近日,城域AIoT企业特斯联受邀出席2023全球6G技术大会,与高校知名学者、行业专家、企业代表共同探讨6G网络架构及关键技术。Future Forum和6GANA在本次大会上分别发布了一系列6G关键技术和网络智能白皮书,特斯联首席科学家杨旸博士深度参与了《6G网络AI概念术语白皮书》,《6G网络原生AI技术需求白皮书》,及《6G网络内生AI网络架构十问》的讨论和撰写。延伸白皮书观点,杨旸在“6G网络架构及关键技术”论坛上分享了特斯联的连接观及其6G前沿探索,他认为智能化时代将迎来计算密集型的“杀手级”应用,6G网络智能架构必须能全面支持多用户算力需求特征和多维度服务质量要求。
伴随5G大规模商用和人工智能技术的不断成熟,以数字化、网络化、智能化为代表的万物智联时代正在加速到来。在2023年博鳌亚洲论坛年会上,中国工业和信息化部副部长王江平表示,中国5G红利期刚刚开始。现在正处于从内部资源的协同向产业链要素协同的阶段转变,这个转变实际上也是工业互联网的应有之义,这个过程当中需要5G万物互联的技术来支撑。
在推动5G向着网络包容万物、连接随手可及的新形态网络演进的同时,日益增长的数据流量和智能处理需求也对网络综合性能指标和智能化水平提出了更高的需求。在从“智联万物”到“数字孪生”的演进中,全频谱、全覆盖、全应用的6G关键技术研究开始进入业界视野,并逐步成为全球信息产业竞争的焦点。
计算密集型的智能化、个性化服务将成为6G“杀手级”应用
移动通信网络和典型应用的演进遵循着供给侧的技术驱动模式。从1G到5G,各种先进的移动通信技术显著提升了频谱利用效率、数据传输速率和系统用户容量,从而催生了语音、短信、图片、视频等“杀手级”应用,通信网络的核心功能和性能指标是高效准确的内容传输。随着通用、泛在、普惠的人工智能技术的快速推广应用,杨旸博士认为6G的“杀手级”应用将是以每个用户为中心的智能化、定制化服务,通信网络的核心功能不仅仅是内容传输,还要包含泛在计算和智能算法。这就要求6G网络智能架构深度融合感知、存储、通信、计算、控制、人工智能等异构资源和多维度能力,随时随地高效满足服务个性化、计算密集型的各种用户需求。
为了全面理解多用户、多任务、多场景的复杂计算需求,杨旸与合作者分析了阿里巴巴公开的互联网数据中心集群的海量计算任务分布,对比研究了不同年份和不同优先级的在线任务和批量任务的统计特征,包括不同任务对CPU计算资源的占用情况、利用效率、以及服务时延分布等。从技术和服务发展的趋势可以看出,计算资源分配的颗粒度越来越精细,不仅可以显著提升资源利用效率,而且满足了高优先级在线任务的实时服务需求,还能给予低优先级批量任务更多计算资源和更好服务质量。另一方面,杨旸与合作者还分析了微软Azure云计算平台公开的不同年份的任务数据集,对比了内存空间和服务时延的动态变化,推导出不同任务计算需求的统计特征和拟合函数。基于对计算密集型海量用户任务的分析和研究,杨旸指出6G网络智能架构需要采用更精细颗粒度的多功能智能网元节点,才能全面支持更多元化、更多维度的服务质量要求,包含感知、存储、通信、计算、控制等智能化、个性化用户需求。
面向6G的智能内生型网络架构
6G将在各行各业推进数字化转型的基础上,进一步引领未来数字世界的智能化转型。这一愿景的实现不仅仅需要提升不同应用场景下的网络KPI,更重要的是合理利用异构网络资源和无处不在的人工智能算法,对数字世界中的海量异构数据进行有效的整合、分析和协作,综合考虑每个用户的个性化和定制化需求。
在这样的背景下,杨旸介绍了与50多位业内专家共同提出的服务用户业务定制的新型6G网络智能架构(https://ieeexplore.ieee.org/document/9839652):
1.为了实现每个用户复杂业务需求的可视化,我们提出了服务需求区(Service Requirement Zone,SRZ)新概念,通过一组用户服务性能指标的边界来描述其多维度的定制化服务需求,这决定了用户的端到端整体服务体验。
2.为了评估6G系统在保障每个用户服务体验方面的整体能力,我们提出了用户满意率(User Satisfaction Ratio,USR)新概念,通过逐一比较用户SRZ各个维度的需求边界与最终达到的系统性能结果,计算出所有已服务业务的用户满意比率。
3.在6G系统中,为了实现更高的QoE和USR,我们提出了以多功能节点(mNode)为基本网元的多层次网络智能架构,整合本地异构系统资源,提供一个原生的人工智能服务平台,支持不同用户的各种业务的定制化SRZ需求。
4.为了评估6G网络智能架构的性能,我们开展了大量的实验仿真工作。结果表明,与现有的云智能架构和边缘智能架构相比,网络智能架构在动态服务需求和网络条件下都能够实现卓越的USR性能。
伴随6G时代的迫近,下一个“杀手级”应用的计算密集属性亟需泛在的智能来处理动态变化的、分布式计算需求。特斯联相信,基于智能内生型网络架构,我们得以进一步弥合数字鸿沟,满足弱势群体、老年人口,乃至每一个个体的个性化需求,使“以每个用户为中心”的定制化智能服务成为可能。