信息通信网智能化运营管理需求与用例 5G无线接入网优化标准立项发展报告

信息通信网智能化运营管理需求与用例5G无线接入网优化标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:RequirementsandUseCasesforIntelligentOperationandManagementofInformationandCommunicationNetworks-5GRadioAccessNetworkOptimization摘要随着第五代移动通信（5G）网络的大规模部署与商业应用，其复杂异构的网络架构、多样化的业务场景以及极致的性能要求，使得传统网络运营管理模式面临巨大挑战。传统的依赖人工经验和规则脚本的运维方式，已难以满足5G网络对高可靠性、低时延、高能效和差异化服务的需求。为应对上述挑战，智能化运营管理成为5G网络演进的重要方向。本标准《信息通信网智能化运营管理需求与用例5G无线接入网优化》正是在此背景下立项研制。本报告系统阐述了该标准的立项背景、研究内容、技术路线及预期价值。研究报告首先分析了5G无线接入网（RAN）运营管理面临的主要痛点，包括网络优化复杂度激增、故障定位困难、资源利用率不均等问题。接着，明确了本标准的核心目标：定义基于人工智能（AI）和机器学习（ML）技术的5GRAN智能化运营管理的通用需求与典型用例。报告详细梳理了标准的主要技术内容，包括对网络数据采集、模型训练与部署、智能闭环控制等关键环节的需求规范，并对网络切片优化、移动性管理增强、业务质量保障等典型用例进行了深入分析。研究表明，该标准的制定对于引导产业界明确5GRAN智能化发展方向，统一技术接口与数据模型，促进AI技术在网络运营管理中的规模化落地具有重要的指导意义。本标准的发布与实施，将推动通信运营从“经验驱动”向“数据驱动+AI驱动”的模式转变，显著提升5G网络的运营效率、降低运维成本、优化用户体验，并为未来6G网络的智能内生设计奠定基础。关键词：5G无线接入网；智能化运营管理；人工智能；机器学习；网络优化；用例；标准化Keywords:5GRadioAccessNetwork;IntelligentOperationandManagement;ArtificialIntelligence;MachineLearning;NetworkOptimization;UseCases;Standardization一、引言：背景与挑战1.15G网络运营管理的新时代第五代移动通信（5G）网络正以前所未有的速度改变社会。根据GSMA（全球移动通信系统协会）的预测，到2025年，全球5G连接数将达到18亿。5G网络凭借其增强移动宽带（eMBB）、超可靠低时延通信（uRLLC）和海量机器类通信（mMTC）三大特性，支撑着从高清视频、自动驾驶、工业互联网到远程医疗等千行百业的数字化转型。然而，这种能力丰富的背后是网络架构的极度复杂化。5G网络引入了基于服务的架构（SBA）、网络切片、多接入边缘计算（MEC）、大规模天线阵列（MassiveMIMO）等大量新技术，导致网元数量激增、参数配置指数级增长、信令交互关系错综复杂。传统的网络运营管理模式，即主要依赖运维人员查阅标准规范、编写执行脚本、进行经验式排障的模式，在面对5G网络这种“超维度”复杂性时，已经显得捉襟见肘。运维效率低下、故障定位周期长、资源难以实时按需调度等问题日益突出。据行业统计，在传统模式下，运营商约60%的运维精力消耗在日常巡检和事后被动故障处理上。因此，推动网络运营管理从“人工+脚本”向“自动化+智能化”演进，已成为业界共识和迫切需求。1.25G无线接入网（RAN）优化的核心痛点无线接入网（RAN）作为5G网络中最接近用户、覆盖最广、结构最复杂的部分，其运营管理面临的挑战尤为集中。1.参数调优的“诅咒维度”：单个5G基站通常包含数万个可调参数（功控参数、波束赋形参数、切换参数、调度参数等），且各参数之间相互耦合。实现全网的全局最优配置，是一个典型的NP-hard（非确定性多项式时间困难）问题。人工凭经验进行局部调整，难以达到全局最优，且极易引发网络性能波动。2.故障的“黑盒”与“瞬态”：5G网络引入了软件定义和虚拟化技术，故障可能发生在物理层、协议层、应用层乃至云平台。故障原因呈现链条长、关联广、隐性强的特点。传统的基于阈值的告警机制存在大量误报和漏报，且无法有效捕捉毫秒级的瞬态性能劣化，而这些瞬态事件往往是影响用户体验的关键。3.资源利用的“潮汐”与“碎片”：5G网络承载的业务具有显著的潮汐效应（如办公区、商业区、住宅区的用户流量随时间迁移）。同时，网络切片技术为不同业务逻辑隔离了资源。如何根据业务的动态变化，实时、非破坏性地进行无线资源的调度和重构，避免资源碎片化和闲置浪费，是实现网络效益最大化的关键。