面向5G-Advanced的“1+2+3”新生长范式

发布时间:2023-02-28 作者:中兴通讯 柏燕民 阅读量:

        随着5G-Advanced成为产业共识,如何围绕运营商、垂直行业和社会等各方面的需求共同定义5G-Advanced网络关键特征、部署策略、重点研发方向以及应用实践,成为业界需要共同思考的问题。中兴通讯是5G上半场的重要参与者,对5G-Advanced投入了大量资源探索,2021年我们就提出了面向5G-Advanced的“1+2+3”新生长范式。

        我们认为,5G的生长就像培育一棵参天大树,首先,需要茁壮的根基,向下扎根积蓄能量,“1”代表着5G-Advanced的根基,即芯片、算法、架构的内核实力;其次,需要粗壮的枝干向上输送养分,智算和安全的双链基因就是5G-Advanced的树干,他们贯通了5G-Advanced全域;有了这些基础,5G大树才能枝繁叶茂向阳生长,结出3E的果实,即Enhancement性能提升、Efficiency高效绿色、Extension业务边界拓展,从而释放5G潜能,为新业态、新场景、新领域持续赋能。

 

智算共生:AI融入5G

        5G和AI的结合,是业界一个非常具有想象力的话题,目前还处于初级阶段。中兴通讯的5G新生长范式中,智算共生是两大枝干之一,包括智能化和算力。

        未来的5G网络是内生AI的系统,AI的理念将在标准制定阶段就融入到整个系统设计中,在核心网、接入网、物理层等各个层面为网络注智。智能化和算力不可分割,智能化的发展依托于强大的算力。智算共生已成为当前网络发展的重要引擎,也是后续5G-Advanced以及6G网络的重要能力底座。

        中兴通讯已经摸索出一套无线智能化的框架。首先,无线智能化构建在智算底座上,包括数据、算法和算力三要素,并叠加了数据中台和智能中台;其次,通过底座能力的灵活编排,孵化多样化的智能应用;最后是无线网络的数字孪生,在现有物理网络的平行世界,构建一套数字孪生网络,实现虚拟和现实的实时交互、内外闭环,支撑各类智能应用的高效寻优。

        围绕智算框架搭建,中兴通讯成果丰硕。

        智能编排方面,中兴通讯于2021年推出业界首个基于基站内生AI的柔性资源编排方案,实现从“网络为中心”到“用户为中心”服务范式的转变。2022年,智能编排方案演进到2.0阶段,引入意图驱动,使网络实现“所想即所得”,并成功进行了商用验证。

        算力编排方面,通过5G基站间算力的“借闲补忙”,突破单站算力瓶颈,以最低时延、最低成本和更高效率满足基站智能化应用的算力需求。2022年6月,中国移动集团研究院、中国移动浙江分公司联合中兴通讯在嘉兴完成了首个跨基站的算力编排,在网络负荷不均衡的场景下实现以基站簇为单位的算力编排,实现忙时站点算力提升12%。

        无线网络数字孪生方面,中兴通讯在实验室构建了端到端的无线网络高保真孪生系统,通过服务器+超算平台,实现对站点、终端、信道、基站、核心网的孪生建模。基于这套系统,我们模拟了商用终端的典型业务流程,建立了视频业务体验评估模型,评估值与真实值相比,差距仅为0.1。

 

5G“黑科技”集中亮相

        有了强大的根基、枝干,5G新生长范式自然结出了“3E的果实”。其中性能增强(Enhancement)方面,5G-Advanced目标是实现吞吐量和连接数的10倍增长,因此需要更宽的频谱、更高效的空口、更协同的组网。

        为提升吞吐量,中兴通讯推出SuperMIMO、首创的DAS/eDAS+QCell融合组网、首创的BBU+QCell二级极简架构三个子方案,并完成业界首个子带全双工的原型机和功能验证。

