国产91免费_国产精品电影一区_日本s色大片在线观看_中文在线免费看视频

CNTXJ.NET | 通信界-中國通信門戶 | 通信圈 | 通信家 | 下載吧 | 說吧 | 人物 | 前瞻 | 智慧(區塊鏈 | AI
 國際新聞 | 國內新聞 | 運營動態 | 市場動態 | 信息安全 | 通信電源 | 網絡融合 | 通信測試 | 通信終端 | 通信政策
 專網通信 | 交換技術 | 視頻通信 | 接入技術 | 無線通信 | 通信線纜 | 互聯網絡 | 數據通信 | 通信視界 | 通信前沿
 智能電網 | 虛擬現實 | 人工智能 | 自動化 | 光通信 | IT | 6G | 烽火 | FTTH | IPTV | NGN | 知本院 | 通信會展
您現在的位置: 通信界 >> 視頻通信 >> 技術正文
 
6G通感智算一體化無線網絡技術研究
[ 通信界 | 李露 李福昌 馬艷君 楊艷 | www.6611o.com | 2023/12/21 23:29:19 ]
 

李露 李福昌 馬艷君 楊艷

(中國聯合網絡通信有限公司研究院,北京 100048)

0 引言
人工智能(Artificial Intelligence,AI)、大數據等信息技術的發展在各行業領域催生出豐富的新場景、新用例,感知、計算、智能將是5G 增強(5G-Advance,5G-A)甚至6G 新系統的重要技術組成,可實現運營、數據、信息和通信技術(Operation,Data,Information and Communication Technology,ODICT) 融 合。IMT-2020(5G)明確了5G-A 的六大應用場景,即沉浸實時、智能上行、工業互聯、通感一體、千億物聯、天地一體;國際電信聯盟(International Telecommunication Union,ITU)在IMT-2020 三大場景(即增強型移動寬帶、超高可靠低時延通信、海量物聯網通信)基礎上進行深化,將增強型移動寬帶擴展為沉浸式通信,同時拓展了泛在連接、人工智能與通信融合、感知與通信融合三大新型場景,最終形成6G 六大應用場景,即沉浸式通信、極高可靠低時延通信、超大規模連接、泛在連接、人工智能與通信融合、感知與通信融合[1]。

新型6G 場景下的眾多業務應用具有密集型計算、極致性能的特征,當前網絡無法在高效保障用戶體驗的情況下為網絡自身和終端按需提供計算服務,此外,算力將成為6G 內生智能、感知等計算型服務的基礎平臺能力。因此,網絡架構向通感智算一體化方向演進是面向6G 發展的必然趨勢。

1 通感智算一體化網絡演進挑戰
傳統無線網絡專注于連接和管理,6G 通感智算一體化無線網絡需要增加感知、智能、算力、數據處理、安全增強等能力,如何將這些能力與現有網絡結合極具挑戰性。同時,6G 通感智算一體化無線網絡也要適應未來業務場景的多樣化、ODICT 技術的融合、商業的極致性能、持續發展的社會責任等需求。因此,6G 通感智算一體化無線網絡的復雜程度進一步增加,其演進也面臨巨大挑戰。

在通感方面,實現6G 通感智算一體化無線網絡需要融合通信和感知兩種典型功能,因此需要充分考慮核心網、空口等網元或者資源在感知和通信資源的業務化均衡。在空口方面,比較典型的是如何采用合適的波形、幀結構或者多入多出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技術實現感知功能,尤其是在感知精度要求較高的情況下,如何提升感知精度;在網元和架構設置方面,需要綜合考慮通信和感知需要的時延、業務處理能力等,進行架構的合理化設置。

智能化方面,實現6G 通感智算一體化無線網絡面臨數據采集、處理、存儲的挑戰,數據使用安全方面的挑戰,模型訓練算力資源不足的挑戰,以及模型使用泛化性、穩定性的挑戰等。此外,不同行業和場景中的智能服務對網絡的需求千差萬別,模型評估及智能化服務質量指標尚無成熟的量化評估方式,如何評估智能化服務質量也是一個重要挑戰。

在算力方面,實現6G 通感智算一體化無線網絡存在算力部署、感知、調度、編排、安全等問題,未來6G網絡對算力需求巨大,多維算力資源廣泛分布在大量的異構網元節點中,在各個網元節點可能都有算力部署。因此,如何高效利用算力資源以及分布式算力協同將是未來需要解決的問題。

