肖源于寺
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都说5G和AI密不可分，但是为什么呢？

2G，3G，4G不搭配吗？

直到看了这篇题为《通信人工智能的下一个十年》的论文，我才知道原来移动通信和人工智能的交叉领域通信人工智能真的没那么简单。

5G和AI之所以会擦出不一样的火花，不仅与移动通信本身的性质有关，也与人工智能的发展方向有关。

对于论文内容，亚信科技CTO欧阳烨博士、高级副总裁、清华大学张亚勤院士进行了个人讲解。

让我们看一看。

在回答这个问题之前，我们首先要了解一下通信人工智能的发展阶段。

毕竟移动通信和人工智能从一开始就不是“紧密联系”的。

欧阳野博士表示，目前，通信人工智能已经经历了三个阶段。

第一个关键转折点发生在1999年。

今年，3GPP作为全球通信行业和技术标准委员会，首次将无线通信算法和模型写入3GPP的2G/3G场景规范。

虽然当时的算法和模型都不叫人工智能，大多叫“基于数据的网络仿真”和“基于数据分析/机器学习的网络仿真”，但确实是通信人工智能的萌芽。

之后移动通信经历了2G和3G，最终在2008年来到了4G的商用阶段。

第二阶段是2008年到2018年。

在这段时间里，3GPP在3G/4G标准中定义了一个关键字 son (自组织网络)，具有自组织、自优化、自愈的特性。

随着SON的提出，通信行业的厂商和运营商开始逐渐意识到机器学习和人工智能对网络的好处。

理论已经建立，但是机器学习和人工智能在这段时间并没有很大的进展。

这和2G、3G、4G的特点有关。

第一，虽然3GPP首次将机器学习和人工智能定义为3G和4G网络生态系统，但它并不是“必备”，其功能只是相当于一个电脑配件。

其次，当时知名的AMDOCS、威瑞森、美国电话电报公司等软件公司，虽然都有意开发SON，却忽略了一个事实——

3G和2G的网络系统生态，包括软硬件、接口、流程、信令等。，都不是从智能的思路设计的，所以在它们身上加入人工智能的意义不大。"这就像打了一针疫苗，却没有引起身体反应."

这也是为什么在2G、3G甚至4G的发展过程中，人工智能和移动通信并没有很强的相关性。

然后随着5G的到来，通信人工智能真正进入了第三阶段 。

2017年12月，3GPP首次定义了通信人工智能的网元(网络数据分析功能)，使人工智能真正成为移动通信的核心功能。

但是为什么5G和AI的相似度这么高？

张亚勤院士说，主要有两个原因。

第一，5G网络本身就相当复杂。

3G和4G的网络设计直接融合了AI模型中也使用的一些算法，如BS算法、生成算法、多目标优化等。，用于负载平衡、网络质量、容量优化和其他应用，但无需进一步集成。

但是5G的网络生态从接入侧、核心网、传输、终端、应用等方面都要复杂得多。

此时，5G网络模型已经不能用精确的数学模型来表达。这时候用AI模型可以提供传输和运营上的新思路。

其次，5G通信产生的数据量是巨大的。

AI的一个特点就是可以处理大量的数据。

通过使用深度学习算法，可以在协议层真正融合通信网络，更高效地利用计算机领域的算法和互联网中的技术，让移动通信更加高效。

此外，张亚勤院士认为，5G与AI融合面临的最大挑战是看其核心应用在哪里:

更快的视频观看，更高效的图像传输，VR/AR等。可能不是它的核心应用。更大的应用可能还是在工业场景，比如无人驾驶、边缘计算、低能耗等场景。

如何用新的网络设施，最低的能耗，最有效的路径来完成任务，这是一个很大的挑战，但也是未来的机会。

那么，现在处于“第三阶段”的通信人工智能发展到了哪个阶段？

欧阳烨博士说，根据下表，通信人工智能目前处于L1和L2阶段之间。

简单来说，目前业界已经实现了通信生态系统部分自治的能力，即通过人工智能和自动化技术实现生态系统某一部分自治的能力。

而且，这种能力不是100%闭环的。

也就是说，目前我们处于L1.5的阶段。

以通信网络为例。目前3GPP已经在核心网的交换机中定义了NWDAF功能，可以帮助网络路由更智能的判断和选择，也可以更准确的分析。

也就是说，在网络的每个节点或网络的一些关键部件和部分上实现一些智能功能。

而理想阶段是实现完全的网络自治管理。

也就是说，电信运营商的NOC(网络运营中心)不再需要人来进行网络运维，AI可以替代或者高度替代原有的网络工程师和IT工程师。

简而言之，所有运作和操作这个网络的IT系统中的人工部件都可以被AI取代。

实现这个目标至少需要多长时间？

对于通信人工智能的未来发展，欧阳烨博士也预言:

L2 2023年可以实现，但是如果真要发展到L4和L5，估计要2027年以后了。

具体来说，欧阳野认为，2023年可以初步建成网络智能，即网络人工智能的网络元素。

从2023年到2027年的四年间，移动网络基础设施将从L2和L3发展到L4。

2027年左右，第六代移动通信将会出现。

欧阳博士对叶说:

现阶段将决定人工智能是继续在6G发挥重要作用，还是在5G尝试中逐渐失败。

这个过程就是通信网络本身的演进。

本文由来自亚信科技、威瑞森、美国电话电报公司、中国移动、中国电信、史蒂文斯理工学院和清华大学的研究人员撰写。

目前论文已发表在中文科技核心期刊《电信科学》上，中文预览版已在ArXiv平台发布。

想了解更多通信人工智能的发展和整体生态系统的情况，可以戳下面的地址看论文~

《通信人工智能的下一个十年》ArXiv论文地址:
https://arxiv.org/abs/2101.09163

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