5G智慧城市应用探讨

陶志强

摘 要 5G将引发社会生产和人们生活方式的深刻变革。5G 将为智慧城市提供一张更快、更可靠的网络，有利于智慧城市的落地。智慧城市建设新高潮也将真正到来。5G时代，智慧城市将对医疗、出行、教育、娱乐等各方面带来全新体验。本文重点探讨5G时代智慧城市在交通、医疗、教育等方面应用。

关键词 5G;智慧城市;应用

引言

移动通信技术由4G快速向5G演进，将大幅提升移动互联网用户业务体验，并将开启物物相连、泛在感知的互联时代。5G 是信息技术革命的支撑点，是将数字化、云化、AI 化和传统产业联结的关键，因此成为高质量智慧城市建设的前提。未来10年是5G商用和5G应用逐步演化的过程。基于5G，用智能化方法建设城市或许是解决目前城市发展面临交通、环境等一系列问题的一个较好方法。整体上看，5G的发展必将在智慧城市建设中得到广泛应用。

15G应用场景及技术发展

（1）5G应用场景。5G的愿景与需求，是为了应对未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景，同时与行业深度融合，满足垂直行业终端互联的多样化需求，实现真正的“万物互联”，构建社会经济数字化转型的基石。ITU为5G定义了eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量大连接）、URLLC（低时延高可靠）三大应用场景。

（2）5G技术进展。ITU对5G需求愿景、技术趋势和频谱方案等方面开展深入研究并形成一系列究成果。3GPP 5G标准工作将具体包含三个版本：R14、R15、R16。R14主要开展无线技术和网络技术的预研工作;R15是第一个5G标准版本，主要满足市场初期商用需求，已在2018年6月完成。R16计划于2020年完成，满足ITU定义的5G所有需求。国内5G研究及应用也已全面推进，IMT-2020（5G）推进组在5G领域取得了一系列的研究成果，大力推动了全球5G技术、标准的发展。我国已完成了5G研究已获得全球广泛共识，在业界率先明确5G技术路线及核心关键技术，并发布5G无线和网络技术架构。

新空口是5G主要的技术演进方向。5G新空口将采用全新的空口设计，引入大规模天线、新波形、新型多址等先进技术。为应对5G性能指标和效率指标带来的挑战，未来5G系统技术创新重点包括：网络切片新技术、控制和转发分离技术、控制功能重构技术、移动边缘计算技术、新型移动性管理和连接管理技术、网络能力开放技术、多RATs和多连接技术等[1]。

2智慧城市应用探讨

5G网络能够提供更大带宽、更低时延及更广连接，能够更好地支持各个行业创新应用，带动智慧城市内技术创新及产业升级。典型场景包括：智慧交通、智慧医疗、智慧教育、智慧制造等。

（1）智慧交通应用。交通是人的出行和物流的运输的重要途径，是社会最基本的运转需求。受益于5G技术及云计算、大数据等技术的快速发展，交通也将演进到智慧交通，并在生活生产方面贡献更大价值。车联网系统将人、车、路三者综合起来考虑。智慧交通基于5G无线蜂窝通信的大带宽、低时延、高可靠等特性，综合运用了5G信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、卫星导航与定位技术、电子控制技术、计算机处理技术及交通工程技术等，并将系列技术有效地集成，从而使人、车、路密切配合，发挥协同效应，提高运输效率，保障交通安全，提高能源利用效率。

根据车联网的应用及网络连接要求，车联网的应用主要可分为五类：辅助驾驶、自动驾驶、远程驾驶、信息管理、信息娱乐。5G技术发展，初期将可推动信息管理、信息娱乐应用成熟，5G中后期发展，将全面推动辅助驾驶、自动驾驶和远程驾驶三大场景应用走向成熟。

（2）智慧医疗应用。医疗信息化特征是大带宽、低时延、高安全的要求，5G技术将为远程医疗的蓬勃发展带来的巨大机遇。中国远程医疗行业正在急速擴张，据Frost & Sullivan咨询公司调查报告显示，2016年市场规模达109亿元，预期到2026年将增加至1980亿元，复合年增长率为33.6%。国务院发布的《关于促进健康服务业发展的若干意见》提出到2020年，健康服务业总规模达到8万亿元以上。得益于5G网络部署及技术发展，智慧医疗应用产品将日趋丰富。如基于医疗设备数据无线采集的医疗监测与护理类应用：无线监护、无线输液、移动护理和患者实进位置采集与监测、远程无线设备检测与维护、远程查房、远程实时会诊、远程机器人手术等。

（3）智慧教育应用。2018年4月教育部发布《教育信息化2.0行动计划的通知》，明确提出了“智慧教育”概念。“智慧教育”是政府主导、学校和企业共同参与构建的现代教育信息化服务体系。2019年教育信息化整体市场规模已突破4300亿元。随着5G及VR、AR、远程互动等技术的成熟运用，教育行业将迎来新的突破性发展机遇。主要应用场景包括：AR教育逐步兴起。AR技术能够将虚拟信息叠加到现实世界中，可以使教学中原本枯燥的知识变成一个个生动的形象。如AR卡牌、AR书籍、AR游戏等，这都将在技术和商业模式上全面颠覆传统教育模式。VR教室提上日程。VR可以进行场景化教学，也可以让学生在虚拟环境中进行现实中难以实现的各种实验，实现远程多人互动协作。先进的VR设备能够重新唤醒学生对教学活动的兴趣。AI+教育应用层出不穷，如个性化学习、自动化辅导、智能测评、模拟和游戏化教学平台、教育决策、幼儿早教机器人等。

（4）智慧制造应用。通过对制造车间内的温度、压力、湿度、速度等工业传感、变送器等海量物联网终端的数据采集，实现生产线的实时动态监控。同时通过5G网络实现工业设备的实时控制和相互协调，实现智能工厂互联互通功能。主要有机器人、工业控制、无线传感器网络及辅助系统等[2]。

3结束语

5G的到来将开启万物互联、产业智联、跨产业融合创新的新时代。作为下一个改变世界的技术，5G技术将催生智慧城市内各行业的不断创新，将全面构筑经济社会数字化转型的关键基础设施。5G 技术将向智慧城市中各领域扩散渗透，孕育新兴信息产品和服务，重塑传统产业发展模式，成为经济社会发展的关键动力。

参考文献

[1] 王宏武.5G技术在智慧城市部署中的应用[J].电子技术与软件工程，2019（9）：18.

[2] 王洋.5G时代下智慧城市建设策略与导向分析[J].新闻研究导刊，2019（21）：236，238.