4.用户体验的“最后一公里”：传统的KPI（关键性能指标）导向的优化模式（如小区平均吞吐量、接通率等）往往无法反映单个用户的真实感知。如何从海量信令和测量报告中精准识别用户体验（QoE）劣化的根因，并主动进行优化，是提升5G网络竞争力的“最后一公里”难题。1.3标准立项的战略意义为了系统性地解决上述痛点，推动5GRAN智能化运营管理技术的标准化和产业化，中国通信标准化协会（CCSA）与行业领军企业共同推动了本标准的立项。《信息通信网智能化运营管理需求与用例5G无线接入网优化》（标准编号：YD/T7021-2026）的研制，旨在为5GRAN智能化运营管理提供统一的顶层设计蓝图。该标准不仅明确了行业共识的“做什么”，即定义智能化应用的需求，更重要的是，它通过规范“用例”这一核心要素，界定了不同应用场景下系统应具备的功能和行为，为后续的具体技术规范、接口标准和评估方法的制定奠定了坚实基础。这一工作在通信行业具有里程碑式的意义，标志着5G网络运维开始从“自动化”向“智能化”的范式迁移进入标准化轨道。二、标准核心内容与技术路线本部行业标准由中华人民共和国工业和信息化部发布，属于邮电通信行业标准。标准状态为“未生效”，计划于2026年6月1日发布，并于2026年9月1日正式实施。本标准的核心内容围绕“需求”与“用例”两大技术要素展开。2.1标准化框架与范围本标准属于信息通信网智能化运营管理系列标准中的基础性、通用性标准。其核心定位是定义在5G无线接入网场景下，实施智能化运营管理的通用技术需求和典型应用用例。标准明确了研究的网络域为5GRAN（gNB架构），服务域涵盖了从网络规划、建设、运维、优化的全生命周期，重点关注运维和优化环节。标准不涉及具体算法的实现细节，而是聚焦于系统功能需求、数据需求、模型管理需求和闭环控制流程。2.2智能化运营管理需求定义本标准从系统架构、功能、数据、模型和闭环控制五个维度系统性地梳理了需求。1.系统架构需求：要求智能化运营管理平台能够与现有的网络管理系统（NMS）、网元管理系统（EMS）和5G核心网（5GC）无缝对接，支持南向接口（与RAN网元交互）和北向接口（与应用/业务编排器交互）的标准化。同时，架构应具备开放性，可集成第三方AI算法引擎（如TensorFlow、PyTorch等）。2.功能性需求：*数据采集：支持从RAN网元（如DU、CU、RU）采集海量、高速、多模态数据，包括但不限于性能计数器（PM数据）、关键质量指标（KQI）、信令跟踪数据、用户面数据（XDR）以及无线环境测量报告（MR）。*数据治理：提供数据清洗、标注、特征工程、压缩和感知网络功能，确保数据的质量和可用性，支持结构化（如CSV）和非结构化（如JSON、二进制）数据的统一处理。*模型生命周期管理：定义AI/ML模型从“需求评估”、“数据准备”、“模型训练与验证”到“模型部署”、“在线推理”、“模型监控与持续迭代”的全生命周期管理需求。*决策与执行：支持基于模型推理结果的智能决策，能够生成配置指令、调整策略或触发自动化流程。决策指令应通过标准的接口（如NETCONF/YANG）下发至相应网元。3.数据与模型需求：标准强调了数据安全与隐私保护，要求对用户数据进行加密和脱敏处理。对于AI模型，要求具备可解释性（ExplainableAI,XAI），即在不泄露算法核心机密的前提下，能够向运维人员解释关键决策的逻辑依据，以提高信任度和可审计性。4.闭环控制需求：定义了智能化运营管理的闭环范式。典型闭环包括：*感知闭环：持续监测网络状态，识别异常。*分析闭环：利用AI模型对感知到的数据进行深度分析，定位根因。*决策闭环：基于根因分析生成最优优化方案。*执行闭环：自动或半自动（人机协同）执行优化方案，并评估效果，形成“分析-决策-执行-评估”的持续迭代。2.3典型用例分析“用例”是本标准的灵魂所在。标准通过提炼5GRAN运营中具有普遍性、高价值和智能化的典型场景，为业界提供可复用的解决方案模板。以下列举几个关键用例：1.用例一：基于AI的MassiveMIMO波束管理优化*场景描述：5G基站（gNB）的MassiveMIMO天线具有数十甚至上百个射频通道，其波束赋形算法直接影响覆盖和容量。传统按固定模式或手动调整的波束方案，无法适应复杂的无线环境和用户移动。*智能化目标：利用用户位置信息（如波束级RSRP）、移动轨迹和业务特性，通过深度强化学习（DRL）模型，动态预测和产生最优的波束发射角度、宽度和功率，实现“用户级覆盖”，最大化频谱效率和用户体验速率。*预期效果：小区边缘吞吐量提升15%-30%，切换成功率提升2-5个百分点。2.用例二：网络切片SLA保障的智能资源调度*场景描述：一张物理网络承载了多个虚拟端到端网络切片，每个切片对应不同的SLA（服务水平协议）要求（如工业控制切片需99.999%可靠性和1ms时延，视频切片需高下行速率）。