驱动网络白皮书

内容 1224作者 26意图与效用函数 6引言 3进一步阅读 25以意图驱动的自主网络8RAN应用实例 14结论 22以意图驱动的运营 18差异化的连接服务4行业对齐与标准化 20术语表 23技术可行性 16意图在无线接入网络（RAN）中参考文献 引言 “意图”允许表达系统必须实现的目标，而不告诉系统如何实现它们。意图可以在通信服务提供商的组织中使用，使得业务目标可以与网络运营共享，它们可能被自主地转化为与网络资源相关的操作，即使在无线电网络功能（NFs）中也是如此。 将网络操作转变为以意图驱动的，是通往自主网络的旅程中的关键一步，预计这一过程将随着时间的推移逐渐演进。通过增加人工智能和自动化的使用来运营移动网络，将使服务提供商能够控制成本并应对新的商业机会。这将加速新的连接服务提供的上市过程，降低运营成本，同时提高网络性能和连接服务性能。以意图驱动和自主网络架构遵循行业标准，如TM Forum、3GPP和Open RAN。 在最近关于差异化5G连接性的报告中[1分析了5G独立组网（SA）的货币化潜力。预计超越尽力而为的移动宽带之外的不同连接服务将促进收入增长和盈利能力，为用户提供新的价值。因此，网络必须能够确保与运营商的商业目标相符的连接服务。引入多个共享相同频谱的不同服务将使传统的移动网络运营变得更加复杂。必须通过整合更高程度的自动化来应对这一挑战，以维持可持续的运营成本，从而实现自主网络。 爱立信正在推动行业围绕几种类型的连接服务进行整合，作为差异化基础[1]. 差异化连接服务 为了使该行业超越仅尽最大努力的移动宽带服务，应用程序服务提供商（ASP）社区成员需要明确的指导方针，以了解差异化的连接可提供哪些期望值以及他们的应用程序行为如何与这些指导方针相符。网络连接服务定义了从网络连接中期望哪些连接关键性能指标（KPIs），例如吞吐量和延迟。连接的特性可以根据它是适用于缓冲或非缓冲的应用程序服务流，以及采用固定或自适应比特率来进行进一步描述。即便在网络容量过剩的情况下，也可以通过提供差异化的服务来维持服务之间的区分，例如为了节能。在容量不足的情况下，区分应根据服务提供商的商业目标来指导。整个行业将受益于围绕一系列连接性能水平达成共识。先前提到的差异化管理连接报告中的一个建议就是这样一种提议【。1]. 为了创建一个全面网络连接服务方案，服务提供商还必须指定该方案的可用性、地理有效性以及其他补充特性目标。 网络连接服务的要求推导出对子域如无线接入网络（RAN）及其附着的RAN连接服务的要求。 管理在同一频谱上共享的多个差异化服务，同时平衡连接服务性能与节能，将是一项挑战。如果服务提供商继续以传统方式运营其移动网络，这可能导致不可持续的操作成本。今天配置的数千个单个参数将与连接服务的数量一起增长，并将需要针对每个服务进行调谐。为了管理复杂性，网络应设定要实现的目标，而不是配置网络以实现预期的行为。这可以通过使用意图来实现。 意图和效用函数 “Intent”（意图）在标准组织中的定义略有不同，但共识是意图是“关于需求声明性信息”。这意味着意图可以用来表达网络或网络内子系统需要满足的需求。此外，意图排除了对如何满足需求的具体描述。关于在网络中采取的行动或应用的配置的决定是由接收意图的系统自主做出的。因此，它为参与操作的子系统提供了清晰的关注点分离，并极大地减轻了手动配置复杂网络参数设置的运营负担。意图可以定义关于性能、可用性、地理和时效性等方面的需求。这里通过指定基于吞吐量、延迟或其他组合的性能指标阈值为连接服务性能需求进行表述。因此，对于需求的遵守主要是二元的——即，网络要么符合，要么不符合。 尽管普遍认为改进性能指标是有利的，但自主网络没有手段来量化偏好的程度。这一点在同时使用多个性能指标时尤其有趣，因为自主网络需要决定为每个指标的单独改进分配多少资源。效用概念有助于网络做出正确的决策。 在自主网络中，效用指的是特定系统状态对于服务提供商及其客户的价值或有用性。