6G通感算智融合原生基座技術(shù)白皮書(shū)1.0

目 錄6G通感算智融合的需求與驅(qū)動(dòng)力 1差化場(chǎng)按需制需求 1多能力生融需求 26G通感算智融合的原生基座技術(shù)內(nèi)涵 3底座-通感算智融合的異構(gòu)硬件 4通算智合的構(gòu)硬面的挑戰(zhàn) 4相技術(shù)案 5內(nèi)核-通感算智融合的多維能力 7通融合 7通感融合面臨的挑戰(zhàn) 8相應(yīng)技術(shù)方案 8通智融合 10通算智融合面臨的挑戰(zhàn) 10相應(yīng)技術(shù)方案 11中樞-通感算智融合的按需服務(wù) 13平化服網(wǎng)絡(luò)臨的戰(zhàn) 13相技術(shù)案 14總結(jié)與展望 17縮略語(yǔ)列表 19參考文獻(xiàn) 206G差異化場(chǎng)景按需定制需求5G化的特征，從而催生了一系列對(duì)網(wǎng)絡(luò)的核心需求：面對(duì)這些千差萬(wàn)別的需求，客戶不僅期待定制化的解決方案以匹配其需求。AI付與部署，確保時(shí)間效益的最大化。提供包括感知、計(jì)算、AI6G5G[2]，催生了感知、計(jì)算、數(shù)據(jù)和人工智能等新領(lǐng)域的強(qiáng)烈需要。多維能力內(nèi)生融合需求6GIMT2030[3]5G（eMBB：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶,uRLLC：超可靠低時(shí)延通信海量機(jī)器類通信）增強(qiáng)和拓展為六大場(chǎng)景。圖16G能力六角AI5GNWDAF而，5G6G5G5G1實(shí)現(xiàn)空天地一體、通感一體及通算智一體,6G6G6G6G6G設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮。二是，6G6G2轉(zhuǎn)變1：由剛性堆疊向按需服務(wù)轉(zhuǎn)變。在網(wǎng)絡(luò)能力最小化內(nèi)核的基礎(chǔ)上，按需組合各種網(wǎng)絡(luò)能力，由此滿足差異化場(chǎng)景需求。轉(zhuǎn)變2：從外掛式設(shè)計(jì)向內(nèi)生式設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變。由此，網(wǎng)絡(luò)能力可以更及時(shí)、高效響應(yīng)客戶需求。6G6G2圖26G通感算智融合的原生基座技術(shù)底座-通感算智融合的異構(gòu)硬件：CPU、智能計(jì)算的GPU6G6G內(nèi)核-通感算智融合的多維能力：以模塊化方式承載的通信、感知、計(jì)算、AIAI6G中樞-通感算智融合的按需服務(wù)：通過(guò)端到端的服務(wù)化設(shè)計(jì)，按需編排管理到應(yīng)用、從網(wǎng)絡(luò)到服務(wù)的全鏈條、端到端的服務(wù)能力。6G多維能力融合難、網(wǎng)絡(luò)按需服務(wù)難等三重挑戰(zhàn)。底座-通感算智融合的異構(gòu)硬件通感算智融合的異構(gòu)硬件面臨的挑戰(zhàn)多樣化、碎片化需求。當(dāng)前，云化異構(gòu)硬件技術(shù)面臨著三大挑戰(zhàn)：挑戰(zhàn)一：高通信帶寬與低時(shí)延的嚴(yán)苛要求絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)提供了強(qiáng)有力的支持，成為解決這一挑戰(zhàn)的關(guān)鍵所在。挑戰(zhàn)二：碎片化場(chǎng)景與多樣化部署規(guī)模C-RAN步加劇了云化異構(gòu)硬件面臨的挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)三：差異化高性能處理資源需求不同行業(yè)用戶對(duì)于高性能處理資源的需求呈現(xiàn)出顯著的差異性。傳統(tǒng)的FPGAGPU、DPU、FPGA源配置，以及通感算智多應(yīng)用的融合協(xié)同。相應(yīng)技術(shù)方案6G術(shù)的聯(lián)合驗(yàn)證，并面向上述挑戰(zhàn)針對(duì)性地提出以下技術(shù)方案：方案一：支持超高實(shí)時(shí)響應(yīng)的搶占式調(diào)度6G10μs以內(nèi)。在未來(lái)6G6G5000μs10μs3 圖3實(shí)時(shí)性測(cè)試結(jié)果對(duì)比方案二：支持敏捷化配置的高性能容器云6G46G籌管理。