亚信科技

“五環，你比四環多一環。”不少人對5G有著類似的理解：5G,它比4G多1G——電影下載秒完成、視頻點播流暢、手機信號格顯示“5”……

最新出版的權威期刊《電信科學》發表了題為《通信人工智能的下一個十年》的刊首文章，給人們展示了完全不同的5G通信——未來的通信網絡是可以高度自治的。就像自動駕駛的汽車，通過與人工智能的深度融合，實現“三自”，即參數自配置，性能自優化，故障自“治愈”。

5G網絡裡面的數據量相比4G網絡里數據量將是指數倍的增長。例如，一輛無人車一天產生的數據是3TB，蛋白質三維結構的數據量則是10的300次方的數據級。 4月4日，論文共同作者之一、美國藝術與科學院院士、清華大學智能產業研究院院長張亞勤在接受科技日報記者採訪時表示，通信行業正在走向5G，馬上要走向6G，光是看視頻快點、多發送點圖片，那不是5G。

什麼才是真正的5G？為什麼要在5G網絡裡“注入”人工智能？

有了人工智能，才能突破這些“瓶頸”

“5G與AI結合是一個緊迫的事。” 論文共同作者之一、工信部科技委副主任、中國電信集團公司科技委主任韋樂平最關切的是5G耗能問題。

工信部科技委副主任、中國電信集團公司科技委主任韋樂平。圖源：人民郵電報

一個5G基站與一個4G基站相比，在半載情況下，前者是後者能耗的3.5-4倍（國家電網的測試結果是6倍）。 “5G產生的價值如果還不夠付電費的，那將成為5G廣泛落地的'瓶頸'。”韋樂平說，人工智能的優化能力或許會解決這個問題，要有緊迫感的去挖掘、去規範、去推進。

“以TB、ZB為單位的數據就在邊緣，這些都是我們過去無法想像的，未來這些數據需要通信網絡傳輸、運算，如何用新的網絡設施，用最低能耗的方式、最有效的方式傳輸決策完成任務，將是一個很大的挑戰。” 張亞勤說。

除了數據極限、能耗瓶頸，龐大網絡管理的管理問題也急等著人工智能“出手”。

“4G通信網絡巨大無比，網絡種類也很繁雜，到現在也沒數清到底有多少個網絡，所以把這些網絡普通管理起來就很難了，更別說要有機融合進行協同提升。”韋樂平說，到了5G就更複雜了，更不可能用人為的方式來管理這麼複雜的資源。所以非常需要人工智能介入，提出預警、給出預判，提高效率。

過去十年，它們曾“戴著鐐銬跳舞”

早在十幾年前，通信行業已經看到機器學習和人工智能的“潛力”。

“一開始，一些國外運營商對於在3G階段就實現通信網絡的自組織、自優化、自治愈信心十足，希望在3G階段就能夠部分實現網絡的自動化與智能化。”論文共同作者之一、亞信科技CTO、高級副總裁歐陽曄博士回憶，2008年業內第一次對自組織網絡進行了國際標準層面的定義。

按理說，在隨後的10年中，自組織網絡理當迎來上升發展期。

“過去的10年，美國及部分歐洲電信運營商獨立或混合部署了一些SON系統，試圖把人工智能融入通信網絡的規劃、建設、維護、優化中，但是整體的效果沒有達到預期。”歐陽曄打了一個十分形像地比方，就比如請來“好醫生”來治病，但病人本身對打針吃藥都不“敏感”，2G、3G網絡本身，包括生態、軟硬件、設備接口對AI能力的支持等，並不是按照智能化的理念來建設的，網元本身在標準化構建階段就沒有支持人工智能和機器學習的能力輸入，網絡的接口和信令體係等難以實現對人工智能能力的對接。

3G網絡宛如“鐵板一塊”，和AI的融合變成了“帶著鐐銬跳舞”。現在，5G或將解決這個困境。

張亞勤解釋：“5G很重要的特點，是互聯網把通信網在協議層，真正地融合，所以說很多過去我們在計算機領域的算法、在互聯網裡面的技術可以更容易地使用。”

這也給出提示，在我國進行5G基礎設施建設時要考慮人工智能融入的問題，給AI融入留接口。

為此，論文編寫者呼籲通信行業建設者們進一步開放網絡標準化接口，給予人工智能對網絡基礎設施、網絡管理運維繫統、業務支撐系統等全面賦能、注智的機會，將5G與AI作為通用目的技術“組合”進一步釋放潛力。