2 通感智算一體化無線網絡架構及關鍵技術
2.1 通感智算一體化無線網絡架構
6G 網絡將實現全域融合和極致連接,通感智算一體化無線網絡架構將是實現6G 網絡能力的基礎。6G通感智算一體化無線網絡可劃分為應用域、控制域、資源域、終端域四個層面,可通過在各層面引入感知、智能、算力能力,構建面向通感智算一體化無線網絡的全域智能架構。如圖1 所示,應用域主要指操作支撐系統(Operation Support System,OSS)網管側的網絡智能化應用,典型應用包括網絡智能節能、智能定位、智能根因分析等;控制域主要從智能化網絡資源管理出發,包括通感融合的控制層面、意圖解析等方面的技術及方案;資源域包括網絡感知、基站算力及邊緣云等,可實現高層AI(通感融合、智能編排)、物理層AI(編譯碼、信道估計、智能波束管理)、智能材料(智能超表面)等;終端域主要從無線網絡和終端協同的角度出發,支持終端智能化、通感融合的實現,典型應用包括端網協同、環境感知、智能適配等。

2.2 通感智算一體化的關鍵技術
2.2.1 通感融合技術

因通信與感知具備類似的網絡架構和頻段,通感融合能夠將通信、感知、算力等因素基因化再進行智能基因重組,實現智能化、融合化、低碳化、高效能化的全新無線架構,通感一體化無線網絡也是未來網絡發展的必要目標。通感融合不僅要考慮通信的指標,還要考慮感知的指標。因此在6G 通感融合中,需要打造基因工程,打通通信與感知的關鍵指標、判別標準和關鍵技術,并以AI、機器學習等智能化技術進行多維基因片段的高效重組和結合。通感一體化研究是一個循序漸進的過程,需從架構、關鍵技術和評價指標等方面進行研究,可以有效提升通信質量,也可以實現無接觸感知,是未來較有潛力的發展場景。通感融合將面臨來自場景需求、政策和技術等多方面影響,但是其對資源的深度集成化,極大地節省了部署成本,為未來的通感融合技術構建了一個開放互助、良性發展的全行業生態圈[3-7]。

通感融合研究可分為5G-A 階段和6G 階段,這兩個階段的通感智算一體化架構將有較大的差異性。5G-A 階段主要考慮與現有5G 網絡的協調性,與網絡架構的向下兼容性。6G 階段主要考慮新技術、新業務的融入,新架構的開發以及原有架構的深度調整。以下對面向通感發展的業務和功能進行詳細介紹。

5G-A 階段主要考慮使用5G 服務感知的階段。該階段主要使用復用5G 架構和低粒度的修訂網元實現感知的功能,并不會過度要求感知對通信的優化。在此階段,通信、感知、算力和智能化的關系可以簡單歸納為:通信輔助感知,實現一機多用;算力作為感知處理的基礎,高效協同感知處理資源;智能化作為融合的初步引擎,實現高精度感知。

6G 階段在考慮高精度感知的情況下,還需考慮如何使用感知提升通信性能。此階段將是通信、感知、智能和算力強力融合的階段,業務的耦合化和技術的深度內生加持將成為通感融合的特色。通信、感知、算力、智能化的關系可以歸納為:精細化感知輔助高效能通信,實現無線資源的合理調度;算力作為通信和感知協同的底座,實現分布式、高效化、低時延的通感融合網絡;智能化作為內生網絡的大腦,實現高質量通信與感知。

2.2.2 智能化技術

AI 為5G6G 無線網絡的運行提供了眾多潛在功能,是無線網絡發展的加速器;趫D1 的架構來看,目前,無線網絡智能化主要在網管側應用域實現,如智能節能、故障根因分析等;控制域的意圖解析等還在探索階段;資源域的高層AI(如智能編排等)已進行部分商用部署;物理層AI、智能超表面等受算力及效果的限制,尚處于探索階段。下面從技術演進及模型分級部署兩方面介紹網絡智能化演進情況。

(1)網絡智能化技術演進特征

隨著無線網絡的演進,智能化的發展將從AI4NET(AI for Network)到NET4AI(Network for AI)的階段轉變,要求移動通信網絡不僅是傳輸管道,更要將智能服務所需的多維資源與網絡功能、協議和流程進行深度融合設計。

6G 階段,無線網絡將向智能內生方向演進,在網絡架構內部提供數據采集、數據預處理、模型訓練、模型推理等AI 工作流全生命周期的運行和管理,將AI 服務所需的算力、數據、算法、連接與網絡功能、協議和流程進行深度融合設計,支持將AI 能力按需編排,為高水平網絡自治和多樣化業務需求提供智能化所需的基礎能力[8]。

