòng)，體驗(yàn)毫秒級(jí)響應(yīng)，進(jìn)而推動(dòng)多場(chǎng)景AI應(yīng)用落地。

智慧城市的應(yīng)用場(chǎng)景舉例：

智慧用水，通過(guò)5G濾芯裝載傳感器，實(shí)時(shí)告訴廠家，哪一戶的濾芯到期了，或者哪些水管是漏水的。

智慧安全，幫助警察檢查城市安全。當(dāng)高清攝像頭看到一個(gè)嫌疑人時(shí)，攝像頭會(huì)將信息傳遞給城市智慧大腦，城市大腦就會(huì)通知附近的無(wú)人機(jī)追蹤嫌疑人。

但是要將5G應(yīng)用到城市建設(shè)中，除了5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)建設(shè)有待完善，建設(shè)成智慧城市的難點(diǎn)在于政府?dāng)?shù)據(jù)的打通和使用。

3.自動(dòng)駕駛的實(shí)時(shí)響應(yīng)

利用5G網(wǎng)絡(luò)，無(wú)人駕駛車采集的位置、車輛環(huán)境、車輛工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)，回傳到邊緣計(jì)算和云計(jì)算平臺(tái)，進(jìn)一步通過(guò) 5G V2X 通信系統(tǒng)和遠(yuǎn)程智能調(diào)度監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)車路融合定位、精準(zhǔn)?？?、自主避障等功能。

5G V2X的含義及作用：

就是把車連到網(wǎng)或者把車連成網(wǎng),包括汽車對(duì)汽車（V2V）、汽車對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）、汽車對(duì)互聯(lián)網(wǎng)（V2N）和汽車對(duì)行人（V2P）。

在4G時(shí)代，車輛之間就不會(huì)互相進(jìn)行連接，無(wú)法真正的實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景自動(dòng)駕駛。如當(dāng)前特斯拉自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，基于傳感器、雷達(dá)和攝像頭的各種信息輸入，通過(guò)人工智能技術(shù)決策，車在一定程度上即可以自動(dòng)駕駛。但是其本身也有很大的局限性，例如在晚上、雨雪天，霧天等惡劣天氣下，在交叉路口、拐彎處等場(chǎng)景，人工智能模型無(wú)法實(shí)現(xiàn)百分之百的精確預(yù)判，導(dǎo)致攝像頭無(wú)法精準(zhǔn)監(jiān)控路況，發(fā)生致命交通事故。

V2X可以看作是與各個(gè)車輛交互作用的 “傳感器”，通過(guò)和周邊車輛、道路、基礎(chǔ)設(shè)施的通訊，獲取比單車能得到的更多的信息，大大增強(qiáng)對(duì)周圍環(huán)境的感知。5G網(wǎng)絡(luò)本身具有的超大帶寬超低時(shí)延特性，可以實(shí)時(shí)搜集傳輸更多更精確的環(huán)境信息，例如：路側(cè)的紅綠燈信息、行人信息、周邊車輛信息可實(shí)時(shí)傳送至車輛，為車輛自動(dòng)駕駛提供更好的輔助。

V2X需要傳遞和交互的不會(huì)是最終抉擇指令，只會(huì)是周邊車輛與環(huán)境的狀態(tài)信息，車輛本身自動(dòng)駕駛的決策可以通過(guò)云端化的計(jì)算能力以及人工智能算法訓(xùn)練的模型得到。

注：需要V2X傳遞的信息包括：傳感器信息和周邊車輛駕駛操作狀態(tài)信息。

4.遙控醫(yī)療的發(fā)展

同樣得益于5G的低時(shí)延高帶寬，由華為、中國(guó)聯(lián)通福建分公司、北京 301 醫(yī)院等共同展開(kāi)的5G遠(yuǎn)程手術(shù)（對(duì)一只小豬進(jìn)行了切除肝小葉手術(shù)）獲得極大的成功，該手術(shù)對(duì)象在 50 公里以外，利用5G網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操控機(jī)器人進(jìn)行，各個(gè)方面的配合幾乎完成同步，時(shí)延只有 0.1 秒左右。

上圖描繪了5G應(yīng)用于遠(yuǎn)程手術(shù)的過(guò)程。醫(yī)生手術(shù)的時(shí)候需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并得到結(jié)果，could resource里存儲(chǔ)了大量的數(shù)據(jù)供醫(yī)生參考，醫(yī)生的手術(shù)新數(shù)據(jù)也可以傳到云資源(cloud resource)，根據(jù)5G 網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)絡(luò)并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分發(fā)到邊緣站點(diǎn)進(jìn)行分析（邊緣計(jì)算中心運(yùn)用人工智能以及機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)后，將結(jié)果返回給醫(yī)生）。

5.智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

5G對(duì)農(nóng)業(yè)應(yīng)用的理解，通俗地說(shuō)，就是5G為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域提供大量的數(shù)據(jù)，并融合現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)場(chǎng)景，通過(guò)人工智能分析預(yù)測(cè)，通過(guò)電腦平臺(tái)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)行監(jiān)控。

依賴5G的高速度、低延遲的特點(diǎn)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者可以搭建整體的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的互相連接，實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，通過(guò)人工智能模型迅速做出相應(yīng)決策，最終實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、科學(xué)、高效的管理農(nóng)作物健康生長(zhǎng)。譬如，可以利用設(shè)備收集大氣、土壤、作物、病蟲(chóng)害等多方面的數(shù)據(jù)，來(lái)隨時(shí)隨地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。智慧農(nóng)業(yè)必須依托于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，讓所有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通。

總結(jié)

本文清晰地介紹了5G的概念以及與4G相比的優(yōu)勢(shì)，5G和AI的關(guān)聯(lián)和互動(dòng)性，以及5G將會(huì)為人工智能帶來(lái)什么改變，最后通過(guò)五個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明5G的應(yīng)用領(lǐng)域（提高人工智能對(duì)語(yǔ)言/語(yǔ)境的理解力，對(duì)數(shù)字化城市的影響，自動(dòng)駕駛的實(shí)時(shí)響應(yīng)，遙控醫(yī)療的發(fā)展，智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用），讓讀者更加深刻地體會(huì)5G對(duì)我們生活已產(chǎn)生的以及將要產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。

5G時(shí)代的到來(lái)意味著通信技術(shù)進(jìn)入到了一個(gè)新的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)不單單是手機(jī)上網(wǎng)那么簡(jiǎn)單，設(shè)備終端都可以實(shí)現(xiàn)互相的通信，人類將做好準(zhǔn)備迎接下一個(gè)科技革命。當(dāng)下5G也仍然存在一些待改進(jìn)之處，比如信號(hào)不穩(wěn)定，容易受天氣影響等等。盡管如此，5G普及的目標(biāo)指日可待，其發(fā)展空間也備受矚目。

任何一項(xiàng)給人類生活帶來(lái)便捷的發(fā)明都是有長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展利益的，5G通信技術(shù)也不例外。憑借5G人工智能注入的強(qiáng)大動(dòng)力，在很大程度上推動(dòng)了世界的發(fā)展，對(duì)于構(gòu)建一個(gè)更加高效和安全的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代有著深遠(yuǎn)的意義，越來(lái)越多的國(guó)家重視這項(xiàng)技術(shù)，為全球?qū)崿F(xiàn)真正意義上的萬(wàn)物互聯(lián)這一終極目標(biāo)不斷努力。

審核編輯：郭婷