*智能化目标：实时预测各切片的业务流量和资源需求，利用模型动态调整无线资源（如频域、时域、功率资源）的分配比例，确保在资源争抢场景下，高优切片SLA不受侵犯，同时提升整体网络资源利用率。*预期效果：切片SLA满足率接近100%，单站资源利用率提升10%-20%。3.用例三：用户QoE劣化的主动根因定位*场景描述：用户报告“刷视频卡顿”，但传统KPI可能显示小区侧一切正常。*智能化目标：通过分析用户面的XDR数据，利用聚类和关联规则挖掘算法，实时关联用户使用的应用、所处的小区、无线环境（如干扰水平、弱覆盖、频繁切换）以及核心网侧的信令交互情况。模型能够自动构建“故障因果链”，精准定位根因是“核心网响应慢”还是“无线侧弱覆盖”或是“终端问题”。*预期效果：用户投诉处理效率提升5倍以上，一次性解决率提高至80%。4.用例四：负载均衡的智能预测与优化*场景描述：热点小区在特定时段拥塞，而相邻小区负载较轻。传统负载均衡基于阈值，反应滞后。*智能化目标：利用时间序列预测模型（如LSTM）预测未来15-30分钟每个小区的业务负载走势。根据预测结果，提前调整切换参数和CCO（小区容量与覆盖优化）参数，引导用户和业务向轻载小区迁移，实现“预测性负载均衡”。*预期效果：无线接入拥塞率降低80%，用户感知速率提升显著。三、主要起草单位介绍：中国信息通信研究院作为本标准的核心起草单位之一，中国信息通信研究院（简称“中国信通院”，CAICT）在该标准的研制过程中发挥了不可替代的主体作用。中国信通院是工业和信息化部直属的科研事业单位，是国家在信息通信领域（ICT）最重要的支撑单位和产业创新发展的引领者。3.1机构概况与核心优势中国信通院始建于1957年，前身为邮电部邮电科学研究院（第一代），后历经邮电部电信科学规划研究院、信息产业部电信研究院等发展阶段。经过六十余年的发展，已形成以“信息通信技术、政策研究、产业标准、测试认证”为核心的四大业务板块。其核心优势体现在三方面：*国家智库地位：长期为工信部、国家发改委、科技部等国家部委提供决策支撑，深度参与国家“网络强国”、“数字中国”战略的顶层设计。*标准制定引领：作为CCSA（中国通信标准化协会）的核心成员，牵头和参与了大量通信行业标准的制定。尤其在5G/6G、人工智能、工业互联网、数据中心等领域，其标准化力量居国内首位。*测试验证权威：拥有世界一流的通信实验室，是国家通信设备进网检测和认证的主要机构，具备对5GRAN设备、核心网、终端进行全面测试验证的能力。3.2在智能化运营管理标准领域的深耕在5G网络智能化这一前沿领域，中国信通院超前布局。早在5G商用初期，就启动了“网络人工智能”相关研究。针对本标准所涉及的5GRAN智能化运营管理，中国信通院主要承担了以下工作：1.技术体系构建：联合中国移动、中国电信、华为、中兴等产业链上下游，共同梳理了5GRAN智能化面临的“数据孤岛”、“模型不可迁移”、“场景碎片化”等共性难题，提出了“平台+数据+模型+场景”四位一体的解决思路。这一思路直接构成了本标准中关于系统架构和需求定义的理论基础。2.用例验证与提炼：利用其庞大的实验室网络环境和与现网运营商合作的数据集，中国信通院主导或深度参与了多个典型用例的验证。例如，基于深度强化学习的MassiveMIMO波束优化方案，在实际测试中使频谱效率提升了约22%。这些成功的实验数据，为将技术用例固化为标准用例提供了坚实的科学证据。3.测试与评估方法论：中国信通院牵头制定了面向AI模型的性能评估体系，包括准确率、召回率、模型收敛速度、升级迭代后的性能偏差等关键指标。这些方法论被纳入本标准中关于模型生命周期管理的需求部分，确保了标准不仅定义了“要做什么”，还规定了“做到什么程度算好”。4.国际合作推动：中国信通院在国际电信联盟（ITU-T）、3GPP等国际标准化组织中积极发声，推动中国在5G网络智能化领域的标准和实践成果走向世界。本标准中的许多核心概念和用例，与国际标准保持了高度协调，有效降低了中国标准的国际化壁垒，促进了全球5G产业的技术协同。通过上述工作，中国信通院在本标准中融入了其作为国家顶级智库的宏观视野、作为权威实验室的精深技术洞察和作为产业桥梁的协调能力，确保了本标准既具备战略前瞻性，又具备切实的可操作性。该标准的发布，是中国信通院在推动ICT与AI深度融合标准化进程中取得的又一关键成果。四、结论与展望《信息通信网智能化运营管理需求与用例5G无线接入网优化》标准的立项与制定，是应对5G网络运营管理范式变革的时代产物。本标准系统性地定义了在5G无线接入网这一最具挑战性的领域，如何利用人工智能和机器学习技术实现智能化的运营管理。它通过明晰通用“需求”和典型“用例”，为纷繁复杂的产业实践指明了清晰的方向，解决了“为何