6G 無線網絡將向云化與分布式的方向發展,需要考慮分布式網元節點間多維異構資源的協調性以及智能服務對性能的差異化需求。6G 網絡中智能服務的質量,需要綜合考慮智能服務對通信、計算、數據和存儲資源的不同需求[9]。

(2)網絡智能化模型分級部署

從網絡智能化實現及部署的角度來看,現階段可將AI 簡單分為模型訓練和模型推理功能。根據所處位置和算力能力的不同,AI 適用于不同的應用案例和場景。

目前,5G 基站側只支持小模型的推理,隨著基站算力的增強、基站云化技術的應用,到6G 階段,基站將支持智能內生,可進行小規模AI 訓練和AI 推理,其它大、中模型根據場景需求可分別部署在移動邊緣計算(Mobile Edge Computing,MEC)或OSS 中。

如圖2 所示,在網管應用域,網管設備為通用服務器,可擴展性強,數據采集時延大于15 min,支持非實時智能化預測分析,具備大模型訓練能力;在邊緣云資源域層面,MEC 為通用服務器,部署位置更靠近基站,支持近實時(>1 s)智能化預測分析,具備中模型訓練能力,支持大、中模型推理。

2.2.3 算力技術

算力一般定義為設備通過處理數據實現特定結果輸出的計算能力,常用每秒浮點操作數(Floating-point Operations Per Second,FLOPS)作為度量單位。數字經濟時代,算力是多技術融合、多領域協同的重要載體,作為生產力支撐數字經濟發展的堅實基礎。算力發展歷經三個階段:早期單點式計算通過使用一臺大型計算機或一臺個人計算機獨立完成全部計算任務;隨著計算需求的增加,單點式計算逐漸呈現算力不足的趨勢,如網格計算等分布式計算架構開始出現,分布式計算可將巨大的計算任務分解為眾多小型計算任務并交由不同的計算機完成;隨著信息化和數字化的不斷深入,各行各業表現出對算力的強烈需求,云計算技術應運而生。云計算技術可看作分布式計算的新范式,其本質是將大量的零散算力資源進行打包、匯聚,實現更高可靠性、更高性能、更低成本的算力[10]。

面向通感智算一體化無線網絡架構演進,算力基礎設施將與基站基礎設施深度融合,形成算力資源池,滿足感知和智能化帶來的大量計算需求。無線網絡通過在算力上搭載智能化應用,實現對網絡資源和性能的優化;算力編排中心通過對網絡狀態、能力、需求,以及算力分布的感知,實現算力資源的高效利用。

6G 通感智算一體化無線網絡中,不同的計算功能對算力的需求也不同,例如,物理層計算對實時性要求高,采用中央處理器(Central Processing Unit,CPU)串行計算的方式無法滿足實時性需求;網絡級智能化在網管層進行訓練、推理,對算力要求高,對實時性要求低,采用專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)進行計算,不僅靈活性差,算力受限,且成本較高。因此無線網絡在向通感智算一體化演進中,需要部署CPU、圖形處理器、ASIC 和現場可編程門陣列等多維異構算力資源,實現算力和網絡功能協同。

3 通感智算一體化無線網絡應用案例
3.1 智能節能
隨著移動通信網絡建設規模逐年增加,通信設備對能源的需求與日俱增。未來,6G 系統將極大增強與擴展移動通信系統的應用,對傳輸速率、廣域覆蓋、連接密度的要求迅猛增長。為滿足未來應用的需求,6G系統將采用更高的頻譜、更復雜的系統及技術。高頻譜和復雜的技術將使6G 通信設備對能源的需求俱增。因此,在研究5G 無線網絡的智能節能的基礎上,需考慮未來6G 網絡的節能方案。運營商需持續深入研究智能節能技術并快速推廣應用,不斷降低基站能耗和網絡運營成本。

未來,6G 智能節能方案需在通感智算一體化無線網絡的架構下實現,結合AI、大數據等技術,實時感知用戶的情況及業務的需求;利用網絡算力資源,訓練智能節能模型,推導出精準匹配每個小區的節能策略,突破傳統節能方案中管理難度高、節能效果欠佳的瓶頸;從器件級、設備級、網絡級等層面實現不同的技術方案,在保障用戶業務體驗的同時,可以采用器件/模塊關斷、業務調度、網間協作等方案來降低基站設備能耗。

