2023下一代通信網(wǎng)絡(luò)整體思考及智慧內(nèi)生關(guān)鍵技術(shù)

下一代通信網(wǎng)絡(luò)成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的引擎下一代通信網(wǎng)絡(luò)成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的引擎數(shù)字經(jīng)濟(jì)社會(huì)步入高質(zhì)量發(fā)展新階段，算力已成為核心生產(chǎn)力，通用智能技術(shù)加速發(fā)展，促進(jìn)下一代通信網(wǎng)絡(luò)從傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)向“連接+算力+能力”融通發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)加速轉(zhuǎn)變。數(shù)字經(jīng)濟(jì)社會(huì)步入高質(zhì)量發(fā)展新階段，算力已成為核心生產(chǎn)力，通用智能技術(shù)加速發(fā)展，促進(jìn)下一代通信網(wǎng)絡(luò)從傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)向“連接+算力+能力”融通發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)加速轉(zhuǎn)變。數(shù)字經(jīng)濟(jì)已由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段,成為全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國家的首要任務(wù) 算力數(shù)字經(jīng)濟(jì)已由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段,成為全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國家的首要任務(wù)算力滲透到各行各業(yè)及企業(yè)生產(chǎn)全過程，成為繼熱力、電力之后新的關(guān)鍵生產(chǎn)力通用智能成為推動(dòng)科技跨越發(fā)展、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)、生產(chǎn)力整體躍升的驅(qū)動(dòng)力量提供語音、短信、移動(dòng)寬帶等通信服務(wù)提供語音、短信、移動(dòng)寬帶等通信服務(wù)提供通信、感知、計(jì)算、智能、大數(shù)據(jù)、安全等一體融合的新一代信息服務(wù)2轉(zhuǎn)變1：從信息傳輸?shù)叫畔⑷^程服務(wù)轉(zhuǎn)變1：從信息傳輸?shù)叫畔⑷^程服務(wù)下一代通信網(wǎng)絡(luò)將從傳統(tǒng)的信息傳輸服務(wù)，拓展到信息感知、傳輸、存儲(chǔ)、處理、利用等全過程服務(wù)下一代通信網(wǎng)絡(luò)將從傳統(tǒng)的信息傳輸服務(wù)，拓展到信息感知、傳輸、存儲(chǔ)、處理、利用等全過程服務(wù)，AI貫穿信息流的全生命周期，實(shí)現(xiàn)從通信網(wǎng)絡(luò)向信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的重大轉(zhuǎn)變信決策與行為層面 信息利用 認(rèn)知層面信息處理息＋ 織 傳輸層面信息傳輸 集 流信息獲取感知層面 號(hào) 信息產(chǎn)生 號(hào) 通用智能能創(chuàng)造、會(huì)決策人機(jī)協(xié)同、機(jī)器自主執(zhí)行認(rèn)知智能能理解、會(huì)思考人機(jī)對話、圖文對話傳輸智能網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生智能智能選路、自智網(wǎng)絡(luò)感知智能能聽會(huì)說、能看會(huì)認(rèn)語音識(shí)別、人臉識(shí)別計(jì)算智能能存會(huì)算強(qiáng)存儲(chǔ)、強(qiáng)運(yùn)算能力3轉(zhuǎn)變2：從服務(wù)物理世界到服務(wù)數(shù)字世界轉(zhuǎn)變2：從服務(wù)物理世界到服務(wù)數(shù)字世界下一代通信網(wǎng)絡(luò)下一代通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變3：從地面通信網(wǎng)絡(luò)到空天地一體通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變3：從地面通信網(wǎng)絡(luò)到空天地一體通信網(wǎng)絡(luò)下一代通信網(wǎng)絡(luò)將從地面通信擴(kuò)展至空天地一體通信下一代通信網(wǎng)絡(luò)將從地面通信擴(kuò)展至空天地一體通信，提供天地融合、泛在連接、軍民融合的新型信息通信服務(wù)，推動(dòng)地面通信與衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)生態(tài)深度融合美國：構(gòu)建全球規(guī)模最大的商用星座Starlink（在軌4105顆）歐洲美國：構(gòu)建全球規(guī)模最大的商用星座Starlink（在軌4105顆）歐洲：oneweb等近期已完成組網(wǎng)（648顆衛(wèi)星）中國：成立星網(wǎng)正在構(gòu)建中從高軌道到低軌道：軌道從35786公里到300-2000公里，支持?jǐn)?shù)據(jù)、數(shù)據(jù)、短信等多樣化業(yè)務(wù)從定制終端到通用手機(jī)：從終端到蘋果、華為等通用手機(jī) 體制一體 架構(gòu)一體 功能一體

