基于数字孪生和内生AI的网络自治总结
核心内容
本文主要探讨了基于数字孪生和内生AI技术实现6G网络高水平自治的路径与方法,提出了从当前L2-L3等级的网络自治向L5等级自动驾驶网络演进的愿景。通过数字孪生网络与内生AI的结合,实现网络的自服务、自治愈、自优化和自演进,从而提升网络的智能化水平和服务质量。
主要观点
- 网络自治等级提升:目标是实现L5等级的自动驾驶网络,提供全自动、零等待、零接触、零故障的通信服务。
- 数字孪生与内生AI的融合:数字孪生网络用于生成数据样本和预验证环境,内生AI则为数字孪生网络提供智能能力支撑,优化网络性能。
- 架构演进:从集中式智能向多形态智能演进,实现云边端协同,提升模型训练和响应效率。
- 任务为中心的AI管理:AI管理编排(AIMO)、任务锚点(TA)、任务控制(TC)和任务执行(TE)构成6G内生智能面的逻辑功能,支持任务拆解、管理、资源配置与调度。
- QoAIS保障体系:引入三层闭环QoAIS(服务质量、任务质量、资源质量)保障机制,突破传统QoS指标维度,实现更全面的服务质量控制。
- 多维资源调度:涵盖连接、计算、数据和模型,支持资源的灵活配置与优化。
关键信息
网络自治水平现状与目标
- 当前网络自治水平处于L2-L3等级。
- 2025年目标:网络运维自治水平达到L4等级,实现高级自动驾驶网络。
数字孪生网络功能
- 数字孪生网络:生成数据样本,为AI模型提供预验证和优化环境。
- 关键技术特征:
- 集中与分布相结合
- 按需建模、高效交互的数字孪生体
- 低成本预验证试错环境
- 内闭环数字域寻优,外闭环校正
内生AI网络功能部署选项(以ORAN为例)
| 部署选项 |
特点 |
| Option 1 |
管理面部署,任务执行在网管,可能涉及NRT-RIC协作 |
| Option 2 |
管理面部署,任务执行在网元 |
| Option 3 |
自治区域规模较大,AI用例拆解为本地和全局,本地任务执行在网元,结果上报网管 |
| Option 4 |
实时性要求较低,所需部分资源仅存在于网元,资源调度多级协同 |
AI训练与推理服务流程
- 用户发起AI推理请求。
- AI用例导入网管设备。
- 解析QoAIS,下发至基站。
- 基站分解QoS为资源QoS需求,明确所需四要素(连接、计算、数据、算法/模型)。
- 基站实时配置资源,执行AI推理,确保任务QoS达成。
- 基站将结果反馈给用户。
6G网络智能模型演进
| 网络阶段 |
模型特点 |
优势 |
劣势 |
| 5G |
小模型,局部应用驱动 |
轻量化,无需网络架构适配AI部署 |
模型迁移和泛化性不佳,场景局限 |
| 6G |
通用网络智能大模型 |
通用性强,易裁剪为小模型 |
成本高,需庞大预训练数据 |
通信网络大模型应用用例
- 网络运营:
- 调用大模型服务提升信息通信服务能力。
- 增强智能客服、经营分析和智能营销。
- 网络运维:
- 利用大模型进行故障识别、定位和自愈。
- 支持网络优化和运维决策。
- 网络运行:
- 实现无线信道建模和语义通信。
- 利用多模态输入输出技术补充数据集。
- 语义通信中使用ChatGPT作为编码器和解码器。
通信网络大模型挑战
| 场景 |
数据要求 |
模型要求 |
网络架构影响 |
影响程度 |
研发工作量 |
可行性 |
| 网络运营 |
多模态数据(客户服务对话、行业标准、图像、音频等) |
多模态机器学习、语言理解、文本生成 |
作为远程服务直接调用 |
小 |
小 |
高 |
| 网络运维 |
标准化数据(KPI、XDR、MR等) + 非标准化数据(日志、图、文档等) |
非标数据治理、数据对齐、自然语言理解、代码生成 |
作为网络内部功能,需增强运维能力 |
中 |
中 |
待评估 |
| 网络运行 |
非标准化物理层数据 + 标准化网络层、业务层数据 |
逐步推理、模型压缩、自适应推理 |
需嵌入现有应用或与网络架构融合 |
大 |
大 |
待评估 |
有待研究的技术问题
| 序号 |
内生AI |
关键问题 |
| 1 |
面向网络自治用例 |
如何设计基于三层QoAIS指标体系的QoAIS指标? |
| 2 |
多维资源编管控 |
如何以AI任务为中心,实现灵活的多维资源编管控? |
| 3 |
通用智能大模型 |
网络运维和运行是否存在通用智能大模型?对数据有何要求?代价如何?如何满足运行态大模型对存储、算力和数据的需求?是否影响网络架构? |
| 4 |
数字孪生网络 |
如何对无线网元和网络进行功能和性能建模?如何依据不同网络自治场景的需求,按需生成数字孪生体? |
| 5 |
预验证环境构建 |
如何构建低成本、满足精度和实时性需求的数字孪生预验证环境和迭代优化闭环? |
| 6 |
大模型与数字孪生关系 |
通用网络AI大模型与网络数字孪生的关系?与网络数字孪生模型的关系? |