3.2 智能編排
6G 將是一個多元化的網絡。網絡層面,組網更多、頻段更復雜,且可能需要與5G/4G 多個頻段密切協同;業務層面,應用場景更多且需求差異巨大,對網絡提出更多的特性需求和挑戰;終端層面,5G 終端已需要支持七模,6G 時代終端更復雜,且行業應用催生出眾多定制化終端需求。因此,6G 網絡將更加復雜,繁雜、多樣化的終端和業務組合出的目標體驗,和傳統的網絡資源分配模式之間存在巨大的“剪刀差”。以“網絡為中心”的傳統策略是基于小區參數的基線,以滿足統計意義上的小區級關鍵績效指標為目標,在相同承載中的不同數據業務沒有被區別對待,無法精準匹配用戶業務體驗的真實需求[11]。

CIM技術能夠成功落地,造福百姓,需要在軟件與硬件方面協同發展。以省級單位為例,構建城市信息中心,這是硬件系統,還需要同時開發基于CIM的城鄉建設管理軟件系統,包括建筑和模塊化的信息,配置與互聯網的結合,作為城市還應該有更多的宣傳媒體,包括城市信息,宣傳信息化的呈現,媒體化的工作整體推進。因此,信息模型的發展更需要各方的信息合作,共同推進,最后的目標就是實現城鄉的可持續發展,也把我們的可持續發展成為世界可持續發展的組成部分。

無線網智能編排應用以用戶感知為驅動力,依托面向6G 的內生智能,通過智能化手段實現靈活的網絡資源配置編排管理策略,來為不同業務提供確定性的精準服務,從而保障差異化的用戶體驗。在該應用案例中,一方面通過在給定網絡服務能力下求取用戶體驗最優解,實現用戶編排;另一方面通過在話務的特定時空分布下求取網絡服務能力最優解,實現網絡編排。

3.3 物理層AI
物理層AI 應用是6G 內生智能的主要研究方向,基于物理信道相關信息,對物理層功能(如信道編碼調制、波形、多址、多天線MIMO、接收機算法等)進行增強。由于當前通信網絡應用范圍廣、場景豐富、業務種類繁多,加之信道的快速變化以及小區內和小區間干擾的存在,難以使用傳統方案實現穩定精確的信道。因此在傳統物理層技術的基礎上引入智能化,可以更全面地把握無線信道的特征和變化趨勢,從而提升物理層性能。

物理層AI 由于其對實時性要求高,因此作為內生智能應用被看作是面向6G 演進的重要方向,目前業界在此方面尚處于研究階段。物理層AI 的技術方案一般屬于各設備廠商實現的范疇,目前有兩種潛在方案:一是使用智能化技術替代某一個或幾個物理層功能,例如信道狀態信息反饋、信道估計模塊分別用AI算法實現;二是物理層功能全部用AI 實現,不再區分具體功能,在此情況下,基站從接收到解碼的中間過程全部通過AI 實現,AI 模塊類似“黑盒”,只有輸入和輸出。

未來,在引入物理層AI 后,還需要評估“投入產出比”,即采用物理層AI 后所消耗的硬件資源、算力成本是否帶來了較高的性能收益。在物理層AI 激活場景下,網絡性能相比未激活時應有較大幅度提升才可應用。

4 結束語
隨著數字化進程加速,以新基建為核心的數字化轉型正在影響整個社會,大數據、云計算和人工智能等新一代數字技術的發展正在為各實體經濟、傳統產業提供支持,推進社會向全方位的產業數字化轉型。新產業、新服務模式以及包括沉浸式擴展現實、全息遠程呈現、交互型3D 虛擬數字人、協作機器人、無人駕駛、多感官互聯及元宇宙在內的未來新業務,都對通信、感知、計算和智能水平提出了更高要求。

面對6G 網絡新要求,本文提出了6G 通感智算一體化的無線網絡演進架構,分析了通感智算一體化技術演進需求、挑戰、關鍵技術及案例。6G 通感智算一體化無線網絡還需進一步深入研究和評估,并開展相關技術方案的驗證試驗,滿足千行百業對網絡的差異化體驗需求。

 

1作者:李露 李福昌 馬艷君 楊艷 來源:信息通信技術與政策 編輯:顧北

 

