当前,以5G、云、IoT、AI等为代表的新ICT正在加速“万物感知、万物互联、万物智能”的智能世界的到来。新一轮科技革命和产业变革推动数字经济高速发展,加快数字化发展已成为各国的战略选择。ICT产业是知识密集型产业,技术与业务融合是千行百业进行数智化转型的趋势,这对复合型数字人才提出了强烈的需求。
依托在移动通信、IP和光、计算和云、人工智能等产业的长期积累和最新技术演进,华为长期与社会各界共同培养数字人才,构建数字人才生态。为促进技术融合应用及创新,传播先进的信息和通信技术,面向高校、企业、社会提供AIoT技术的学习资源,华为联合机械工业出版社开发了AIoT技术系列图书,涉及5G、AIoT应用开发、AIoT工程设施与实施等主题。
华为致力于把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织,构建万物互联的智能世界。我们坚信,没有数字人才,就没有智能未来。我们希望与合作伙伴一起繁荣数字人才生态,共创行业新价值,助推数字经济的可持续发展。
汪涛
华为常务董事、ICT基础设施业务管理委员会主任
2024年1月
纵观我国移动通信产业的发展历程:1987年,第一部模拟信号移动电话开通;1998年,向ITU提交TD-SCDMA通信标准;2016年,建成全球最大的LTE通信网;2017年,有计划地推进全球认可的5G通信标准。在三十多年的时间里,我国实现了从2G跟随、3G突破、4G同步到5G领跑的巨大成就。2019年10月,我国工业和信息化部宣布启动5G商用,这标志着中国全面步入5G时代。
如果说4G开启了移动互联网时代,那么5G将面向物联网应用带来深层变革。5G面向的主要场景是增强移动宽带、大规模机器类通信与超可靠低延时通信,后两个应用场景均属于物联网应用的范畴。5G在架构设计上并没有只考虑技术层面,而是从开始就致力于将“人与人的通信”拓展到“人与物、物与物的通信”,进而实现“万物互联”甚至“万物智联”的核心愿景。
作为5G整体方案中应用与网络的汇聚点,边缘计算成为电信运营商重点培育的新业务。基于5G的移动边缘计算(MEC)作为开放的平台,具备快速开发、部署各种智能物联网(AIoT)应用的能力。随着5G网络建设速度的加快,MEC的研究与应用速度也随之加快。MEC有助于实现“网云协同、网随云动”,为多业务、多场景的AIoT应用提供快速、按需构建“通信+计算”的全面解决方案。
2015年,MEC进入了技术成熟阶段,其标准化与产业化开始加速。2016年,华为公司、中国科学院沈阳自动化研究所、中国信息通信研究院、Intel公司等联合发起边缘计算产业联盟(ECC)。2017年,全球工业互联网联盟(IIC)成立边缘计算工作组,定义边缘计算参考架构。不同专业的学者从不同角度诠释了MEC的相关概念,电信运营商与IT设备制造商纷纷提出了各自的MEC解决方案。
在AIoT的“端-边-管-云-用”架构中,5G与MEC是支撑AIoT应用的核心技术,这在产业界与学术界已经成为共识。在编写本书之前,作者花了很多时间阅读文献、向产业界人员请教、与课题组的老师们探讨。AIoT、5G与MEC属于学科交叉的前沿问题,近年来受到产业界与学术界的广泛关注,并且持续处于快速发展状态。在这样的背景下,厘清相关知识体系是一件困难的事。
本书共分为5章。第1~3章分别介绍了AIoT、5G与MEC的相关知识,包括它们的发展背景、概念、体系结构、工作原理、关键技术等;第4章分析了基于EdgeGallery平台开发5G边缘应用的流程;第5章展望了AIoT、6G与边缘AI的未来。
本书的编写得到了南开大学吴功宜教授、张建忠教授、徐敬东教授的帮助。在本书编写过程中,机械工业出版社的编辑提出了很多意见,华为公司的陈亚新、刘亮、李晶晶等专家给予了很多帮助。在此一并感谢。
限于作者的学术水平,书中难免有错误与不妥之处,恳请读者批评指正。
吴英
wuying@nankai.edu.cn
南开大学计算机学院
2024年3月
随着人工智能技术的成熟和广泛应用,作为物联网(Internet of Things,IoT)的新应用形态,智能物联网(AI&IoT,AIoT)开始受到社会的广泛关注。本章将从分析IoT与AIoT的发展过程入手,系统地讨论IoT各发展阶段的特点、核心技术及应用,并深入探讨AIoT的体系结构与层次结构模型。
本章学习要点:
· 了解IoT的发展背景及其定义。
· 理解AIoT的形成与发展过程。
· 掌握AIoT的技术特征。
· 理解AIoT的技术架构与层次结构模型。