協(xié)議一體 業(yè)務(wù)一體 算力一體 5轉(zhuǎn)變4：從非確定性到確定性網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變4：從非確定性到確定性網(wǎng)絡(luò)下一代通信網(wǎng)絡(luò)需要滿足和匹配多樣化分級(jí)化的業(yè)務(wù)需求，從非確定性向確定性縱深發(fā)展，提供可預(yù)測、不變的、無義性的通信底座，以及 、下一代通信網(wǎng)絡(luò)需要滿足和匹配多樣化分級(jí)化的業(yè)務(wù)需求，從非確定性向確定性縱深發(fā)展，提供可預(yù)測、不變的、無義性的通信底座，以及 、 、 通信性能確定的服務(wù)能力工業(yè)生產(chǎn)場景：確定新是運(yùn)動(dòng)控制和伺服、I/O間狀態(tài)同步、步調(diào)一致不確定會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)線故障、停機(jī)甚至生產(chǎn)事故人工智能場景：多卡間高速互聯(lián)、并行訓(xùn)練，不確定會(huì)導(dǎo)致效率下降甚至錯(cuò)誤強(qiáng)確定性確定 工業(yè)過程控制/配電，低抖動(dòng)，強(qiáng)確定性智能電網(wǎng)場景：差動(dòng)保護(hù)的智能電網(wǎng)場景：差動(dòng)保護(hù)的判斷準(zhǔn)確、啟動(dòng)及時(shí)，不確定會(huì)導(dǎo)致輸電故障XR多媒體場景：確定性是頭部、手部和眼動(dòng)等多感官精準(zhǔn)同步、全息交互不確定會(huì)導(dǎo)致交互失調(diào)體驗(yàn)下降需 游戲，弱確定性求Besteffort空口擾動(dòng)，路徑擁塞，時(shí)延增加業(yè)務(wù)超時(shí)，數(shù)據(jù)丟包1空口擾動(dòng)，路徑擁塞，時(shí)延增加業(yè)務(wù)超時(shí)，數(shù)據(jù)丟包1 2 312312帶寬>1Mbps時(shí)間同步<1μs時(shí)延抖動(dòng)：10ms±10μs

時(shí)延帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)、可靠等的可承諾1 2 3 1 2 3 1 2 3轉(zhuǎn)變5：從熵增網(wǎng)絡(luò)到熵減網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變5：從熵增網(wǎng)絡(luò)到熵減網(wǎng)絡(luò)隨著業(yè)務(wù)場景不斷豐富、信息量級(jí)持續(xù)膨脹，下一代通信網(wǎng)絡(luò)面臨復(fù)雜度不斷提升、設(shè)備能耗成倍增長的問題，持續(xù)熵增或?qū)⒊钢馕磥砭W(wǎng)絡(luò)發(fā)展，亟需構(gòu)建綠色低碳、靈活智簡的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在絕對熵增的趨勢下，做到相對熵減隨著業(yè)務(wù)場景不斷豐富、信息量級(jí)持續(xù)膨脹，下一代通信網(wǎng)絡(luò)面臨復(fù)雜度不斷提升、設(shè)備能耗成倍增長的問題，持續(xù)熵增或?qū)⒊钢馕磥砭W(wǎng)絡(luò)發(fā)展，亟需構(gòu)建綠色低碳、靈活智簡的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在絕對熵增的趨勢下，做到相對熵減2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和的雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)5G基站最大功耗約為4G基站的2-3倍網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度持續(xù)提升5G4個(gè)版本NF、NFServices、Interfaces數(shù)量成倍增長，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度不斷提升120