智慧“神經元”在案頭工作中萌生

時間撥回2017年2月，國際標準化組織3GPP的服務和系統第二工作組開始研究 5G 核心網的智能化網元。他們定義了一種具有網絡數據分析功能的網元。

彼時，大數據分析、大數據畫像在電商的體系裡已經不新鮮了，但要把它嵌入到5G網絡裡，成為全球的共識，卻是一件大事。

一個通信網絡的節點可以收集用戶的個性化的信息，例如使每個用戶都有自己的習慣、朋友圈、嗜好，形成有個性的畫像，這個“聰明”的網元可以通過畫像進行分析，然後再將分析結果提供給“決策層”。

“5G的智能化是從標準起步的，這是通信領域的特點，因為通信必須要連得通才能真正通信，而標準化是避免‘雞同鴨講’的前提。”歐陽曄說。

另一方面，有了“靈魂”的網元，是人工智能的算法、模型在5G網絡中的落腳點。通過網元，人工智能的能力被“注射”到5G網絡裡，5G網絡裡的網絡節點也會慢慢具有不同的智能化功能，網元將可以全面、實時的參與核心網控制面的決策控制。

這是移動通信從1G到5G以來第一次在核心網絡架構裡定義、標準化、並要求部署網絡人工智能網元。

此後，網絡智能化的新部件不斷豐富起來。

2017年6月 中國通信標準化協會啟動了人工智能在電信網絡中的應用課題研究。

2018年2月 開放無線接入網絡聯盟成立，開啟移動信息人工智能框架的“安卓版”。

2018年10月 3GPP工作組開始人工智能研究，定義了一個新的管理面功能。

2020年6月，中國移動聯合亞信科技首次在 3GPP R17 標準中正式引入聯邦學習概念，形成聯邦學習在 5G 領域的第一個全球國際標準。

“5G網絡智能化方面，中國運營商與廠商處於第一陣營。”歐陽曄表示，當前在5G通信網絡智能化的關鍵標準組織裡，（包括3GPP、全球移動通訊系統協會等），中國廠商的參與度非常高，與國際上更多廠商一起共同推動5G走向智能化，這也是為什麼此次發表的論文囊括了來自中外電信運營商、高科技企業和科研機構。

智能的“終極”：最大的感受是“感受不到”

“我們預計到2023年移動通信網絡將實現初步網絡智能化，初步建成網絡人工智能的'網元'。”歐陽曄告訴科技日報記者，達到這一步，通信人工智能將達到第2級別（初級智能自治網絡）。

從2023年到2027年，通信網絡將向著L3甚至L4級別演進，那時的智能網絡能幹“更高級”的事情。

就比如智能網絡“抓小偷”，韋樂平舉了個傳輸網智能場景的例子，“光纖被切斷每年都會發生很多次。現在一根光纖承擔8T的容量，一旦切斷，危害非常大，但有了人工智能，就可以進行預警。”韋樂平說，光纖在被切斷前必然會先受力，一旦受力，敏感的人工智能就能提前知道信號有所異常，甚至精確定位，一方面有利於儘早排除危害，另一方面做好萬全準備，一旦切斷，馬上由另一條鏈路替補。目前已經有包括諾基亞、華為等企業在開發類似軟件，用到實際當中來，還需要時間。

到2028年能否實現5G智能網絡的完全自治，論文表達了保守的態度。 “2027、2028年很有可能出台6G國際行業標準的第一個版本，這個關鍵節點決定了人工智能在向6G演進的過程中能不能繼續扮演一個核心的角色，如果它在5G的嘗試失敗了，它的重要性和地位也會變低。”歐陽曄說。

在張亞勤、韋樂平和歐陽曄看來，萬物皆數據的數據3.0時代，一個學不會自治的網絡難堪大用。網聯萬物中各形各色的網絡想要管起來，還要管理好，靠人是不可能的；而與此同時，擁有一個“無人工廠”也將是很多行業的發展方向，當然包括電信運營的移動通信網絡。

儘管論文的編寫者並沒有激進地認為，5G或者6G的通信網絡能夠在下一個十年實現完美的“高度自治”，但“無人化”的夢想卻存在於每一個醉心於人工智能的科研工作者和產業工作者心中。

來源：科技日報 文中圖片除註明外均由視覺中國供圖