韩双锋：下一代通信网络整体思考及智慧内生关键技术

信息通信业成为数字产业高质量发展的引擎下一代通信网络成为数字经济高质量发展的引擎 数字经济社会步入高质量发展新阶段，算力已成为核心生产力，通用智能技术加速发展，促进下一代通信网络从传统通信网络向“连接+算力+能力”融通发展的网络加速转变。 通用智能成为推动科技跨越发展、产业优化升级、生产力整体跃升的驱动力量 算力渗透到各行各业及企业生产全过程，成为继热力、电力之后新的关键生产力 数字经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,成为全面建设社会主义现代化国家的首要任务 提供通信、感知、计算、智能、大数据、安全等一体融合的新一代信息服务 提供语音、短信、移动宽带等通信服务 转变1：从信息传输到信息全过程服务 XXXX主要内容下一代通信网络将从传统的信息传输服务，拓展到信息感知、传输、存储、处理、利用等全过程服务，AI贯穿信息流的全生命周期，实现从通信网络向信息服务网络的重大转变 转变2：从服务物理世界到服务数字世界 下一代通信网络 转变3：从地面通信网络到空天地一体通信网络 下一代通信网络将从地面通信扩展至空天地一体通信，提供天地融合、泛在连接、军民融合的新型信息通信服务，推动地面通信与卫星通信产业生态深度融合 低轨卫星和手机直连，成为卫星互联网重要趋势 卫星互联网成为全球竞争焦点，提档加速 •从高轨道到低轨道：轨道从35786公里到300-2000公里，支持数据、数据、短信等多样化业务•从定制终端到通用手机：从Vsat终端到苹果、华为等通用手机 •美国：构建全球规模最大的商用星座Starlink（在轨4105颗）•欧洲：oneweb等近期已完成组网（648颗卫星）•中国：成立星网正在构建中 协议一体 转变4：从非确定性到确定性网络 下一代通信网络需要满足和匹配多样化分级化的业务需求，从非确定性向确定性纵深发展，提供可预测、不变的、无二义性的通信底座，以及、、通信性能确定的服务能力 p人工智能场景：确定性是计算设备多机多卡间高速互联、并行训练，不确定会导致效率下降甚至错误 p工业生产场景：确定新是运动控制PLC和伺服、I/O间状态同步、步调一致，不确定会导致产线故障、停机甚至生产事故 p智能电网场景：确定性是输电线路两端差动保护的判断准确、启动及时，不确定会导致输电故障 pXR多媒体场景：确定性是头部、手部和眼动等多感官精准同步、全息交互，不确定会导致交互失调体验下降 从“尽力而为”到“言出必行”是确定性网络的重要驱动 转变5：从熵增网络到熵减网络 随着业务场景不断丰富、信息量级持续膨胀，下一代通信网络面临复杂度不断提升、设备能耗成倍增长的问题，持续熵增或将掣肘未来网络发展，亟需构建绿色低碳、灵活智简的网络架构，在绝对熵增的趋势下，做到相对熵减 设备能耗持续提升 绿色低碳 •2030年碳达峰、2060年碳中和的双碳战略目标•5G基站最大功耗约为4G基站的2-3倍 网络复杂度持续提升 灵活智简 •5G 4个版本NF、NF Services、Interfaces数量成倍增长，网络复杂度不断提升 •构建可解释可验证的网络建模方法，以及熵减网络理论，为智简网络架构设计提供理论依据•在方法论指导下，提出复杂网络灵活动态分解及熵减设计方法，寻求解耦与集成、同构与多样的平衡 下一代通信网络设计目标与设计理念 设计目标 设计理念 能力无所不及 多种信息技术深度融合，提供多要素融合的一体化服务 连接无所不达从连接人和物，拓展到连接算力、空天地海立体全域 算力无所不在 算力为核心，从信息传输拓展到信息感知、传输、存储、处理、利用等全过程处理 下一代通信网络的总体逻辑视图 