綠色低碳系統(tǒng)級(jí)協(xié)同調(diào)度信息流和能量流全面支持柔性調(diào)節(jié)能力持續(xù)提升可再生新能源比例以結(jié)構(gòu)提升效能靈活智簡構(gòu)建可解釋可驗(yàn)證的網(wǎng)絡(luò)建模方法，以及熵減網(wǎng)絡(luò)806040200

1151019988625933 421019988625933 4250182333

R15R16R17R18

理論，為智簡網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)在方法論指導(dǎo)下，提出復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)靈活動(dòng)態(tài)分解及減設(shè)計(jì)方法7下一代通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)目標(biāo)與設(shè)計(jì)理念下一代通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)目標(biāo)與設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)目標(biāo) 設(shè)計(jì)理念能力無所不及多種信息技術(shù)深度融合，提供多要素融合的一體化服務(wù)連接無所不達(dá)從連接人和物，拓展到連接算力、空天地海立體全域算力無所不在算力為核心，從信息傳輸拓展到信息感知、傳輸、存儲(chǔ)、處理、利用等全過程處理空天地一體接入通信感知一體化異構(gòu)融合組網(wǎng) 腦 構(gòu) 能力融合內(nèi)生能力無所不及多種信息技術(shù)深度融合，提供多要素融合的一體化服務(wù)連接無所不達(dá)從連接人和物，拓展到連接算力、空天地海立體全域算力無所不在算力為核心，從信息傳輸拓展到信息感知、傳輸、存儲(chǔ)、處理、利用等全過程處理空天地一體接入通信感知一體化異構(gòu)融合組網(wǎng) 腦 構(gòu) 能力融合內(nèi)生內(nèi)生智能連接高速泛在 聯(lián) 內(nèi)生確定內(nèi)生安全8下一代通信網(wǎng)絡(luò)的總體邏輯視圖下一代通信網(wǎng)絡(luò)的總體邏輯視圖高軌算網(wǎng)智腦編排調(diào)度星載基站星載基站星載核心網(wǎng)/算力平臺(tái)6G空天地一體的高軌算網(wǎng)智腦編排調(diào)度星載基站星載基站星載核心網(wǎng)/算力平臺(tái)6G空天地一體的高速泛在接入低軌邊算力在網(wǎng)計(jì)算在網(wǎng)計(jì)算在網(wǎng)計(jì)算算力路由算力路由算力路由邊算力智算中心智算中心端算力邊算力IP網(wǎng)絡(luò)廣域RDMA網(wǎng)絡(luò)光底座統(tǒng)一的算網(wǎng)底座光底座光底座9IP網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)應(yīng)用通信能力感知能力計(jì)算能力AI能力數(shù)據(jù)能力安全能力內(nèi)生多維融合能力星載核心網(wǎng)/算力平臺(tái)構(gòu)建統(tǒng)一的算網(wǎng)底座，貫通通感算智多維能力，提供空天地一體的高速泛在接入，算力節(jié)點(diǎn)間高速光網(wǎng)互聯(lián)，具備內(nèi)生智能、內(nèi)生安全和內(nèi)生確定性融合能力，算網(wǎng)智腦編排調(diào)度，提供一體連接+算力+能力的新型信息服務(wù)下一代通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)示例：下一代通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)示例：智慧內(nèi)生面對普惠泛在的網(wǎng)絡(luò)和垂直行業(yè)智能需求，需要構(gòu)建一套內(nèi)生于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的高效率高性能AI服務(wù)供應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)AI賦能網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)使能AI發(fā)展目標(biāo)面對普惠泛在的網(wǎng)絡(luò)和垂直行業(yè)智能需求，需要構(gòu)建一套內(nèi)生于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的高效率高性能AI服務(wù)供應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)AI賦能網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)使能AI

