為什么5G網(wǎng)絡(luò)要與人工智能“聯(lián)姻”？

5G有個很重要的特點(diǎn)，那就是在協(xié)議層，互聯(lián)網(wǎng)與通信網(wǎng)真正地實(shí)現(xiàn)了融合。所以很多我們在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的算法、在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)可以更容易地在5G網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)。

張亞勤 清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院院長

“啊，五環(huán)，你比四環(huán)多一環(huán)。”不少人對5G有著類似的理解：5G比4G多1G，電影下載秒成、視頻點(diǎn)播流暢……

在最新出版的《電信科學(xué)》上，一篇名為《通信人工智能的下一個十年》的刊首文章向人們展示了完全不同的5G通信應(yīng)用前景：未來的通信網(wǎng)絡(luò)是可以高度自治的。通過與人工智能的深度融合，5G通信可以實(shí)現(xiàn)“三自”，即參數(shù)自配置，性能自優(yōu)化，故障自“治愈”。

5月4日，論文共同作者之一、美國藝術(shù)與科學(xué)院院士、清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院院長張亞勤在接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)表示，通信行業(yè)正在走向5G，馬上要走向6G，光是看視頻快點(diǎn)、信號好一些，那不是5G。

什么才是真正的5G?為什么5G網(wǎng)絡(luò)要與人工智能“聯(lián)姻”?

有了人工智能才能突破這些瓶頸

“5G與人工智能的結(jié)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(tuán)公司科技委主任韋樂平最關(guān)切的是5G耗能問題。

一個5G基站與一個4G基站相比，在半載情況下，前者是后者能耗的3.5—4倍。“5G產(chǎn)生的價(jià)值如果還不夠付電費(fèi)，那將成為5G廣泛落地的瓶頸。”韋樂平說，人工智能的優(yōu)化能力或許能解決這一問題，所以需要相關(guān)部門、企業(yè)等機(jī)構(gòu)有緊迫感地去挖掘、去規(guī)范、去推進(jìn)。

除了數(shù)據(jù)極限、能耗瓶頸，龐大網(wǎng)絡(luò)的管理問題也急需人工智能出手。

“4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)巨大無比，網(wǎng)絡(luò)種類也很繁雜，到現(xiàn)在也沒數(shù)清到底有多少個網(wǎng)絡(luò)。所以，僅是把這些網(wǎng)絡(luò)管理起來就很難了，更別說還要進(jìn)行有機(jī)融合、協(xié)同提升。”韋樂平說，5G的情況更為復(fù)雜，就更不可能用人工的方式來管理如此復(fù)雜的資源。所以非常需要人工智能的介入，提出預(yù)警、給出預(yù)判，大大提高5G網(wǎng)絡(luò)的管理效率。

過去10年它們曾“戴著鐐銬跳舞”

早在十幾年前，通信行業(yè)就已經(jīng)看到機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的潛在價(jià)值。

“一開始，一些國外運(yùn)營商對于在3G階段就實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的自組織、自優(yōu)化、自“治愈”信心十足，希望在3G階段就能夠部分實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動化與智能化。”論文共同作者之一、亞信科技首席技術(shù)官、高級副總裁歐陽曄博士回憶道，2008年，業(yè)內(nèi)就開始第一次對自組織網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行國際標(biāo)準(zhǔn)層面的定義。

按理說，在隨后的10年，自組織網(wǎng)絡(luò)理當(dāng)迎來上升發(fā)展期，但事實(shí)并非如此。

“過去的10年，美國及部分歐洲電信運(yùn)營商獨(dú)立或混合部署了一些自優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)(SON)系統(tǒng)，試圖把人工智能融入通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、建設(shè)、維護(hù)、優(yōu)化中，但是整體效果并沒有達(dá)到預(yù)期。”歐陽曄說，之所以出現(xiàn)這種情況，是因?yàn)?G、3G網(wǎng)絡(luò)本身，包括其生態(tài)、軟硬件、設(shè)備接口等，并不是按照智能化的理念來建設(shè)的，網(wǎng)元本身在標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)建階段就不支持人工智能，網(wǎng)絡(luò)的接口和信令體系等難以實(shí)現(xiàn)與人工智能的對接。這就像請個名醫(yī)來治病，但病人本身對打針吃藥等治療方式都不接受。

3G網(wǎng)絡(luò)宛如一塊“鐵板”，和人工智能的融合變成了“戴著鐐銬跳舞”。

直到5G的出現(xiàn)，這種情況才迎來了轉(zhuǎn)折。

張亞勤解釋：“5G有個很重要的特點(diǎn)，那就是在協(xié)議層，互聯(lián)網(wǎng)與通信網(wǎng)真正地實(shí)現(xiàn)了融合。所以很多我們在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的算法、在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)可以更容易地在5G網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)。”