构建统一的算网底座，贯通通感算智多维能力，提供空天地一体的高速泛在接入，算力节点间高速光网互联，具备内生智能、内生安全和内生确定性融合能力，算网智脑编排调度，提供一体连接+算力+能力的新型信息服务 下一代通信网络关键技术示例：智慧内生 面对普惠泛在的网络和垂直行业智能需求，需要构建一套内生于网络架构的高效率高性能AI服务供应系统，实现AI赋能网络、网络使能AI 设计思路 发展目标 AI赋能网络的驱动力 •网络性能指标要求更全更高•网络复杂度逐代递增•网络需快速适配多样化场景定制化需求 AI是满足移动通信网络新指标的关键路径，可以提升网络运行效率、降低运维成本、增强用户体验 网络使能AI的驱动力 •通用智能时代需要随时随地的AI接入•泛在智能需要泛在连接、算力、数据•部分AI服务具有用户属性和移动性、有质量保障要求 p从外挂式AI到内生AI：统一的内生AI架构设计、AI全生命周期管理 p从场景驱动式到能力驱动式：网络AI大模型、AI用例自动生成 p从功能尽力而为到服务质量保障：AI服务质量评估和保障 移动通信网络是实现AI泛在普惠的基础平台，使能AI成为泛在化的社会级服务 p从资源烟囱式供给到协同按需可得：面向AI的通算融合协议、连接/计算 智慧内生：空口AI设计 针对业界空口AI研究存在的两个关键挑战，提出AI与通信均衡优化的泛化性提升方法以及支持实时空口AI的网络架构 AI与通信的融合不成熟，场景泛化能力差 网络架构对空口AI支撑不足 现有架构+外挂式的AI实时性难保证计算性能难保证 Ø复杂度高：AI的设计没有与通信的特征紧密结合Ø实用性差：以单一目标的AI设计往往导致其他指标劣化Ø泛化性弱：无法适应移动通信多场景特征 设计2：支持实时空口AI的网络架构 设计1：AI与通信均衡优化的泛化性提升方法 回答了智能网络架构如何演进 回答了AI如何融合通信，如何低开销快速提升泛化性 基于系统论与博弈论的空口AI设计理念和框架 功耗、复杂度、时延、数据集开销、空口开销、通信场景、系统性能指标、泛化性等多维度多目标联合优化，达到帕累托最优，能够切实解决空口AI落地问题 基于系统论的实时空口AI架构创新 6G网络总体架构创新：面向新型信息通信网络，率先提出多要素融合的“三体四层五面”总体架构，适应6G沉浸化性能、多样化服务等需求。其中，面向无线网络的AI能力，针对性的设计了空口AI的数据面和计算面 三体四层五面网络架构 •融合：增加独立数据面、计算面、安全面，强化通信与算力层，多要素融合提供综合信息服务，满足新型通信系统多样化服务需求•孪生：建立独立数字孪生体，与AI深度集成，虚实映射的实时交互，助力新业务敏捷开通、低成本试错•服务：服务化功能层端到端全服务化(HSBA)，更加灵活开放，实现一体化服务的快速供给•分布：网络部署采用分布式自治的组网机制，组网更加灵活，满足行业服务的沉浸性能和极低时延 中国移动：《6G网络架构与技术白皮书》 基于系统论的实时空口AI架构创新 内生AI接入网架构创新：3GPP的架构不支持实时AI处理，率先提出支持实时空口AI的接入网架构，内嵌AI全生命周期，DU中构建全新AI逻辑功能，以及协议栈的开放接口，支持基于AI的实时协议栈增强，支持核心网与接入网AI能力联合优化 •中国移动：《6G物理层AI关键技术白皮书》;《6G无线内生AI架构与技术白皮书》 下一代通信网络总结 连接无所不达、算力无所不在、能力无所不及（包括智能、感知、计算、大数据、安全等） 构建统一的算网底座，贯通通感算智多维能力，提供空天地一体的高速泛在接入，算力节点间高速光网互联，具备内生智能、内生安全和内生确定性融合能力，算网智脑编排调度，提供一体算网服务 面对普惠泛在的网络和垂直行业智能需求，构建一套内生于网络架构的高效率高性能AI服务供应系统，实现AI赋能网络、网络使能AI 谢谢！