2024年6G通感算智融合原生基座技术白皮书（1.0）

前言 随着5G产业应用的持续发展，与个人通信的标准化模式不同，行业需求展现出定制化、差异化和碎片化的特点，对通信服务提出了灵活性、敏捷部署、简便使用和成本效益等更高要求。与此同时，随着"数字孪生，智慧泛在"[1]6G愿景的提出，以及6G典型场景的明确，6G将实现从通信服务向信息服务的转变，通信、感知、计算、智能等多维能力内生融合成为业界共识。 本白皮书旨在阐述6G通感算智融合的原生基座技术，包括其提出的背景与挑战、内涵与特点及对应的技术方案等。中国移动与未来产业的合作伙伴一直在积极推动业界开展6G通感算智融合的深入研究，并期望通过开放的基础底座、服务能力和合作范式，汇聚产业生态各方智慧，共同探索6G的全新创新模式。我们期待与产业伙伴的深度合作与多元创新，共同推进6G创新步伐，实现多维开放和众创共赢。 目录 1.6G通感算智融合的需求与驱动力..............................................................................................11.1差异化场景按需定制需求.............................................................................................11.2多维能力内生融合需求.................................................................................................22.6G通感算智融合的原生基座技术内涵......................................................................................33.底座-通感算智融合的异构硬件..................................................................................................43.1通感算智融合的异构硬件面临的挑战.........................................................................43.2相应技术方案.................................................................................................................54.内核-通感算智融合的多维能力..................................................................................................74.1通感融合.........................................................................................................................74.1.1通感融合面临的挑战..............................................................................................84.1.2相应技术方案..........................................................................................................84.2通算智融合...................................................................................................................104.2.1通算智融合面临的挑战........................................................................................104.2.2相应技术方案........................................................................................................115.中枢-通感算智融合的按需服务................................................................................................135.1平台化服务网络面临的挑战.......................................................................................135.2相应技术方案...............................................................................................................146.