通信网络行业智能化探索及应用

中国移动研究院人工智能与智慧运营中心朱琳2023年09月 1 通信网络特点 通信网络智能化定义及核心 2 3 中国移动网络智能化实践 通信原理 通信网络特点2：超大规模、复杂度极高 通信网络特点3：高可靠性 灾后郑州：当一座城市突然失去了互联网，人们进入了以物易物的时代。。。。。全社会享受移动互联网便利性的背后是多少通信人的付出和努力。。。。。 通信网络特点4：动态性高、不确定性强 1 通信网络特点 网络智能化定义及核心 2 3 中国移动网络智能化实践 网络智能化：将AI技术与通信网络深度融合，研究通信网络智能化相关的理论、架构和算法，攻关核心技术及软硬件，以实现通信网络运营运维智能化，网络服务智能化，构建智慧内生网络，助力通信网络提质增效、赋能行业数智化升级。 通信网络的智能来源 数 据 知 识 环 境 复杂、高动态但不柔性 时空序列数据海量但有效性低、异构 密集但缺乏体系化表达 网络智能化的核心：体系化智能 1 通信网络特点 网络智能化定义及核心 2 3 全网自智网络平均水平2025年达到L4级 “China mobile is widely recognized as the most advanced AN-enabled CSP in the world.” -- TMF中国移动已公认成为最领先的自智网络运营商 中国移动网络智能化实践 超大规模、异构、非独立时空序列预测 技术突破 科学问题 应用成效 创新提出时空同步卷积捕获复杂时空相关性，结合Inception +自适应图注意力机制解决网络异构性难题，结合迁移学习和图聚类的子图参数迁移训练，实现大规模节点子图预训练，分解通信网络复杂拓扑结构，实现对大规模网元节点建模。 ü支撑无线大规模小区节能项目、网元/小区扩容规划、应急保障、智能路由调度决策等应用； ü通信网络超大规模节点时空数据和复杂结构化信息AI建模。 ü通信网络数据时空同步相关性； ü公开数据集MAPE/RMSE较当时最优算法下降4%~15%； ü通信网络节点异构性； ü应用预测准确率较传统方法提升38%。 基于因果图注意力机制高可信的海量网元异常检测 技术突破 科学问题 应用成效 创新提出多指标时空数据的因果注意力结构，结合专家经验并通过结构约束提升模型可信性。并将时序数据空间转换为因果图空间，在因果图空间实现图表征和图聚类，支撑海量网元的多指标异常检测。 ü支撑无线网扰动工单自动发现、核心网健康度画像、电池健康度等应用； ü如何更好的表征海量网元数据的复杂结构化信息？ ü如何实现知识和数据的有效融合，解决通信领域对AI模型高可信性要求？ ü基于网元多指标因果注意力算法，公开数据集异常检测任务F1-score相较业界提升9pp； ü海量小区异常检测场景，10%训练数据即可达到相同性能。 ü如何提升AI模型的通用性，解决海量网元检测问题？ 面向复杂时空序列的因果推断 技术突破 科学问题 应用成效 创新提出“因果-趋势”的时间序列拆分算法，将时间序列自适应拆分为“因果性分量（对干预敏感）”和“趋势性分量（对干预不敏感）”，针对因果分量，融合知识信息挖掘干预和时序数据的物理机理，提升模型可信性和稳定性。 ü如何实现面向时空序列的因果推断？ ü支撑无线节能、负载均衡、权值优化等参数调整效果预估等应用场景 ü如何在干预动作多种、连续且并行的情况下，有效识别因果效应？ ü山东、江苏、浙江三个现网实际生产数据集上MAE相比SOTA下降22.2%~55.6% 基于深度强化学习的网络拓扑优化 技术突破 科学问题 应用成效 创新提出网络拓扑优化数学定义，兼顾优化成本、组网约束、可实施性、负载均衡和容量优化等多因素，提出基于图神经网络的拓扑合法性评估策略，结合基于深度强化学习的拓扑搜索策略，有效实现在海量拓扑空间中最优拓扑结构搜索技术。 ü支撑传输网络拓扑结构智能优化等应用，提升健康环路数占比，提升优化方案制定效率 ü网络拓扑优化往往对应整数规划问题，指数级复杂度如何解决？ ü基于强化学习的网络拓扑优化算法，相比传统启发式搜索算法性能提升34.71% ü如何同时考虑通信网络拓扑规则约束及上层通信状态的变化？ ü应用后做为ITU AI/ML竞赛的赛题之一，被认定为最具挑战的赛题，赛题参赛团队包揽了两个金奖 在通信网元、视觉基础大模型上实现技术突破 中国移动网络智能化实践 典型案例1：无线网络智能节能 典型案例2：传输哑资源智能识别 建立应用研发、上线、运营运维闭环机制 中国移动网络智能化实践 中国移动网络智能化平台 做为自智网络智能化数字底座和核心引擎，提供AI能力研发、部署、推理、共享、以及统一运营运维等全生命周期管理能力。通过算力集中、能力集中、管理集中，使网络智能化能力开发更简单，推广更高效。 统一运营，支撑共性AI能力沉淀 多形式建模，满足不同技术背景用户需求 共享实践经验，促进产业协同 国内首个“电信业人工智能平合产品能力评测认证” 中国移动网络智能化实践 开源标准协作，引领产业发展 开源实现 持续提升团队影响 提供网智参考实现 lTarget Architecture, General Technology (TMF, ITU)目标架构,通用技术lDomain Model, Domain Interface (3GPP, ETSI, IETF)领域模型,领域接口 lLFN Board directorLFN董事会主席lONAP TSC vice chairONAP TSC副主席 lTop Achievement Award优秀案例奖lCode Improvements Award质量提升奖 lGeneral intent PoC通用意图实现项目lCode contribution: 10K+代码贡献量：10K+ 77标准化项目 500+标准文稿 11本白皮书 智慧网络国家新一代人工智能开放创新平台 2022年11月，科技部正式授牌中国移动建设“智慧网络”国家新一代人工智能开放创新平台 以加速通信网络+人工智能关键技术突破、激发新一代信息技术融合创新动能、建立我国信息产业新优势为使命，面向广大ICT企业、高校、科研机构、行业组织等产业链上下游，提供柔性试验环境，开放充沛的智能算力、丰富的特色数据和算法、强大的开发与能力平台，赋能产业智能化技术创新，支持合作伙伴优秀成果规模化落地 智慧网络国家新一代人工智能开放创新平台门户及开放体系 智慧网络国家新一代人工智能开放创新平台门户正式上线：开放数据集、网络环境、算力、能力资源服务的统一入口https://jiutian.10086.cn/open 2 0 2 3年 平 台 开 放 计 划 2 0 2 3年Q 4 2 0 2 3年9月 2 0 2 3年8月 p更 多 共 建 数 据 集 持 续 发 布p开 放 仿 真 环 境 上 线p开 源 项 目 和 开 放 模 型 p打 榜 任 务 活 动 发 布p竞 赛 服 务 ü门 户 上 线 ü数 据 服 务 开 放 开放网络智能化数据集 依托智慧网络国家新一代人工智能开放创新平台，开放首批7个网智精品数据集，打造数据开放共享生态 通信行业数据开放规模最大、现网真实场景、数据类型丰富多样打通九天计算资源，助力网元、运维、服务智能、网络大模型研发持续收集、体系化构建、分批开放高质量数据 3GPP标准的冰山一角 区县传输网络图