5G时代智能化发展探索

5G时代智能化发展探索

庄懿

杭州佳益建设劳务承包有限公司310020

一、引言

现代科技高速进步、社会稳步发展，形形色色的技术层出不穷，逐渐改变着我们的日常生活与工作。而中美贸易战、封杀华为等时政热点无疑将大众的目光聚焦在5G这项技术上。5G不仅成为通信业和学术界讨论的焦点，更激发普通民众的关注热情。

什么是5G，5G对于智能化产业来说能带来哪些新的机遇与变化，本文将详细对这些话题讨论并做出展望。

二、5G是什么

5G是第五代移动通信技术（5thgenerationmobilenetworks或5thgenerationwirelesssystems、5th-Generation，简称5G），是最新一代蜂窝移动通信技术，是4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统后的延伸。

与早期的2G、3G和4G移动网络一样，5G网络是数字蜂窝网络，在这种网络中，供应商覆盖的服务区域被划分为许多被称为蜂窝的小地理区域。表示声音和图像的模拟信号在手机中被数字化，由模数转换器转换并作为比特流传输。蜂窝中的所有5G无线设备通过无线电波与蜂窝中的本地天线阵和低功率自动收发器（发射机和接收机）进行通信。收发器从公共频率池分配频道，这些频道在地理上分离的蜂窝中可以重复使用。本地天线通过高带宽光纤或无线回程连接与电话网络和互联网连接。与现有的手机一样，当用户从一个蜂窝穿越到另一个蜂窝时，他们的移动设备将自动“切换”到新蜂窝中的天线。

5G具有大带宽、高信息量、高速度、低延时的性能特点；与现有主流无线通信协议各项参数对比如下表所示：

5G独有的网络切片与边缘计算能力（网络切片，就是根据不同的服务需求，比如时延、带宽、安全性和可靠性等，将运营商物理网络划分为多个虚拟网络，以灵活应对不同的网络应用场景；边缘计算，是一种分布式计算，将数据资料的处理、应用程序的运行甚至一些功能服务的实现，由网络中心下放到网络边缘的节点上）催生三类未来应用场景：

增加移动宽带（eMBB）；

超高可靠、低时延通信（uRLLC）；

海量机器类通信（mMTC）；

eMBB、uRLLC与mMTC与智能化的未来发展有着密不可分的关系。下面我们将讨论这些场景会如何引起行业变革并影响我们的生活。

三、5G给智能化行业带来什么变化

每一代网络技术的出现都带来相关应用的快速增长。比如1G时代出现了语音通话，给未来的网络建设打下良好基础；2G时代加入了低速率的数据业务，可以实现发短信；3G时代实现了视频通话；4G时代达到了千兆的网速，使得网络渗透到生活的方方面面，产生了移动支付、共享单车、外卖等一系列的应用；而步入5G时代，这项技术会给我们的生活带来哪些变化。

智能楼宇

现代智能楼宇一般定义为5A智能建筑，包含通讯自动化（CA）、楼宇自动化（BA）、办公自动化（OA）、消防自动化（FA）和保安自动化（SA）。

CA：（通讯自动化）

5G信号存在频率快、速度快且覆盖面积小的特点，由于现代建筑材料屏蔽效应，室外光谱很难进入室内，所以5G时代室内5G基站敷设密度极大；随着流量资费的降低，未来5G将会部分或者全部取代WIFI，成为建筑物内无线网络的主流，将现有的无线网络系统与移动信号覆盖系统一并建设，减少重复投资。

BA：（楼宇自动化）

基于5G所具有的的mMTC（海量机器通信）的特性，所有建筑内末端机电设备将配备智能控制模块进行点对点的无线传输通信，组成蜂窝状网络（类似于Zigbee组网），将大大减少布线、配管等综合管路系统的基础投资；基于5G大带宽、高信息量、高速度、低延时、低功耗的特点，进一步提升系统的实时性与稳定性；基于边缘计算的能力，新型BA系统极有可能踏上人工智能的快车，使楼宇真正实现智能化监测、分析、控制。