設(shè)計(jì)思路AI賦能網(wǎng)絡(luò)的驅(qū)動(dòng)力網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)要求更全更高網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度逐代遞增網(wǎng)絡(luò)需快速適配多樣化場景定制化需求AI賦能網(wǎng)絡(luò)場景網(wǎng)絡(luò)使能AI場景驅(qū)動(dòng)AI賦能網(wǎng)絡(luò)的驅(qū)動(dòng)力網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)要求更全更高網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度逐代遞增網(wǎng)絡(luò)需快速適配多樣化場景定制化需求AI賦能網(wǎng)絡(luò)場景網(wǎng)絡(luò)使能AI場景驅(qū)動(dòng)支撐調(diào)用服務(wù)網(wǎng)絡(luò)第三方AI是滿足移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)新指標(biāo)的關(guān)鍵路徑，可以提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率、降低運(yùn)維成本、增強(qiáng)用戶體驗(yàn)

數(shù)據(jù) 構(gòu)建內(nèi)生AI融合架構(gòu)云 核心內(nèi)生AI融合架構(gòu)

AI模型

算力+能力

構(gòu)建 平臺(tái)無線網(wǎng) 用戶網(wǎng)絡(luò)使能AI的驅(qū)動(dòng)力網(wǎng)絡(luò)使能AI的驅(qū)動(dòng)力部分AI服務(wù)具有用戶屬性和移動(dòng)性、有質(zhì)量保障要求從外掛式AI到內(nèi)生AI：統(tǒng)一的內(nèi)生AI架構(gòu)設(shè)計(jì)、AI全生命周期管理從場景驅(qū)動(dòng)式到能力驅(qū)動(dòng)式：網(wǎng)絡(luò)AI大模型、AI用例自動(dòng)生成從功能盡力而為到服務(wù)質(zhì)量保障：AI服務(wù)質(zhì)量評估和保障從資源煙囪式供給到協(xié)同按需可得：面向AI的通算融合協(xié)議、連接/計(jì)算/數(shù)據(jù)/AI算法的協(xié)同10智慧內(nèi)生：空口AI設(shè)計(jì)智慧內(nèi)生：空口AI設(shè)計(jì)針對業(yè)界空口AI研究存在的兩個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)，提出AI與通信均衡優(yōu)化的泛化性提升方法以及支持實(shí)時(shí)空口AI的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)針對業(yè)界空口AI研究存在的兩個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)，提出AI與通信均衡優(yōu)化的泛化性提升方法以及支持實(shí)時(shí)空口AI的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)AI與通信的融合不成熟，場景泛化能力差網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對空口AI支撐不足復(fù)雜度高：AI的設(shè)計(jì)沒有與通信的特征緊密結(jié)合實(shí)用性差：以單一目標(biāo)的AI設(shè)計(jì)往往導(dǎo)致其他指標(biāo)劣化泛化性弱：無法適應(yīng)移動(dòng)通信多場景特征現(xiàn)有架構(gòu)+外掛式的AI實(shí)時(shí)性難保證計(jì)算性能難保證設(shè)計(jì)1：AI與通信的融合不成熟，場景泛化能力差網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對空口AI支撐不足復(fù)雜度高：AI的設(shè)計(jì)沒有與通信的特征緊密結(jié)合實(shí)用性差：以單一目標(biāo)的AI設(shè)計(jì)往往導(dǎo)致其他指標(biāo)劣化泛化性弱：無法適應(yīng)移動(dòng)通信多場景特征現(xiàn)有架構(gòu)+外掛式的AI實(shí)時(shí)性難保證計(jì)算性能難保證設(shè)計(jì)1：AI與通信均衡優(yōu)化的泛化性提升方法設(shè)計(jì)2：支持實(shí)時(shí)空口AI的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)回答了AI如何融合通信，如何低開銷快速提升泛化性 回答了智能網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如何演進(jìn)11基于系統(tǒng)論與博弈論的空口AI設(shè)計(jì)理念和框架基于系統(tǒng)論與博弈論的空口AI設(shè)計(jì)理念和框架系統(tǒng)論和博弈論指導(dǎo)下的多目標(biāo)聯(lián)合均衡優(yōu)化單一場景和單一指標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)理念變革系統(tǒng)論和博弈論指導(dǎo)下的多目標(biāo)聯(lián)合均衡優(yōu)化單一場景和單一指標(biāo)的優(yōu)化12基于系統(tǒng)論的實(shí)時(shí)空口AI架構(gòu)創(chuàng)新基于系統(tǒng)論的實(shí)時(shí)空口AI架構(gòu)創(chuàng)新6G網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)創(chuàng)新：面向新型信息通信網(wǎng)絡(luò)，率先提出多要素融合的“6G網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)創(chuàng)新：面向新型信息通信網(wǎng)絡(luò)，率先提出多要素融合的“三體四層五面”總體架構(gòu)，適應(yīng)6G沉浸化性能、多樣化服務(wù)等需求。其中，面向無線網(wǎng)絡(luò)的AI能力，針對性的設(shè)計(jì)了空口AI的數(shù)據(jù)面和計(jì)算面中國移動(dòng)：《6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與技術(shù)白皮書》