总结与展望.................................................................................................................................17缩略语列表.......................................................................................................................................19参考文献...........................................................................................................................................20 1.6G通感算智融合的需求与驱动力 1.1差异化场景按需定制需求 随着5G技术的持续演进，行业应用需求愈发呈现出定制化、差异化和碎片化的特征，从而催生了一系列对网络的核心需求： 灵活定制：在对通信服务的需求上，不同行业间展现出对性能的差异性需求，面对这些千差万别的需求，客户不仅期待定制化的解决方案以匹配其需求。通过灵活定制，按需提供包括通信、感知、计算、AI以及安全在内的多维能力服务，以满足不同行业、不同场景的个性化需求，并确保服务的及时性和高效性。 敏捷部署：行业客户的需求灵活且多变，其改造需求提出后往往期望能够迅速实施与部署，例如某些功能的升级，需要快速完成功能定义与实现，并在局部环境快速部署，例如工厂和车间所涉及的基站上完成改造。因此，针对定制化的行业要求，除了精准匹配客户需求外，还需适应市场节奏，快速交付与部署，确保时间效益的最大化。 简便使用：定制服务不仅需要操作简便，还需要拥有完善的服务保障，确保客户体验的无缝衔接。客户在使用过程中无需进行繁琐的操作，能够即时获取所需的能力服务，做到产品互联网化、销售全流程线上化、使用简便化。 成本敏感：由于信息化改造预算有限，众多行业客户尤其是中小企业在改造时希望基础设施能力更加经济与高效，其需求不局限于网络连接的带宽、时延等方面，例如面向智能化的应用，需要在统一的基础设施上以可控的成本提供包括感知、计算、AI在内的多维服务。 6G将在5G基础上实现向产业互联网的充分发展，场景更加丰富多样[2]，多样化、差异化的场景及新业务对通信网络的通信能力提出了更高性能要求，并催生了感知、计算、数据和人工智能等新领域的强烈需要。 1.2多维能力内生融合需求 针对差异化、多样化的行业应用需求，业界对6G愿景展开深入研究。国际电信联盟（ITU-R）在《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》[3]中将5G三大典型场景（eMBB：增强移动宽带,uRLLC：超可靠低时延通信,mMTC：海量机器类通信）增强和拓展为六大场景。 随着信息社会进入智能化时代，客户往往需要连接、计算和AI等多维能力融合服务。在当前阶段，这些能力往往以外挂的方式叠加在5G网络上，例如通过引入NWDAF模块进行数据分析和智能决策，以此提升网络性能和用户体验。然而，5G阶段外挂式设计的效率与效果均不尽如人意，一方面，独立烟囱式支持效率差，另一方面难以实现能力间协作，服务质量难以保障。 6G扩展了5G的边界能力，将5G的传统通信能力三角增强为能力六角，如图1所示，六大典型场景要求网络能力更多维，网络需要内生支持感知、计算、AI等新能力，6G将在提供更高速率、更多连接、更低时延及更高可靠的基础上，实现空天地一体、通感一体及通算智一体,6G将不再仅仅局限于提供连接服务，而是实现从移动通信网络向移动信息网络的转变[4]，通感算智等多维能力内生融合成为6G关键特征和发展趋势。 2.6G通感算智融合的原生基座技术内涵 多样化、差异化的场景及新业务对6G网络提出了更高的要求，主要体现在两个方面：一是，6G需要按需匹配更加差异化、碎片化、定制化的行业应用需求。传统网络在赋能行业应用时，通常采用外挂方式实现通信协议与行业协议的结合，存在功能冗余、实现复杂、成本高等问题，这些问题需要在6G设计时充分考虑。二是，6G需内生支持通感算智多维能力的融合与协作。传统网络对多种能力的支撑往往是烟囱式的，一方面经济效率差，另一方面难以实现要素间的协作，服务质量难保障。基于以上对6G场景需求及技术发展趋势的分析，6G网络设计需要实现2大转变： 转变1：由刚性堆叠向按需服务转变。在网络能力最小化内核的基础上，按需组合各种网络能力，由此满足差异化场景需求。 转变2：从外挂式设计向内生式设计转变。由此，网络能力可以更及时、高效响应客户需求。 基于以上设计思路，为了更有效地保障6G差异化、碎片化、定制化的应用需求并实现多维能力的融合，我们提出以6G通感算智多维能力内生融合为基础的原生基座技术，以云化、虚拟化异构硬件为底座，通感算智多维能力为内核，平台化服务网络为中枢，对内通过一体化设计实现网络内生支持通感算智多维融合能力，对外提供通感、通算智等多维按需服务。通过端到端服务化设计实现功能和资源的解耦，并以功能和资源灵活组合应对差异化业务应用需求，通过场景化原子能力聚合、冗余功能去重、串行变并行等方式，在实现网络架构、功能、协议、流程、管理等多维度的精简的同时，支持通感算智服务的快速引入，由此实现对业务应用的快速、高质量赋能。如图2所示，该基座技术提供多能力融合的平台。 底座-通感算智融合的异构硬件：通过云化将通用计算的CPU、智能计算的GPU以及专用处理芯片等有效融合。“算”是6G系统的基础能力，通过异构硬件云平台、资源灵活编排组合和弹性扩缩容，为6G通、感、算、智等功能提供资源底座。 内核-通感算智融合的多维能力：以模块化方式承载的通信、感知、计算、AI等多样性的多维能力，基于网络通感一体、内生AI和通算一体等技术实现通感、通算智融合，拓展6G网络新能力。 中枢-通感算智融合的按需服务：通过端到端的服务化设计，按需编排管理底座硬件资源和模块化的多维能力，对外提供个性化和定制化服务。利用服务化网络实现面向场景的服务灵活调用与按需组合，通过扁平化接口简化能力间协作，有效解决网络复杂的核心问题，实现功能和资源的解耦及灵活组合，从而应对差异化场景需求；端到端服务化赋能网络功能