前言
背景及目标
随着6G网络的发展,网络AI应运而生,通过AI算法优化网络资源配置,提高网络性能和可靠性,为用户提供就近泛在的AI服务。网络AI具有泛在普惠、移动性支持、带有用户属性、极致性能、内生安全隐私、可信等技术优势。然而,现有的5G网络服务等级协议(SLA)聚焦于ToB业务,缺乏对6G网络AI的刻画与衡量。云AI属于外挂式AI,提供IaaS、PaaS、SaaS三类服务模式,对应不同的服务指标体系,不能相互兼容,且重点关注ToC业务的指标,不符合6G网络AI赋能千行百业的愿景。因此,如何扩展后收敛、量化、标准化AI相关的指标是6G网络提供高效AI服务的必要条件。
关键指标设计原则和方法
网络AI的KPI设计原则如下:
- 定量性:KPI应尽可能可度量,具体而清晰,能够通过数据来验证。
- 业务相关性:KPI应与AI业务目标密切相关,并直接反映出AI服务对业务的影响。
- 可操作性:KPI应能够为网络决策、执行、评估、保障提供指导。
- 灵活性:KPI的设计应具有一定的灵活性和适应性,以应对不断变化的需求和挑战。
- 可定位性:KPI的变化应该能够追溯到特定的原因或事件。
潜在设计方法包括从典型场景的典型用例出发,明确其需求和目的;明确不同6G网络指标的面向对象;分析现有ITU提出的6G能力指标与典型场景的关系;针对典型用例逐个分析,筛选出新的指标。
典型场景及新KPI
场景一——网络辅助智能机器人
场景说明及典型用例:6G网络可以为多个协作机器人规划任务,各机器人根据分配的任务进行运动控制以执行任务,节约机器人的电力和计算资源,并提升任务规划效率。
系统要求:机器人与6G边缘计算节点建立连接,机器人之间可以D2D通信;机器人具有感知能力、AI数据预处理能力、AI模型训练能力、AI分布式推理能力。
新增使能服务:6G边缘计算节点的AI环境渲染服务。
场景价值分析:经济价值巨大,产业价值高,战略意义重要;生态成熟度和技术成熟度较高,商业模式多样,政策支持力度大;在移动性、实时性、隐私性、端边协同方面具有技术优势。
新KPI要求:环境渲染准确性、D2D数据交互时延、模型聚合时延、模型聚合准确性、系统鲁棒性。
场景二——XR智能场景
场景说明及典型用例:6G网络在XR场景中的典型AR智能导航用例中,提高效率、增强用户体验。
系统要求:AR眼镜或移动终端与6G网络边缘计算节点建立连接;AR眼镜或移动终端具有感知能力、AI数据预处理能力、和或AI模型推理能力;网络具有AI数据预处理能力、AI模型推理能力、AI模型训练能力;网络具有AI模型下发能力;网络具有扩展性和兼容性;安全性和隐私保护;系统冗余和容错能力。
新增使能服务:文字、语音、图像、视频的AI生成内容、AI数据分析和预测、AI图像处理、识别、检测、渲染。
场景价值分析:经济价值巨大,产业价值高,战略意义重要;生态成熟度和技术成熟度较高,商业模式多样,政策支持力度大;在移动性、实时性、隐私性、端边协同方面具有技术优势。
新KPI要求:AI服务的时延、AI服务推理的准确度、系统的鲁棒性。
场景四——终端智能应用场景
场景说明及典型用例:音频转文字包括语音识别和跨语言翻译,已广泛应用于视频通话配字幕,语音通话配字幕,以及会议直播配字幕等场景。
系统要求:6G系统需要具有模型推理能力、模型部署能力、计算能力。可选的,6G系统需要具有模型监控能力和训练数据收集能力。
新增使能服务:相比于5G增强系统,6G系统可以提供时延更低和准确率都更有保障的实时音频转文字/实时音频翻译服务。
场景价值分析:音频转文字功能可以帮助接收者获得更多有效的信息,跨语言翻译功能可以帮助不同语言的人们进行更有效的沟通和交流。
新KPI要求:AI服务的时延、推理精度、服务密度。
网络AIKPI指标设计方案
网络AIKPI定义
网络AIKPI是度量ITU-R愿景中IntegratedAIandCommunication场景的关键能力的指标或指标组合。
网络AIKPI模型
综合考虑ITU-R、Hexa-x、5GPPP和6Gsandbox的KPI模型,以及前文第三章场景化的新KPI的讨论,归纳得出一种网络AIKPI参考模型。
- KPI模型设计思路:覆盖所有场景中的关键能力;涵盖用户SLA、网络性能和网络效率这三个维度;涵盖网络中不同的角色类型。
- 指标层次:用户SLA、性能、效率。
- 指标类型:AI服务精度、AI服务时延、AI服务密度、AI服务效率。
网络AIKPI指标
- AI服务精度:在给定时延范围内,对给定的AI推理/训练任务进行高精度处理的能力。
- AI服务时延:在给定准确率要求下,网络执行给定的AI推理/学习任务的端到端时延。
- AI服务密度:AI服务密度是指单位时间、单位算力、单位带宽约束下,单位覆盖区域内可执行满足AI业务准确度和时延要求的AI业务数量。
- AI服务效率:单位覆盖区域内,给定时延范围和AI推理/训练任务的数量和精度,网络通信资源、计算资源,数据资源的综合消耗。
网络AIKPI评估和计算方法
- AI服务准确率(确定时延要求)
- AI服务时延(确定准确率要求)
- AI服务密度(确定精度&时延要求)
- AI服务效率(确定精度&时延要求)
总结与展望
6G网络的发展和内生AI的逐步构建,将会不断丰富用户的AI应用场景,提升AI服务的体验。不同的应用场景,对于AI服务有着不同的KPI要求和侧重,同时,网络本身也需要KPI指标牵引技术研究。因此,需要对于6G网络AI关键指标需求进行研究。本白皮书旨在为6G网络AI关键指标体系设计提供必要性和可行性依据,并展望未来持续对网络AI关键指标需求进行深入研究,助力千行百业的数智化转型,推动构建智慧内生的网络体系。