它被描述为“了解什么因素使结果或情况更可取”【2]. 此信息可以通过意图以效用函数的形式传达。它们将每个可能的表现指标结果与一个效用分数相关联，该分数评估了此结果的价值和偏好——反映了服务提供商的业务优先级。 以意图驱动的网络意图和效用函数二〇二五年二月 利用这些信息，自主网络了解其状态的相对价值。此外，它可以通过对所考虑动作的预期结果进行评分，并将其与当前状态的效用进行比较，来评估一个动作是否会提高或降低系统状态的值。这直接促进了旨在找到最大化整体系统效用的优化过程，从商业角度而言，这对应于利用可用资源和操作动作所能实现的最有价值的系统状态。 相同的基于效用的评估也可以平衡相互冲突的要求。一项牺牲其他性能指标来改善某些性能指标的行为构成了冲突。效用评分告诉自主网络，这一行为的优先效应是否会超过其附带退化。 实用信息提供了进行分析和决策的手段，同时也高度适应系统行为和意图要求的变动。它不依赖于基于预定情况设计的人造政策规则。相反，实用信息能够启用一个通用的决策查找算法，能够应对任何情况。这降低了人力的参与，并使网络能够自我适应新的意图和新服务，从而提高自主性并降低运营成本。 形状和规模由意图的发布者确定。发布者了解选择需求背后的业务原因，因此它明白特定结果会带来怎样的业务价值。效用函数将这一业务价值概念带入网络操作中。人类技术人员拥有类似的知识，使他们即使在面对新情况时也能做出正确的决定；例如，他们了解服务提供商的战略、管理设定的目标和优先级。有了效用信息，在自主网络的运营中提供了类似的能力，并在操作层实现业务价值感知的决策。 以意图驱动的自主网络 一个网络由多个系统和子系统操作，这些系统和子系统也可能由多个供应商提供。当多个子系统间的关注点相互关联时，将产生冲突，因此操作行动将导致附带效应。例如，优化能源消耗可能会影响其他方面，如服务性能。此类冲突的解决以前基于人类决策和直接参与操作，或通过人类编纂的政策。自主网络需要类似的能力来控制和处理冲突，但没有详细的人类输入。解决这一挑战的一个解决方案，这将鼓励从由人类驱动的自动化向意图驱动和自适应自主的逐步演变，是组织具有自主域的网络操作。由多个自主域组成的自主网络具有适应变化策略、要求、流量状况和其他情况的能力。 一个自主域在一个自主网络中识别出一个特定的范围。自主域通过描述一个功能范围并分配资源集合或类型来定义。将子系统分配给自主域意味着对执行涉及包含资源的特定行动负有独家且不重叠的责任。这种排他性确保了权限的明确划分和自动可检测的分配，而不会受到其他子系统的干扰。 一个自主领域可以具有意图感知能力。这意味着该自主领域将实现一个意图管理功能（IMF），并通过交换需求与其他自主领域进行交互。作为意图拥有者，IMF将意图发送至意图处理器，由另一个IMF实现，如图4所示。IMF可以同时作为意图拥有者和意图处理器。如果一个IMF需要控制另一个IMF的资源以特定方式行为，第一个IMF可以使用意图请求考虑其需求。这意味着，而不是直接处理干扰和冲突的行动，子系统通过意图管理进行合作。意图模型和接口的特点，如需求协商、通过效用最大化做出的决策和意图报告，可用于自主冲突解决。自主领域存在于网络的所有操作层中，如图5所示，在层内和层间进行交互。 国际货币基金组织（IMF）负责处理其自主领域内的意图。作为一个意图处理器，IMF通过实施对系统状态的监控和将意图需求转化为实现符合接收到的意图的行动策略，来实现对意图的处理。一项行动可能是直接部署和配置服务和资源。此外，IMF可以确定它需要从其他自主领域获得哪些行为以符合其意图。作为一个意图所有者，IMF可以通过向针对的自主领域的相应IMF发送意图来表达这些要求。将接收到的意图（包括效用函数和意图转发）转化为行动的过程是端到端、基于意图操作的关键原则。 国际货币基金组织（IMF）的实现会因自主领域的性质和范围而显著不同。例如，业务层中的意图管理在资源层中的意图管理上存在显著差异。 