OA：（办公自动化）

本世代基于4G网络的移动OA已包括公文处理、公告发布、集团通讯录、信息查询、

日程管理和邮件提醒等功能。5G时代下，移动OA会趋向于云OA的模式：所有的终端数据不单在本地存储，会通过5G网络实时上传至云服务器当中，真正实现不分终端、不分办公时间、地点的移动OA系统。

FA：（消防自动化）

5G背景下的FA更接近于智慧消防的应用，各个建筑物的消防自动化系统不再是一个个孤立的系统，配合物联网、GIS应用、移动互联网+、人工智能、大数据云信息处理等技术，实现横跨三个不同网络架构，构建一个消防大数据中心，打造一个消防大数据平台，构建两个实战应用体系即日常防火系统和战时灭火系统，健全五个应用工作机制即“大数据+基础建设、大数据+警务决策、大数据+合成监管、大数据+全民消防、大数据+作战指挥”的目标。

SA：（保安自动化）

5G技术的兴起将使得安防从过去简单的安全防范系统向城市综合化体系进行转变；高带宽、高可靠、低延时的网络，结合大数据、人工智能等先进技术，现有安防系统将打破技术天花板：

例如视频监控的图像将不再限制于传统网络的传输速率限制，由现在的主流高清（1080P）向超高清（2K、4K甚至更高）进行跨越，结合大数据、深度学习大大提高后端数据的分析处理能力，完成更多业务目标；出入口控制系统将不单单靠单一性征（例如一卡通、人脸）进行识别，进一步提高系统的安全可靠性；现代入侵报警系统多采用电子围栏、红外线对射、微波双鉴探测器等方式，采用总线制、分线制居多，存在传输响应速率慢、误报率高等缺陷，未来5G时代入侵报警将通过无线传输大大减少布线的成本、提高前端设备的计算处理能力，提高速度与精准度。

智慧城市

智慧城市是把新一代信息技术充分运用在城市中各行各业基于知识社会下一代创新（创新2.0）的城市信息化高级形态，实现信息化、工业化与城镇化深度融合，有助于缓解“大城市病”，提高城镇化质量，实现精细化和动态管理，并提升城市管理成效和改善市民生活质量。智慧城市主要包含智慧应急、智慧社区、智慧消防、智慧交通、智慧医疗、智慧物流、智能电网等建设方面。下面将着重几个子系统进行描述；

基于5G的智能电网

基于5G的智慧城市重要解决方案之一就是智能电网（SmartGrid），智能电网是电力传输网络系统，又称电网2.0，体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点，可以帮助更好的检测能源消耗，预测应用需求，支持负载平衡，减少用电高峰和停电、维修时间，从而降低能源成本，提高能源输送和使用效率，增强电网运行的安全性、可靠性和灵活性，实现电网与用户的双向互动。

基于5G的智慧交通

基于5G的智慧交通系统将更为联动，可以提高社区交通效率，减少堵塞的发生。5G有望为智慧城市中的车联网减少25%的油耗。对于公共交通，5G可以帮助减少乘客等待时间，优化公交车库存，提供实时更新的乘客信息、车辆信息，甚至支持动态公交路线；车辆、路灯等设备的信息互通还能帮助智能泊车，避免停车位的拥堵和闲置，提高27%的停车收入；

此外，5G智慧交通将帮助实现车型分类，根据路段运载能力安排车辆形式路线，支持智能交通管理，每年为中型城市的司机和相关人员节省成本，减少40%的交通阻塞事件，从而带来额外的生产力，改善居民生活质量。

四、尾言

在大数据时代，所有人都需要用数据来说话，学会用大数据。涉及智能感知技术、分布式存储技术、智能统计分析和数据挖掘技术、智能化实时动态可视化技术、云计算技术及基于网络的智能服务技术等，这些也是“智慧城市”建设的重要技术。而5G正为以上技术提供最底层也是最夯实的基础网络。

随着Release-15、Release-16的陆续发布，5G民用商用势在必行，把握时代发展脉络，与时俱进才能使我们不落后于整个智能化行业的发展。