        子带全双工技术通过在TDD单载波的频域上划分上行子带和下行子带实现基站侧的全双工,在单载波100MHz带宽内同时收发,这是TDD频谱在空口上的一次突破式创新。子带全双工技术还支持跨子带的灵活调度,从而实现大上行+低时延业务并发。对于传统终端,可延续TDD半双工的工作模式,并配置灵活帧结构,无需改造升级即可兼容子带全双工。2022年第四季度,中兴通讯在西安完成了和中国移动及高通联合的5G子带全双工技术验证和兼容性测试,单用户上行吞吐量达1.4Gbps,同时端到端时延降低至4ms,单用户的大上行和低时延并发能力达目前业内最佳水平。子带全双工将更好地支撑ToB场景同时需要上行大带宽和低时延的应用。

        面向连接数提升,中兴通讯深入研究RIS智能超表面)技术,我们认为这是5G-Advanced和未来无线网络演进的关键技术之一。2022年第三季度,中兴通讯联合中国移动研究院完成业界首个5G基站和动态RIS协同波束赋形技术原型验证。此外,中兴通讯还探索NTN(非地面网络),作为TN(陆地网络)的补充与共存。2022年8月底,在北京召开的5G-Advanced产业发展峰会上,中兴通讯携手中国移动及产业伙伴完成全球首个运营商NTN技术外场上星实测验证,首次实现了NTN终端、卫星、地面信关站、基站、核心网、业务服务器的端到端全链路技术贯通和业务演示。

        效率提升(Efficiency)方面,中兴通讯也有多项黑科技。运维效率提升方面,“中兴通讯推出了自智网络解决方案,致力于帮助运营商网络运维降本增效。目前可支撑运营商网络自智能力从L3走向L4,也就是从自动化向智能化升级。同时,我们也在试水一些前沿的L5的用例,比如意图驱动和数字孪生。

        能效提升方面,中兴通讯提出追求“比特/瓦特完美曲线”,不浪费每一度电。中兴通讯业界首推零碳架构AAU,支持自动启停功能,在零话务时,AAU功耗可降至5W以下。另一方面,PowerPilot方案持续演进,形成“双智”节能,

        即在平台智能的基础上叠加基站内生智能,突破业内当前智能节能策略非实时的瓶颈,使能基站实时处理海量用户测量数据,赋予基站额外的感知能力。智能基站可基于用户行为、网络负荷等精准预测,制定近实时的节能策略,实现频层的柔性打底,通过最大化的关断和最小化的唤醒,打造一张绿色的网络。

 

5G技术演进和价值

        5G技术演进的价值不在于技术本身,而是在于对外赋能和价值呈现。

        5G更重要的使命之一是改变行业。当前5G+行业实现了“从0到1”的突破,部分行业开始规模复制。但对于5G的价值,这些还只是冰山一角。面对5G行业应用,我们已经研发了一系列覆盖云-边-端的云网业一体化产品。在中兴通讯滨江工厂的现场,我们通过将PLC控制器云化,并按需灵活部署在5G算力基站和边缘网关的分布式算力上,实现5G网络和工业控制网络的融合一体。后续我们将持续研究,深入行业OT域,真正兑现5G的行业价值。

        面向消费类业务,5G和XR的结合有望打开元宇宙的大门。未来,XR业务不仅面向个人用户,更多面向企业生产流程、医疗、飞行等教学培训等行业,都将成为越来越普及的业务形态。中兴通讯也在XR业务与网络实现上开展了多方面的研究和实践。

        面向未来,我们还将结合更多新技术和新领域的探索,激发5G更大的潜能。比如通感算控,在5G基站通信功能的基础上叠加感知的能力,再将算力、控制融合在一起,孵化出各类新应用,预计在低空安防、车路协同等领域打开一片新的价值空间。

        在后续的5G演进以及5G-Advanced演进中,中兴通讯将推动业务边界持续拓展,不断释放5G的潜能。我们相信,5G-Advanced将不断强化5G网络能力,通过消费新体验和产业新升级,激发数智社会的无限可能。