圖4高性能容器云方案三：支持確定性配置的異構(gòu)資源管理GPU、FPGA、智能網(wǎng)卡等多種異構(gòu)資源的統(tǒng)一管理，并可根5GPU6G6G圖5異構(gòu)資源配置管理內(nèi)核-通感算智融合的多維能力6GAI6G6G[5]AI算智多維能力融合的內(nèi)核，6GAI通感融合7通感融合面臨的挑戰(zhàn)6G6G挑戰(zhàn)一：通感硬件資源分立AAU挑戰(zhàn)二：通感空口資源競(jìng)爭(zhēng)方法，破解效率與能力之間的矛盾，是通感一體化面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)三：通感組網(wǎng)干擾復(fù)雜相應(yīng)技術(shù)方案戰(zhàn)，提出以下技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的通感融合網(wǎng)絡(luò)。方案一：協(xié)作通感內(nèi)生設(shè)計(jì)收斂，可用于指導(dǎo)優(yōu)化協(xié)作節(jié)點(diǎn)選擇方案。方案二：交替優(yōu)化資源分配6圖6交替優(yōu)化資源分配方案原理圖感知性能。方案三：多維干擾識(shí)別與智控現(xiàn)全局通感資源高效調(diào)度及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量提升。7所示。小區(qū)內(nèi)同站址三扇區(qū)的幀結(jié)構(gòu)同時(shí)設(shè)置為下行/上行，周邊六個(gè)小區(qū)10%。圖7環(huán)形組網(wǎng)多維干擾智控技術(shù)：AI在功率域，可設(shè)計(jì)自適應(yīng)發(fā)送功率分配及干擾刪除方案。通算智融合通算智融合面臨的挑戰(zhàn)未來(lái)，6GAI6GAIAI6G當(dāng)前，通算智融合技術(shù)面臨著三大挑戰(zhàn)：挑戰(zhàn)一：AIAIAI運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維兩大場(chǎng)景。AIAIAI挑戰(zhàn)二：網(wǎng)絡(luò)使能AI-服務(wù)范式變革AIAIAIAI/AI挑戰(zhàn)三：統(tǒng)一的通算智融合架構(gòu)AIAIAI使網(wǎng)絡(luò)具有開(kāi)放、服務(wù)化、靈活可擴(kuò)展的特性。相應(yīng)技術(shù)方案針對(duì)上述挑戰(zhàn)，提出以下技術(shù)方案。方案一：AI使能高性能物理層和高層功能AIAIAI信道數(shù)據(jù)集構(gòu)建方法，降低了對(duì)昂貴且耗時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的依賴。AIRANSLA真模型進(jìn)行節(jié)能參數(shù)的智能尋優(yōu)，同時(shí)利用AI進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)節(jié)能時(shí)段和時(shí)長(zhǎng)。方案二：端邊云協(xié)作的通算智管控AIAIAIAI圖8一種基于端邊云模型協(xié)同的大模型輕量化部署方案方案三：6G網(wǎng)絡(luò)與AI融合邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)80%“簡(jiǎn)單優(yōu)于復(fù)雜AI6G網(wǎng)AI融合的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)。邏輯架構(gòu)中，無(wú)線系統(tǒng)從“功能獨(dú)立、資源隔離”向“通算融合”、從“煙囪式設(shè)計(jì)”向“網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)化”、從“單一能力”6GAI的融合發(fā)展、通感一體、多維能力融合等需求。6GAIAIAI協(xié)同發(fā)展。圖96G網(wǎng)絡(luò)與AI融合的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框架中樞-通感算智融合的按需服務(wù)平臺(tái)化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)6G實(shí)現(xiàn)該技術(shù)面臨著四大挑戰(zhàn)：挑戰(zhàn)一：網(wǎng)絡(luò)功能耦合，拆分難無(wú)線接入網(wǎng)RAN慮的問(wèn)題。挑戰(zhàn)二：網(wǎng)絡(luò)性能損失，保障難挑戰(zhàn)三：服務(wù)要素增加，組合難需要考慮通感智算安等多維能力的深度融合及對(duì)外能力提供，6G網(wǎng)絡(luò)要提供個(gè)性化的定制化業(yè)務(wù)服務(wù)，需要實(shí)現(xiàn)多要素的按需靈活編排以滿足6G挑戰(zhàn)四：數(shù)據(jù)傳輸效率提升難5G及全息通信等大數(shù)據(jù)量應(yīng)用將產(chǎn)生大量新的數(shù)據(jù)類型和交互模式。