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浅谈5G通信技术对教育的影响

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  摘 要:移动通信技术的变革会对各行各业产生巨大的变化,教育行业也不例外。对于传统的教育行业,尤其是教育培训产业来说,由于自身的高成本、远距离、网速带宽窄,以及场景化不足等原因,使得传统企业的瓶颈很难突破,但是随着5G的普及商用,新型的教育模式将直接冲击,甚至是颠覆传统的培训产业 
  关键词:5G;教育;通信技术 
  1986年第一代移动通信系统(1G)出现,当时的教育还是完全靠老师对知识的讲解及学生对此的消化吸收为基础进行的。1995年以时分多址(TDMA)技术的出现,使我们进入了第二代移动通信系统(2G)时代,这时教室里多了计算机、电子显示屏和投影仪等,通过这些辅助设备可以使学生更好的理解教师的讲课。2007年伴随着智能手机的出现,第三代移动通信系统(3G)也出现了,教育行业有了更为生动的变化,移动学习应运而生,远程多媒体教育的发展进程进入了快速发展的通道。2013年伴随着正交频分多址技术的开发第四代移动通信系统(4G)产生了,从此人类进入了移动互联网时代。而现在4G的风头还未过,第五代通信系统(5G)即将接踵而来,虽然技术对商业的冲击大多时候是小步快跑的渐进式变革,但从4G时代到5G时代,我们则是一个“大迈进”。 
  1 第五代通信系统(5G)的技术特点 
  1.1 高速度 
  与4G相比5G的网络速率有了质的飞升,用户体验速率达到Gbps量级,是4G速率的10-100倍。这对于对速率有很高要求VR/AR高清业务的发展有了更进一步的推动,使用户的体验和感受都有了很大的提高。 
  1.2 泛在网 
  泛在网有两层含义:广泛覆盖和纵深覆盖。广泛即指我们社会生活的各个地方都需要覆盖到5G网络。纵深即指虽然我们生活中已经有网络覆盖,但需要更高品质的深度覆盖。 
  1.3 低功耗 
  随着5G大规模物联网的应用,就必须要求联网设备的低功耗。这些年,可穿戴产品虽然有一定的发展,但很快就遇到了很多瓶颈,其中最大的瓶颈就是功耗高给用户的体验差。而5G一个重要的特点就是大大降低末端设备的功耗,所以在5G网络中,物联网产品将迎来爆炸式的增长。 
  1.4 低时延 
  人类对自然界的反应时间一般在100-200ms之间,而5G把端到端的时延降低到4G的1/5-1/10,达到毫秒级水平,因此已经发展了许多年的无人驾驶技术也将打破因网络时延高而造成的技术瓶颈,得到快速的发展。 
  1.5 万物互联 
  在通信技术的不断发展下,我们经历了固定电话时代,那时终端设备是以人群为定义的;到了手机时代,终端数量大量爆发,这时终端设备是以个人应用来定义的。而5G时代,终端不在按人来定义,因为人们可以根据自己的需要拥有数个或很多的终端设备。 
  1.6 重构安全 
  传统互联网主要解决信息速度、无障碍传输及信息共享等问题,而在5G通信基础上建立新型智能互联网,不仅要实现传统互联网的问题而且还要建立一个社会及生活的新机制和新体系。 
  2 5G环境下的教育 
  2.1 更好的教育体验 
  众所周知,人类获得知识靠的是对视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉来对自然界感知。我们学习也是这样的感知过程,教育的主要目的就是让人获得知识,不管是自然科学还是社会科学,我们都需要通过五觉来学习。而随着5G高带宽时代的到来,基于连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠等技术场景的应用,以前许多不能打破的技术瓶颈即将被突破。 
  2.2 更公平的教育资源 
  在5G时代,高速的移动互联网使VR/AR得到更深入的发展。通过这些技术的应用我们可以发现教育资源稀缺性在减弱。譬如:虚拟仿真技术用情景化的方式,丰富学生的感受,带人情绪,让学生体验更深刻。而在5G+4K远程互动教学系统的承载下,可以让身处边远的新疆、西藏等地区的孩子能获得与首都北京的孩子一样的教育资源。 
  2.3 更智慧的教育 
  2016年谷歌的围棋人工智能AlphaGo战胜韩国围棋高手李世石,标志着人类开始步入人工智能时代;而此刻智慧教育的舞台也逐渐拉开了帷幕;譬如:能语音识别和语义分析的自动批改作业系统、能纠正语法错误的语言软件等;但没有5G通信技术的支撑,这样的智慧教育也只是坡脚的瘸子走不远。而随着5G的来临,物联网、大数据及人工智能的技术将得到更高、更远的发展,这将成为促进智慧教育的强大驱动力,由此智慧教育将迈向更高的台阶。如在传统教学中,教师总是会去了解学生的学习情况,而去通过课堂的回答问题、课下的作业情况来分析;但在人工智能与大数据分析的帮助下,师生之间的数据交流将是及时的也是全面的,备、教、改、辅、考,所有环节都能做到让学习资源与学生需求有效适配,为学生提供个性化学习方案,针对每个学生的知识短板,智能推送强化巩固,既能省时又能省力。 
  2.4 更智能的教育设备 
  现在不管是大学、中学还是小学的教室,大多数电子设备只是为教学活动提供简单的PPT放映、视频播放以及资料查询等功能,根本不能实现互联互通的功能。而在5G 时代,不仅仅能解决人与人通信的问题,而且还能解决人与物以及物与物的通信的问题,这可以让教室内所有的电子终端设备都互通互联;因此教育设备也将面临巨大的变革,教室内的教育设备不仅能与学校图书馆学习资源也要互联,还能与学生移动学习设备互联,更能与教师教学移动设备互联,这就增强了学习的互动性,让学习不在是一個人枯燥无味的啃书本。 
  3 结语 
  即将进入的5G时代,对于我们社会中任何领域都会带来巨大的变革,同样在教育上也会对学习者的学与教师的教,产生翻天覆地的变化。现在5G 技术已经开始小规模商用,而未来随着5G技术的不断发展和完善,教育领域也会呈现更多的变革。 
  参考文献: 
  [1]孙磊.M-ICT时代下的5G技术及创新[J].通讯世界,2017(14). 
  [2]平磊.面向5G通信的咬尾卷积码和Turbo码技术研究[D].西安电子科技大学,2017. 
  [3]陈礼波,辛荣寰,等.面向5G平滑演进的UTN网络解决方案探讨[J].邮电设计技术,2018(4). 
  [4]杨慷.5G时代虚拟化核心网组网架构演进[J].信息通信,2019(4). 
  基金项目:南阳师范学院校级青年项目(2018QN025):分布式环境中大数据处理任务的调度方法研究 
  作者简介:李英(1982-),女,硕士,讲师,研究方向:分布式计算、云计算。

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