因此，在我國進(jìn)行5G基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí)，要考慮人工智能融入的問題，給人工智能融入留接口。

為此，論文編寫者呼吁通信行業(yè)建設(shè)者進(jìn)一步開放網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化接口，給予人工智能對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)管理運(yùn)維系統(tǒng)、業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)等全面賦能、注智的機(jī)會，將5G與人工智能作為技術(shù)“組合”，進(jìn)一步釋放潛力。

智慧“神經(jīng)元”在案頭工作中萌生

時(shí)間撥回2017年2月，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP的服務(wù)和系統(tǒng)第二工作組開始研究5G核心網(wǎng)的智能化網(wǎng)元。他們定義了一種具有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析功能的網(wǎng)元：一個通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)可以收集用戶的個性化信息，形成獨(dú)特的個人畫像，通過畫像進(jìn)行分析，然后再將分析結(jié)果提供給決策層。

這是移動通信從1G到5G以來第一次在核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)里定義標(biāo)準(zhǔn)化，并要求部署網(wǎng)絡(luò)人工智能網(wǎng)元。

“5G的智能化是從標(biāo)準(zhǔn)化起步的，這是通信領(lǐng)域的特點(diǎn)，因?yàn)樗^通信，必須要連得通，才能傳遞信息。而標(biāo)準(zhǔn)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(wǎng)元，是人工智能的算法、模型在5G網(wǎng)絡(luò)中的落腳點(diǎn)。通過網(wǎng)元，人工智能的能力被“注射”到5G網(wǎng)絡(luò)里，5G網(wǎng)絡(luò)里的節(jié)點(diǎn)也會慢慢具有不同的智能化功能，網(wǎng)元將可以全面、實(shí)時(shí)地參與核心網(wǎng)控制面的決策控制。

此后，網(wǎng)絡(luò)智能化的新部件不斷豐富起來。

2017年6月，中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會啟動了人工智能在電信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用課題研究。

2018年2月，開放無線接入網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟成立，開啟移動信息人工智能框架的“安卓版”。

2020年6月，中國移動聯(lián)合亞信科技首次在3GPP R17標(biāo)準(zhǔn)中正式引入聯(lián)邦學(xué)習(xí)概念，形成聯(lián)邦學(xué)習(xí)在5G領(lǐng)域的第一個全球國際標(biāo)準(zhǔn)。

“5G網(wǎng)絡(luò)智能化方面，中國運(yùn)營商與廠商處于第一陣營。”歐陽曄表示，當(dāng)前在5G通信網(wǎng)絡(luò)智能化的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)組織里(包括3GPP、全球移動通訊系統(tǒng)協(xié)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。

2023年移動通信網(wǎng)或?qū)?shí)現(xiàn)初步智能化

“我們預(yù)計(jì)，到2023年移動通信網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)初步網(wǎng)絡(luò)智能化，初步建成網(wǎng)絡(luò)人工智能的網(wǎng)元。”歐陽曄告訴記者，達(dá)到這一步，通信人工智能將達(dá)到L2級別(初級智能自治網(wǎng)絡(luò))。

從2023年到2027年，通信網(wǎng)絡(luò)將向著L3甚至L4級別演進(jìn)，那時(shí)的智能網(wǎng)絡(luò)能做更高級的事情，比如“抓小偷”。

韋樂平舉了一個傳輸網(wǎng)智能場景。“光纖被切斷，每年都會發(fā)生很多次。現(xiàn)在一根光纖承擔(dān)8T的容量，一旦切斷，危害非常大。但有了人工智能，就可以進(jìn)行預(yù)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。

針對到2028年能否實(shí)現(xiàn)5G智能網(wǎng)絡(luò)的完全自治，相關(guān)專家的態(tài)度相對保守。

“2027年、2028年很有可能出臺6G國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的第一個版本，這個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)決定了人工智能在向6G演進(jìn)的過程中能不能繼續(xù)扮演一個核心的角色，如果在5G的嘗試失敗了，它的重要性和地位也會變低。”歐陽曄說。

在張亞勤看來，在萬物皆數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)3.0時(shí)代，一個學(xué)不會自治的網(wǎng)絡(luò)難堪大用。

5G或6G通信網(wǎng)絡(luò)能否在下一個10年實(shí)現(xiàn)完美的高度自治尚未可知，但“無人化”的夢想?yún)s貫穿于每一個醉心于人工智能的科研工作者和產(chǎn)業(yè)工作者心中。

本報(bào)記者 張佳星

關(guān)鍵詞： 5G網(wǎng)絡(luò) 人工智能 聯(lián)姻