同時(shí)，隨著AIAIHTTP/2場(chǎng)景與通感算智多維能力的性能需求。相應(yīng)技術(shù)方案為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，基于業(yè)務(wù)模型設(shè)計(jì)“高內(nèi)聚”“松耦合”功能服務(wù)；突破6G輸效率。方案一：“高內(nèi)聚”“松耦合”的服務(wù)拆分機(jī)制參照按領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)（DDD）RANRAN獨(dú)立的生命周期管理，使得不同服務(wù)可以獨(dú)立地部署、升級(jí)、遷移。圖10NGAP/XNAP相關(guān)功能進(jìn)行原子服務(wù)分解的舉例方案二：流程與處理并行化機(jī)制方面:11檻高、調(diào)用失敗回退流程長(zhǎng)等問(wèn)題。由此降低端到端時(shí)延，便于新功能引入。圖11端到端流程并行化PDCPPDCPIPIP以上的包頭、數(shù)據(jù)域、MAC-IMAC-I容，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源利用率最優(yōu)化。圖12多服務(wù)并行處理方案三：通感算智服務(wù)按需動(dòng)態(tài)編排AI統(tǒng)一編排調(diào)度調(diào)整網(wǎng)絡(luò)功能的按需調(diào)整的需求，實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)隨人變”、“網(wǎng)隨業(yè)務(wù)變”的目標(biāo)。ITU-R6大場(chǎng)城市/農(nóng)業(yè)等超大規(guī)模連接通信場(chǎng)景對(duì)感知精度、連接密度、時(shí)延、無(wú)抖動(dòng)等有業(yè)務(wù)要求。針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，網(wǎng)絡(luò)考慮終端能力，通過(guò)對(duì)多維能力（頻譜、感知、AI/方案四：6G網(wǎng)絡(luò)雙總線架構(gòu)提升數(shù)據(jù)傳輸效率HTTP/26G6G13SBI總線（DCI），SBI；DCI據(jù)傳輸協(xié)議、傳輸技術(shù)、消息中間件、加速和加密方式等。圖136G網(wǎng)絡(luò)雙總線架構(gòu)方案總結(jié)與展望6G本白皮書(shū)首先從差異化場(chǎng)景按需定制需求與多維能力內(nèi)生融合需求兩方面分析6G6G6G動(dòng)態(tài)對(duì)內(nèi)提供所需算力，同時(shí)對(duì)外開(kāi)放共享，滿足多樣業(yè)務(wù)對(duì)算力的需求。了較高的成本性價(jià)比。開(kāi)放性：API加速技術(shù)創(chuàng)新與網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。6G成協(xié)同眾創(chuàng)的合作范式與格局。6G6G縮略語(yǔ)列表縮略語(yǔ)英文全稱中文解釋AIArtificialIntelligence人工智能ARAugmentedReality增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)CPUCentralProcessingUnit中央處理器DCIDataCommunicationInterface數(shù)據(jù)通信接口DPUDataProcessingUnit數(shù)據(jù)處理器eMBBEnhancedMobileBroadband增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶FPGAFieldProgrammableGateArray現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列GPUGraphicsProcessingUnit圖形處理器HTTPHypertextTransferProtocol超文本傳輸協(xié)議MACMediaAccessControl媒體訪問(wèn)控制mMTCMassiveMachineTypeCommunication海量機(jī)器類通信NWDAFNetworkDataAnalyticsFunction網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析功能PDCPPacketDataConvergenceProtocol分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議RANRadioAccessNetwork無(wú)線接入網(wǎng)SBISe