中國工程院院士張平：AI在5G應用有豐富的場景業(yè)務需求 但仍處于初期階段

10月15日消息 昨天，由TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、《移動通信》雜志社聯(lián)合主辦的“5G網(wǎng)絡創(chuàng)新研討會(2021)”在京拉開帷幕。本次研討會以“推動網(wǎng)絡演進，促進應用創(chuàng)新”為主題，來自政府、運營商、主流設備制造商等全產(chǎn)業(yè)鏈的多位嘉賓，圍繞著5G網(wǎng)絡演進與技術(shù)創(chuàng)新，網(wǎng)絡智能化，5G精準助力千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型等熱點話題，分享了各自的精彩觀點。

在研討會上，中國工程院院士、北京郵電大學教授張平應邀作了題為《從物聯(lián)到智聯(lián)--未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢研究》的主題報告。張平指出，人工智能正在經(jīng)歷著由深度學習引發(fā)的第三次浪潮，而AI與5G的進一步融合，在數(shù)據(jù)、算法、算力和終端多個層面取得了長足的進步，對于解決當前移動通信所面臨的挑戰(zhàn)，也有很大的裨益！

數(shù)據(jù)層面，在通信網(wǎng)絡中，大量的數(shù)據(jù)是是非結(jié)構(gòu)化的，而且是高實時性的，這些特點導致傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析和處理手段在處理大數(shù)據(jù)時效率低和靈活性差。而AI的優(yōu)勢在于能從具有復雜結(jié)構(gòu)和內(nèi)部相關(guān)性的結(jié)構(gòu)中，自動提取高級特征，極大減少了昂貴的人工成本，同時數(shù)據(jù)量越大，AI的學習能力越強。

算法層面，過去的方法通過獲取知識，基于物理學的數(shù)學模型，或者基于概率論，對模塊來進行優(yōu)化。但在現(xiàn)網(wǎng)中，無線信道存在著一些非線性的噪聲和失真，導致在理論值和真實數(shù)據(jù)之間存在著誤差。而深度學習方法提供的流程示意圖，訓練階段和推理階段是一體的，從理論上課一學習任何隱結(jié)構(gòu)和隱參數(shù)，從而擬合任意復雜的函數(shù)，進行無線信道環(huán)境的感知，以及網(wǎng)絡狀態(tài)空間刻劃提供新的手段。同時深度學習的算法也能解決通信系統(tǒng)中傳統(tǒng)方法無法建模和無法求解的難題，這為未來移動通信系統(tǒng)設計了全新的端到端架構(gòu)，提供新的思路。

算力層面，分布式并行計算和云計算帶來了強大的算力，而且由于人工智能訓練任務所使用的算力呈指數(shù)級增長，基于圖形處理單元的并行計算，使得深度學習能在毫秒內(nèi)進行海量數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)了算力集約化與大規(guī)模應用，為終端帶來無比強大的算力。而AI技術(shù)的引入，使得算力需求進一步降低，為人工智能在移動通信應用提供了有利的軟硬件支撐。

終端層面，在邊緣網(wǎng)絡和終端平臺的智能化方面，由于5G網(wǎng)絡引入了邊緣計算的架構(gòu)，具備學習的能力，將成為擁有智能功能的終端設備。移動通信與人工智能二者結(jié)合產(chǎn)生的網(wǎng)絡邊緣以及終端智能化，將會驅(qū)動新一輪新的工業(yè)革命而改變我們的商業(yè)模式。這種應用可以看到在后5G或者6G時代，用戶的智能化需求將被深度挖掘和實現(xiàn)，會深刻影響移動通信發(fā)展的趨勢，技術(shù)革新和演進的布局。基于大數(shù)據(jù)、大算力、大算法的三大基礎(chǔ)能力，可以以人驅(qū)動的人治模式，轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡自我驅(qū)動的自治模式，實現(xiàn)網(wǎng)絡的自適應、行為自學習和功能自演進功能，從而迸發(fā)出諸多的創(chuàng)新應用，推動社會進步生產(chǎn)力進步。

張平認為，在無線通信現(xiàn)網(wǎng)中，AI應用還處于初期階段，但是它有豐富的場景和業(yè)務需求，在無線網(wǎng)絡性能增強、網(wǎng)絡運維效能提升、新型業(yè)務使能和安全防護能力提升等方面，有著廣闊的應用前景。

張平表示，每一次通信技術(shù)的標準更迭，都伴隨著時代的跨越，以及人們生活方式的改變。20世紀80年代誕生的1G，催生了移動話音業(yè)務；2G通過功能的增加，使得文本通信和語言通信并存；由于傳輸速率的提升，3G時代音樂、圖片、視頻等多媒體業(yè)務開始出現(xiàn)；4G由于傳輸速率進一步提升，使得網(wǎng)購、社交、直播、短視頻成為可能；5G的出現(xiàn)極大豐富了移動通信的應用場景，為智慧城市、智慧交通、智能制造、智慧能源等成為可能。

而這個變化的背后，是眾多互聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)的提升。比如大規(guī)模天線陣列，支持數(shù)十個獨立空間數(shù)據(jù)流，數(shù)倍提升多用戶的頻譜效率；超密集組網(wǎng)，實現(xiàn)頻率復用效率的巨大提升，在局部熱點區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了百倍量級的容量提升；全頻譜的接入，有效地利用了各類移動頻譜的資源，提升數(shù)據(jù)的傳輸數(shù)據(jù)和系統(tǒng)容量；新型多址技術(shù)使得接入能力明顯提升，降低了限定開銷，縮短了接入時延，節(jié)省了終端功率；網(wǎng)絡切片技術(shù)則可以滿足不同場景和用戶的需求，邊緣計算使得應用功能隨著網(wǎng)關(guān)下沉，為更快的網(wǎng)絡服務和響應成為可能。

張平指出，這些技術(shù)的進步，擴展了移動通信的應用場景，提供了更多可能性。增強移動寬帶eMBB，能夠提供諸如AR/VR還有3D、UHD視頻以及HD語音，還有云游戲和云辦公。海量機器通信mMTC，使得M2M智慧家庭、城市以及智慧物流成為可能。高可靠和低時延通信uRLCC，使自動駕駛、工業(yè)自動化遠程醫(yī)療和無人機成為可能。

隨著技術(shù)演進和與垂直行業(yè)結(jié)合的深入，5G也在不斷的升級，在舊場景做到增強，新場景做到擴展，從原來的“能力三角”擴展為能力更強的“六邊形”。上行超寬帶，使能超清視頻回傳以及機器視覺；通信感知融合使得定位以及V-2X成為可能；寬帶實時交互，讓XR和全息通信變成了現(xiàn)實。“這證明了5G仍然需要進一步的演進，滿足更多多樣性，更復雜的全場景物聯(lián)需求；5G-Advanced的演進增強了5G的生命力，加速了千行百業(yè)智能化的演進，為垂直行業(yè)和萬物互聯(lián)智聯(lián)化演進提供了更大的使能。”

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