無線云網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展和演進(jìn)思考

（CWW）隨著國家“新基建”戰(zhàn)略的推進(jìn)，5G技術(shù)日益成熟，產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。作為國家戰(zhàn)略中的重大命題，“新基建”無法依靠某一項單一技術(shù)完成，跨技術(shù)邊界的融合將成為未來技術(shù)發(fā)展的新趨勢。5G、人工智能、云計算、邊緣計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)將成為“新基建”的技術(shù)基石和數(shù)字底座。

5G產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)是使能千行百業(yè)，行業(yè)用戶的定制化需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于個人用戶。面向垂直行業(yè)市場，傳統(tǒng)的無線建網(wǎng)方式通常面臨復(fù)雜的業(yè)務(wù)開通和昂貴的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本，成為無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和規(guī)模化應(yīng)用過程中的難點。更加智能的、可敏捷定制的5G無線網(wǎng)絡(luò)已成為產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實訴求。

為滿足5G垂直行業(yè)需求，無線接入網(wǎng)絡(luò)需要向云化、開放、智能、泛在、安全等方向演進(jìn)。無線云網(wǎng)絡(luò)是以云原生無線接入網(wǎng)絡(luò)平臺為基礎(chǔ)，內(nèi)生動態(tài)編排AI能力為核心，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)、云計算、人工智能、算力網(wǎng)絡(luò)的價值融合，從而形成的新一代無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。無線云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提出了“開放”和“智能”兩大核心愿景，建立了全新IT、CT、DT多領(lǐng)域融合的設(shè)計和研發(fā)理念。無線云網(wǎng)絡(luò)將充分發(fā)揮無線云網(wǎng)融合優(yōu)勢，深度挖掘網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的協(xié)同價值，并進(jìn)一步向算網(wǎng)一體創(chuàng)新演進(jìn)，加速運(yùn)營商DICT服務(wù)轉(zhuǎn)型，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級，無線云網(wǎng)絡(luò)總覽如圖1所示。

面向5G網(wǎng)絡(luò)與DICT技術(shù)深度交融的趨勢，本文將重點介紹無線云網(wǎng)絡(luò)在“云-網(wǎng)-智-算”融合研究方面的探索，圍繞云、網(wǎng)、業(yè)三者關(guān)聯(lián)，以云網(wǎng)融合、網(wǎng)業(yè)協(xié)同、算網(wǎng)一體三層視角展開闡述，分享中國移動在無線云網(wǎng)絡(luò)方向的進(jìn)展與思考。

圖1無線云網(wǎng)絡(luò)總覽

無線云網(wǎng)絡(luò)的云網(wǎng)融合實踐

隨著移動邊緣計算產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和日趨成熟，移動邊緣計算業(yè)務(wù)的需求和技術(shù)創(chuàng)新并行驅(qū)動無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的深刻變革，云網(wǎng)融合已成為ICT的發(fā)展趨勢。無線云網(wǎng)融合從云的角度看，是云的進(jìn)一步下沉，下沉到無線網(wǎng)絡(luò)用戶面的最末端，實現(xiàn)極低時延、極低帶寬成本，以及實時無線網(wǎng)絡(luò)定制和無線網(wǎng)絡(luò)感知能力，促進(jìn)業(yè)務(wù)體驗提升。從網(wǎng)的角度看，是將無線網(wǎng)元功能承載在云上，在更好為網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)感知、智能計算、敏捷迭代等能力的同時，還為業(yè)務(wù)提供計算能力，從單純網(wǎng)絡(luò)管道拓展為網(wǎng)絡(luò)連接和業(yè)務(wù)底座。無線云網(wǎng)融合能力需要以無線網(wǎng)絡(luò)虛擬化、統(tǒng)一的資源和業(yè)務(wù)編排技術(shù)作為基礎(chǔ)支撐，實現(xiàn)RAN、MEP、輕量5GC等異構(gòu)系統(tǒng)的統(tǒng)一部署、統(tǒng)一運(yùn)維、統(tǒng)一運(yùn)營，打造面向無線云網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一平臺。

