2023下一代通信网络整体思考及智慧内生关键技术

下一代通信网络成为数字经济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。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。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 算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提供语音、短信、移动宽带等通信服务提供语音、短信、移动宽带等通信服务提供通信、感知、计算、智能、大数据、安全等一体融合的新一代信息服务2转变1：从信息传输到信息全过程服务转变1：从信息传输到信息全过程服务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信决策与行为层面 信息利用 认知层面信息处理息＋ 织 传输层面信息传输 集 流信息获取感知层面 号 信息产生 号 通用智能能创造、会决策人机协同、机器自主执行认知智能能理解、会思考人机对话、图文对话传输智能网络内生智能智能选路、自智网络感知智能能听会说、能看会认语音识别、人脸识别计算智能能存会算强存储、强运算能力3转变2：从服务物理世界到服务数字世界转变2：从服务物理世界到服务数字世界下一代通信网络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美国：构建全球规模最大的商用星座Starlink（在轨4105颗）欧洲美国：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：从终端到苹果、华为等通用手机 体制一体 架构一体 功能一体

协议一体 业务一体 算力一体 5转变4：从非确定性到确定性网络转变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、无义性的通信底座，以及 、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、无义性的通信底座，以及 、 、 通信性能确定的服务能力工业生产场景：确定新是运动控制和伺服、I/O间状态同步、步调一致不确定会导致产线故障、停机甚至生产事故人工智能场景：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强确定性确定 工业过程控制/配电，低抖动，强确定性智能电网场景：差动保护的智能电网场景：差动保护的判断准确、启动及时，不确定会导致输电故障XR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需 游戏，弱确定性求Besteffort空口扰动，路径拥塞，时延增加业务超时，数据丢包1空口扰动，路径拥塞，时延增加业务超时，数据丢包1 2 312312带宽>1Mbps时间同步<1μs时延抖动：10ms±10μs

时延带宽、时延、抖动、可靠等的可承诺1 2 3 1 2 3 1 2 3转变5：从熵增网络到熵减网络转变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5G4个版本NF、NFServices、Interfaces数量成倍增长，网络复杂度不断提升120

绿色低碳系统级协同调度信息流和能量流全面支持柔性调节能力持续提升可再生新能源比例以结构提升效能灵活智简构建可解释可验证的网络建模方法，以及熵减网络806040200

1151019988625933 421019988625933 4250182333

R15R16R17R18

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减设计方法7下一代通信网络设计目标与设计理念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、利用等全过程处理空天地一体接入通信感知一体化异构融合组网 脑 构 能力融合内生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、利用等全过程处理空天地一体接入通信感知一体化异构融合组网 脑 构 能力融合内生内生智能连接高速泛在 联 内生确定内生安全8下一代通信网络的总体逻辑视图下一代通信网络的总体逻辑视图高轨算网智脑编排调度星载基站星载基站星载核心网/算力平台6G空天地一体的高轨算网智脑编排调度星载基站星载基站星载核心网/算力平台6G空天地一体的高速泛在接入低轨边算力在网计算在网计算在网计算算力路由算力路由算力路由边算力智算中心智算中心端算力边算力IP网络广域RDMA网络光底座统一的算网底座光底座光底座9IP网络业务应用通信能力感知能力计算能力AI能力数据能力安全能力内生多维融合能力星载核心网/算力平台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：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发展目标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赋能网络场景网络使能AI场景驱动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赋能网络场景网络使能AI场景驱动支撑调用服务网络第三方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

数据 构建内生AI融合架构云 核心内生AI融合架构

AI模型

算力+能力

构建 平台无线网 用户网络使能AI的驱动力网络使能AI的驱动力部分AI服务具有用户属性和移动性、有质量保障要求从外挂式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用例自动生成从功能尽力而为到服务质量保障：AI服务质量评估和保障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/数据/AI算法的协同10智慧内生：空口AI设计智慧内生：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支撑不足复杂度高：AI的设计没有与通信的特征紧密结合实用性差：以单一目标的AI设计往往导致其他指标劣化泛化性弱：无法适应移动通信多场景特征现有架构+外挂式的AI实时性难保证计算性能难保证设计1：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支撑不足复杂度高：AI的设计没有与通信的特征紧密结合实用性差：以单一目标的AI设计往往导致其他指标劣化泛化性弱：无法适应移动通信多场景特征现有架构+外挂式的AI实时性难保证计算性能难保证设计1：AI与通信均衡优化的泛化性提升方法设计2：支持实时空口AI的网络架构回答了AI如何融合通信，如何低开销快速提升泛化性 回答了智能网络架构如何演进11基于系统论与博弈论的空口AI设计理念和框架基于系统论与博弈论的空口AI设计理念和框架系统论和博弈论指导下的多目标联合均衡优化单一场景和单一指标的优化设计理念变革系统论和博弈论指导下的多目标联合均衡优化单一场景和单一指标的优化12基于系统论的实时空口AI架构创新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“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的数据面和计算面中国移动：《6G网络架构与技术白皮书》

融合通信系统多样化服务需求孪生：建立独立数字孪生体，与AI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活开放，实现一体化服务的快速供给分布加灵活，满足行业服务的沉浸性能和极低时延13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能力联合优化内生AI接入网架构内生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 层 层 应用服务需求深度融合协议功能实现QoS保障模型部署智能计算数据连接模型算力数据AS层底层资源管理&编排计算 存储 通信中国移动：《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》 14下一代通信网络总结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）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