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    與AI“聯(lián)姻” 5G可以自己“管好”自己

    5G有個(gè)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(duì)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(gè)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?qǐng)?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(hào)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(gè)緊迫的事?!闭撐墓餐髡咧?、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(gè)5G基站與一個(gè)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?!表f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(gè)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?!表f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(duì)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(dòng)化與智能化?!闭撐墓餐髡咧弧喰趴萍际紫夹g(shù)官、高級(jí)副總裁歐陽曄博士回憶道,2008年,業(yè)內(nèi)就開始第一次對(duì)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?!睔W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(duì)接。這就像請(qǐng)個(gè)名醫(yī)來治病,但病人本身對(duì)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(gè)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)?!?/p>

    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(duì)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(huì),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(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)可以收集用戶的個(gè)性化信息,形成獨(dú)特的個(gè)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(dòng)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?!睔W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(huì)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(huì)啟動(dòng)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(dòng)信息人工智能框架的“安卓版”。

    2020年6月,中國移動(dòng)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(gè)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?!睔W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(dòng)通訊系統(tǒng)協(xié)會(huì)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(dòng)5G走向智能化。

    2023年移動(dòng)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(dòng)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?!睔W陽曄告訴記者,達(dá)到這一步,通信人工智能將達(dá)到L2級(jí)別(初級(jí)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(jí)別演進(jìn),那時(shí)的智能網(wǎng)絡(luò)能做更高級(jí)的事情,比如“抓小偷”。

    韋樂平舉了一個(gè)傳輸網(wǎng)智能場景?!肮饫w被切斷,每年都會(huì)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?!表f樂平說,光纖在被切斷前必然會(huì)先受力,一旦受力,敏感的人工智能就能提前知道信號(hào)有所異常,甚至精確定位。

    針對(duì)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(duì)保守。

    “2027年、2028年很有可能出臺(tái)6G國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的第一個(gè)版本,這個(gè)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(gè)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(huì)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(gè)學(xué)不會(huì)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(gè)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(gè)醉心于人工智能的科研工作者和產(chǎn)業(yè)工作者心中。

    極客網(wǎng)企業(yè)會(huì)員

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    2021-05-10
    與AI“聯(lián)姻” 5G可以自己“管好”自己
    5G有個(gè)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)。

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