本文來自微信公眾號“ICT茶館”，作者/掌柜。
6G讓AI賦能作用更強
6G移動新網(wǎng)絡提供泛在的智能服務。6G AI即服務(AlaaS)是通過網(wǎng)絡(包括6G核心網(wǎng)、6G無線接入網(wǎng)和6G終端)內(nèi)的連接、計算、數(shù)據(jù)、模型等資源和功能,構(gòu)建分布式的高效、節(jié)能、安全的AI服務(包括AI模型訓練、推理、部署等)和開放生態(tài)。
6G將為AI相關業(yè)務和應用提供高效的端到端支持,將分布式智能體智能地連接起來,以便在各行各業(yè)大規(guī)模部署Al。AI業(yè)務和應用既包括為6G網(wǎng)絡自身性能優(yōu)化提供的智能能力,即AI4NET(Al for Network),如利用端到端AI實現(xiàn)空口和網(wǎng)絡的定制優(yōu)化和自動化運維,提供滿足多樣化需求的最佳解決方案;也包括向第三方業(yè)務提供的智能能力,即NET4AI(Network for Al),如通過6G網(wǎng)元將具有的原生集成通信、計算和感知能力,加速云上集中智能向深度邊緣泛在智能演進,為AI提供分布式學習基礎設施。
6G AI服務主要面對高實時性能、高安全隱私或低綜合能耗等需求,在網(wǎng)絡內(nèi)進行AI訓練或推理,提供適應不同應用場景的智能能力。6G網(wǎng)絡作為原生智能架構(gòu),通過網(wǎng)絡內(nèi)的通信、計算、數(shù)據(jù)集、基礎模型等資源和功能,具備大規(guī)模分布式AI的高效訓練或推理能力,為用戶提供無所不在的高性能AI服務,同時降低由于超大規(guī)模AI模型相關的訓練和部署導致的通信和計算開銷,提供一個低碳節(jié)能的開放生態(tài)。
AI場景是指AI技術或AI資源要素發(fā)生作用的場合和情境。它可有不同的維度劃分方式,例如:地理區(qū)域、環(huán)境特征、領域行業(yè)等。6G AlaaS典型場景是6G網(wǎng)絡AI發(fā)生作用的典型場合和情境,包括但不限于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、教育、醫(yī)療等不同行業(yè)和領域。
6G離不開AI
6G無線系統(tǒng)設計原則之一就是智慧原生原則
內(nèi)涵和意義：
未來通信系統(tǒng)應用場景復雜多樣、網(wǎng)絡動態(tài)特性增加,亟需更高的性能和效率、部署、運維管理能力,經(jīng)典的通信架構(gòu)和范式難以支撐無線網(wǎng)絡全局最優(yōu)的性能。人工智能可以與網(wǎng)絡的方方面面進行深度融合并發(fā)揮重要影響。一方面,AI技術可以利用感知和測量收集到的大量信道和環(huán)境數(shù)據(jù)輔助無線系統(tǒng)的設計,利用端到端AI實現(xiàn)空口和網(wǎng)絡的定制優(yōu)化和自動化運維。另一方面,6G無線網(wǎng)絡將原生集成通信和AI能力,加速云上集中智能向深度邊緣泛在智能演進,并為用戶提供無時無刻無處不在的AI服務。
6G需要通過架構(gòu)層面的原生AI設計,來滿足網(wǎng)絡AI多樣化的新業(yè)務場景和網(wǎng)絡自治化等需求,包括應用于網(wǎng)絡自身優(yōu)化和用戶體驗的AI能力,也包括第三方所需的各類AI服務。
技術路徑
(1)基于融合的框架和機制支持網(wǎng)絡原生AI,使能簡潔網(wǎng)絡
◎融合的智慧原生框架
從網(wǎng)絡架構(gòu)層面,6G需研究能否通過融合的原生架構(gòu)來同時支持AI4NET和NET4AI,提升網(wǎng)絡AI的運行效率。整個智慧原生框架包括編排管理、協(xié)同控制、四要素功能(連接、計算、數(shù)據(jù)、算法)、異構(gòu)資源和安全功能等。針對該框架對RAN網(wǎng)絡的影響,應包括:協(xié)同控制、四要素功能、及異構(gòu)資源等。其中,異構(gòu)資源是指RAN網(wǎng)絡中的頻譜、算力、連接、數(shù)據(jù)等基礎資源;四要素功能是指在RAN網(wǎng)絡中實現(xiàn)各異構(gòu)資源相對應的控制功能;協(xié)同控制功能是指在四要素功能的基礎上,在RAN網(wǎng)絡中構(gòu)建AI服務或任務的生命周期管理機制,并對支撐AI服務或任務的異構(gòu)資源進行協(xié)同調(diào)度和控制,實現(xiàn)QoS可保障。通過在RAN實現(xiàn)上述功能,使能任務機制成為智慧原生的技術底座。