融合通信系統(tǒng)多樣化服務(wù)需求孿生：建立獨(dú)立數(shù)字孿生體，與AI射的實(shí)時(shí)交互，助力新業(yè)務(wù)敏捷開通、低成本試錯(cuò)服務(wù)：服務(wù)化功能層端到端全服務(wù)化(HSBA活開放，實(shí)現(xiàn)一體化服務(wù)的快速供給分布加靈活，滿足行業(yè)服務(wù)的沉浸性能和極低時(shí)延13內(nèi)生AI接入網(wǎng)架構(gòu)創(chuàng)新：3GPP的架構(gòu)不支持實(shí)時(shí)AI處理，率先提出支持實(shí)時(shí)空口AI的接入網(wǎng)架構(gòu)，內(nèi)嵌AI全生命周期，DU中構(gòu)建全新AI邏輯功能，以及協(xié)議棧的開放接口，支持基于AI的實(shí)時(shí)協(xié)議棧增強(qiáng)，支持核心網(wǎng)與接入網(wǎng)AI能力聯(lián)合優(yōu)化內(nèi)生AI接入網(wǎng)架構(gòu)內(nèi)生AI接入網(wǎng)架構(gòu)創(chuàng)新：3GPP的架構(gòu)不支持實(shí)時(shí)AI處理，率先提出支持實(shí)時(shí)空口AI的接入網(wǎng)架構(gòu)，內(nèi)嵌AI全生命周期，DU中構(gòu)建全新AI邏輯功能，以及協(xié)議棧的開放接口，支持基于AI的實(shí)時(shí)協(xié)議棧增強(qiáng)，支持核心網(wǎng)與接入網(wǎng)AI能力聯(lián)合優(yōu)化 層 層 應(yīng)用服務(wù)需求深度融合協(xié)議功能實(shí)現(xiàn)QoS保障模型部署智能計(jì)算數(shù)據(jù)連接模型算力數(shù)據(jù)AS層底層資源管理&編排計(jì)算 存儲(chǔ) 通信中國移動(dòng)：《6G物理層AI關(guān)鍵技術(shù)白皮書》;《6G無線內(nèi)生AI架構(gòu)與技術(shù)白皮書》 14下一代通信網(wǎng)絡(luò)總結(jié)下一代通信網(wǎng)絡(luò)總結(jié)連接無所不達(dá)、算力無所不在、能力無所不及（包括智能、感知、計(jì)算、大數(shù)據(jù)、安全等）連接無所不達(dá)、算力無所不在、能力無所不及（包括智能、感知、計(jì)算、大數(shù)據(jù)、安全等）構(gòu)建統(tǒng)一的算網(wǎng)底座，貫通通感算智多維能力，提供空天地一體的高速泛在接入，算力節(jié)點(diǎn)間高速光網(wǎng)互聯(lián)，具備內(nèi)