国际货币基金组织（IMF）的实施可能会重用现有政策，从而保护投资。然而，更高的自主性不可避免地需要结合AI技术在操作流程和控制回路中扮演的角色。例如：异常检测模型可以识别问题；预测模型可以通过提前发现潜在问题来实现主动操作；而嵌入在数字孪生中的预测能力可以帮助安全地探索可能的解决方案。 AI可以驱动意图处理中所需的控制循环。例如，多智能体强化学习指的是协同和迭代优化操作参数的模型。在这方面，意图是确定和动态管理过程的目標以及在机器学习过程中使用的奖励。 此外，生成式技术，如生成对抗网络或基于转换器的技术，具有创造新解决方案和找到优化配置的潜力，即使网络面临以前未曾探索的情况。大型语言模型可以为用户在网络交互中提供直观的体验。 网络的运营可以描述为三层——业务运营、服务运营和资源运营[2通过开放和标准化的接口进行交互，如图5和图6所示。在业务运营层的产品和服务级别协议（SLA）管理和编排从客户接收产品意图的商业订单，例如涉及网络连接服务提供。在此，服务提供商将满足产品意图中要求的价值定义为效用函数。 产品意图被分解为面向客户的CFS意图，并根据其自主域转发到服务操作层的IMF。在服务操作层，CFS意图进一步分解为面向资源的RFS意图，推动网络资源的部署和配置以满足相关技术领域（例如RAN、核心和传输）请求的服务需求。 作为意图处理器，在资源操作层中的IMFs将根据其定义的自主域接收意图，并可能部署像网络切片和服务质量（QoS）这样的能力来实现网络连接服务。在整个意图分解链中，需求和效用函数被转换为反映各自自主域中可用的指标。 国际货币基金组织将在所有这些不同的操作层中部署，与不同的范围和不同的时间尺度进行合作。作为意图处理器，它将负责服务保证，目标是通过对操作层相关的闭环动作以最优方式实现意图。例如，服务操作层中的意图处理器将负责服务意图，确保网络的各个部分（无线接入网、传输和核心）都对整体意图做出贡献。这保证了网络连接服务性能，而在无线接入网资源操作层中的意图处理器将协调一个区域内的多个无线节点，因此将负责确保更大无线接入网区域内的无线接入网连接服务。 相关细粒度可观察性为国际货币基金组织（IMF）和服务提供商提供了关于不同服务表现以及每个操作层上意图如何满足的实时意识。每个连接服务、切片、每个用户设备（UE）和地理区域的可观察性还有助于控制与未达到连接服务目标性能水平相关的任何潜在财务风险。 意图在无线接入网络 意图在RAN资源操作层进入RAN资源服务管理和编排（SMO）级别，并由相关自治RAN域的RAN IMF进行处理。在Open RAN的基于SMO的解决方案中，RAN IMF可能实现为rApps。根据RAN NF的功能，RAN IMF决定是将分解的意图处理并发送到由RAN NF定义的自治域，还是通过传统配置RAN NF特性来满足意图中的要求。转发意图意味着RAN NF将采取行动确保其在自治域内的意图得到实现。 当RAN管理层中的意图处理器将协调多个无线节点以确保更大RAN区域内的RAN服务时，RAN NF中的意图处理器将负责其资源，并将能够采取与相关覆盖区域相关的行动。 管理接口至RAN NF（增强意图处理功能），可用于将意图传播至RAN NF，定义其自身的自主域。与RAN NF相关的连接意图与标识符相关联——如5G QoS标识符（5QI）和单个网络切片选择辅助信息（S-NSSAI），以在意图范围内识别RAN连接服务流。随意图提供的实用函数用于引导无线电资源管理（RRM），以最大化RAN NF中的RAN连接服务流的总效用。因此，服务提供商的商业价值最终用于指导RAN NF中的流量处理。 代替手动激活节能模式和策略，意图可以引入节能的关注。这些意图可以由服务提供商在RAN资源操作层定义为RAN IMF的资源相关意图。这允许使用相关的效用函数来定义节能偏好与RAN连接服务性能之间的关系。此外，根据RAN NF的能力，能量性能意图