聲明:①凡本網注明“來源:通信界”的內容,版權均屬于通信界,未經允許禁止轉載、摘編,違者必究。經授權可轉載,須保持轉載文章、圖像、音視頻的完整性,并完整標注作者信息并注明“來源:通信界”。②凡本網注明“來源:XXX(非通信界)”的內容,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多行業信息,僅代表作者本人觀點,與本網無關。本網對文中陳述、觀點判斷保持中立,不對所包含內容的準確性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保證。請讀者僅作參考,并請自行承擔全部責任。③如因內容涉及版權和其它問題,請自發布之日起30日內與本網聯系,我們將在第一時間刪除內容。 
熱點動態
普通新聞 發展新質生產力 運營商突破口何在?
普通新聞 浙江移動在杭州率先完成“水陸空”全場景5G-A通感一體驗證,助力發
普通新聞 TD產業聯盟發布《全球5G/6G產業發展報告(2023-2024)》
普通新聞 諾基亞與中國電信攜手展示5G TSN技術助力智慧制造應用
普通新聞 網端業協同,中國移動將于2026年底實現5G-A全量商用
普通新聞 工信部:今年將開展“人工智能+”行動
普通新聞 工信部等四部門發文,低空經濟“萬億賽道”再迎政策利好
普通新聞 首發百城勢恢宏,中國移動5G-A商用部署劃重點
普通新聞 美光捐助西安 "助愛小餐 "公益項目,為殘疾人創造就業機會
普通新聞 何飚出任中國移動總經理、黨組副書記
普通新聞 共創智慧家庭新篇章|宇視受邀參加中國聯通重點產品培訓
普通新聞 中國電信計劃2024年資本開支960億元 云和算力約占180億元
普通新聞 中國電信完成全球首個全頻段、全制式、全場景5G RedCap商用驗證 啟
普通新聞 我國家電行業發展開始進入新階段 亟需加快數智化轉型
普通新聞 通信界觀察:何小鵬收復失地,小鵬汽車走出沼澤
普通新聞 美國企業對特定光纖連接器、適配器、跨接電纜、跳線以及下游產品及
普通新聞 50G PON已日趨成熟 預計2024年將走向商用
普通新聞 360AI瀏覽器APP即將上線,支持500萬字長文本處理
普通新聞 美媒:美司法部起訴蘋果避重就輕,為何不直指應用商店問題
普通新聞 人工智能如何為新質生產力注入新動力
通信視界
高通CEO安蒙:生成式AI走向終端,將帶來最大智
普通對話 高通CEO安蒙:生成式AI走向終端,將帶來最大
普通對話 李彥宏:不斷地重復開發基礎大模型是對社會
普通對話 中興通訊徐子陽:強基慧智,共建數智熱帶雨
普通對話 鄔賀銓:移動通信開啟5G-A新周期,云網融合
普通對話 華為輪值董事長胡厚崑:我們正努力將5G-A帶
普通對話 高通中國區董事長孟樸:5G與AI結合,助力提
普通對話 雷軍發布小米年度演講:堅持做高端,擁抱大
普通對話 聞庫:算網融合正值挑戰與機遇并存的關鍵階
普通對話 工信部副部長張云明:我國算力總規模已居世
普通對話 鄔賀銓:我國互聯網平臺企業發展的新一輪機
通信前瞻
亨通光電實踐數字化工廠,“5G+光纖”助力新一
普通對話 亨通光電實踐數字化工廠,“5G+光纖”助力新
普通對話 中科院錢德沛:計算與網絡基礎設施的全面部
普通對話 工信部趙志國:我國算力總規模居全球第二 保
普通對話 鄔賀銓院士解讀ChatGPT等數字技術熱點
普通對話 我國北方海區運用北斗三號短報文通信服務開
普通對話 華為云Stack智能進化,三大舉措賦能政企深度
普通對話 孟晚舟:“三大聚力”迎接數字化、智能化、
普通對話 物聯網設備在智能工作場所技術中的作用
普通對話 軟銀研發出以無人機探測災害被埋者手機信號
普通對話 AI材料可自我學習并形成“肌肉記憶”
普通對話 北斗三號衛星低能離子能譜儀載荷研制成功
普通對話 為什么Wi-Fi6將成為未來物聯網的關鍵?
普通對話 馬斯克出現在推特總部 收購應該沒有懸念了
普通對話 臺積電澄清:未強迫員工休假或有任何無薪假
普通對話 新一代載人運載火箭發動機研制獲重大突破
推薦閱讀
Copyright @ Cntxj.Net All Right Reserved 通信界 版權所有
未經書面許可,禁止轉載、摘編、復制、鏡像