◎融合的LCM機制
(2)共享的AI軟硬件資源,使能高效網(wǎng)絡利用不同業(yè)務的錯峰效應,“資源共享”能夠以更小的成本和代價獲得更優(yōu)的資源利用率和性能。具體包括:
◎不同AI實例間共享AI資源
6G系統(tǒng)多個AI實例通過共享AI資源,從而提升AI資源利用率和AI運行效率。當新增AI實例時,復用已有的AI資源,無需新增AI資源,提升了AI功能的兼容性。當某一時刻AI資源充足時、單一AI實例可以使用全部資源,縮短AI推理或訓練時間。其中,AI資源包括硬件資源和軟件資源(硬件資源包括圖形處理器、神經(jīng)網(wǎng)絡處理器、張量處理器、專用集成電路等;軟件資源包括AI框架、算法等)。從方案層面,需考慮多實例搶占資源時,如何為不同實例合理地分配資源。
◎Modem和手機共享軟硬件架構(gòu)
針對6G終端,隨著AI的普及,手機通用硬件的AI軟硬件能力將大大提升。相比較modem集成的AI軟硬件能力,手機通用的AI能力更強,若基于AI的6Gmodem應與基于AI的應用處理共享一個基于AI的GPU/NPU軟硬件架構(gòu),結(jié)合融合的LCM機制,使能基于共用GPU/NPU算力資源的6G modem的AI模型運行。從方案層面,需研究modem與手機間的接口,使能modem請求和使用手機的通用硬件資源,以完成網(wǎng)絡AI任務;反之亦然。
(3)分布式的AI協(xié)同機制,使能更優(yōu)網(wǎng)絡
基于實時性和數(shù)據(jù)隱私等因素的考慮,6G系統(tǒng)還需支持分布式AI,協(xié)同節(jié)點間通過分享各自的算力、數(shù)據(jù)、模型等信息,獲得更為優(yōu)異的性能。具體包括:
單節(jié)點跨層協(xié)同
域內(nèi)多節(jié)點協(xié)同
域間多節(jié)點協(xié)同
AI將被大量應用于6G終端
對新型終端的支持是推動網(wǎng)絡能力快速發(fā)展和升級的重要因素。隨著科技的進步,終端設備的能力不斷增強,形態(tài)更加多樣化。新型的終端可以是具有感知能力的終端,基于通信和感知的融合,利用通信信號實現(xiàn)對物體位置和速度的感知、圖像識別、溫度感知、健康監(jiān)測等。
新型的終端還包括無源的、極低成本的終端,甚至包括具有感知能力的無源終端,這些新型終端將推動網(wǎng)絡提供更多元的業(yè)務服務。
人工智能技術將被大量應用于6G終端中,終端將具有更高的自我學習、自我認知能力來處理更大量的信息。具備AI能力的終端和網(wǎng)絡各節(jié)點均可以參與AI的訓練和推理,從而訓練出泛化能力強、精確度高的AI模型。更加智能化、自主的的終端,在網(wǎng)絡的使用上更加自主及高效。
各類沉浸式終端以及交互技術,與網(wǎng)絡協(xié)同將為億萬用戶提供極致的交流和互動體驗。
利用VR終端可以帶來沉浸式共享空間,聽聲辨位,眼對眼交流,協(xié)同展示和設計等功能。利用裸眼3D可以帶來真人大小數(shù)字分身,眼對眼交流,多視角觀察等極致的通話體驗,其在交流過程中產(chǎn)生出屏和入屏的視覺效果,可以讓屏幕對端的人看起來有體積、深度和陰影,增強了畫面的真實感和立體感,如同坐在自己面前一般真實。以AR終端為載體,網(wǎng)絡可以為大語言模型(LLM)和用戶之間建立實時的環(huán)境感知+內(nèi)容智能生成(基于AIGC)和呈現(xiàn)通道,為用戶帶來全天候的戶外個人智能助理業(yè)務,涵蓋用戶的駕駛、旅行、健康和教育等各類生活場景,從而幫助ToB用戶激發(fā)創(chuàng)新能力、提高效率和縮減差旅成本等,為ToC用戶帶來個性、有趣、極致、無障礙的業(yè)務體驗。應針對已經(jīng)部署的實時通信系統(tǒng)(如IMS)的架構(gòu)、協(xié)議等進行技術升級改造或者全新設計,通過上述新技術,支持革命性的沉浸式業(yè)務體驗。
沉浸式通信與傳統(tǒng)通信方式在終端類型、使用習慣、會話建立、媒體流傳輸?shù)确矫娴牟町?對于網(wǎng)絡提出了全新的能力要求,包括低成本/低功耗的實時音視頻連接能力,具備對多個同源流的高速傳輸和高效同步能力,支持靈活的“插件式”媒體擴展能力,分離式媒體渲染能力,內(nèi)容智能生成能力等。