對于無線應(yīng)用場景的云平臺，我們稱之為“無線云底座”，它通過虛擬化、容器化和業(yè)務(wù)資源編排等技術(shù)，以軟件定義的方式在通用物理設(shè)備之上實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)功能所需要的算力、網(wǎng)絡(luò)和存儲等基礎(chǔ)設(shè)施的抽象、集中和解耦，從而對無線網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行融合和重構(gòu)。傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元多以單獨(dú)的專用設(shè)備呈現(xiàn)，硬件和軟件高度集成，通過采用虛擬化（虛擬機(jī)或者容器）技術(shù)，遵循RAN的功能切分原則，把原有的集成式的RAN功能模塊轉(zhuǎn)換為不同的虛擬機(jī)或者容器。利用虛擬化技術(shù)的靈活性，把網(wǎng)元對應(yīng)的容器或虛擬機(jī)部署在相同或不同的通用服務(wù)器上，還可以對網(wǎng)元進(jìn)行靈活的擴(kuò)縮容，進(jìn)而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的按需供給。

無線云網(wǎng)絡(luò)可依托無線云底座構(gòu)建的無線云網(wǎng)融合服務(wù)框架，集成無線智控組件（Radio intelligent controller,RIC），為無線云網(wǎng)絡(luò)引入無線AI能力，提升無線網(wǎng)絡(luò)性能、資源利用效率，以及向行業(yè)提供定制的無線SLA（Service Level Agreement）保障能力和服務(wù)，形成智能云網(wǎng)融合解決方案。

無線云網(wǎng)融合服務(wù)框架主要包括3個邏輯層次：一是基礎(chǔ)設(shè)施層，包含通用服務(wù)器、物理層加速器和射頻單元RU；二是無線云底座，包含基于虛擬化技術(shù)的云平臺以及針對無線業(yè)務(wù)的性能增強(qiáng)功能；三是云化無線網(wǎng)絡(luò)功能層，包含無線智能控制器、CU、DU，也可以包括5GC、MEP等，按照不同的部署場景和需求，可以靈活敏捷地選擇。例如針對行業(yè)應(yīng)用，可以部署行業(yè)SaaS。

圖2無線邊緣云部署結(jié)構(gòu)

無線云網(wǎng)融合技術(shù)將催生提供無線功能的無線邊緣云，其部署結(jié)構(gòu)如圖2所示。無線邊緣云可基于廣泛應(yīng)用的開源技術(shù)方案（例如OpenStack或Kubernetes管理模塊），方便快捷地與編排器對接，與中心云形成統(tǒng)一的資源池。無線邊緣云可靈活部署無線基站網(wǎng)絡(luò)功能，并根據(jù)行業(yè)需求敏捷拓展行業(yè)應(yīng)用，有利于實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)和行業(yè)應(yīng)用的資源靈活復(fù)用，提供無線網(wǎng)絡(luò)和行業(yè)業(yè)務(wù)一體化服務(wù)。云化技術(shù)方案中成熟的CI/CD和DevOps的工具和流程，將加速運(yùn)營商云網(wǎng)服務(wù)開發(fā)和上線速度，敏捷響應(yīng)業(yè)務(wù)定制需求。此外，云化將加速網(wǎng)絡(luò)自動化部署和運(yùn)維，降低人工開銷和網(wǎng)絡(luò)部署運(yùn)維成本。

目前，美國、日本及歐洲等地的多家運(yùn)營商已經(jīng)開始逐步部署云化無線網(wǎng)絡(luò)，一些云服務(wù)廠商（如亞馬遜、微軟）也開始積極布局運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)市場，希望發(fā)揮其已規(guī)模部署的邊緣機(jī)房優(yōu)勢，開發(fā)面向to C和to B的云網(wǎng)一體解決方案。國內(nèi)ICT廠商（如聯(lián)想、H3C、浪潮）也在研發(fā)布局云化無線網(wǎng)絡(luò)方案，目前已初步具備商用能力，支持小時級網(wǎng)絡(luò)站點開通，分鐘級業(yè)務(wù)上線。

無線云網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)業(yè)協(xié)同探索

云網(wǎng)融合賦予無線云網(wǎng)絡(luò)敏捷開通、按需定制的基礎(chǔ)能力，網(wǎng)業(yè)協(xié)同技術(shù)將進(jìn)一步提升無線云網(wǎng)絡(luò)面向垂直行業(yè)和高價值業(yè)務(wù)場景下的智能化、自服務(wù)、高可靠等定制化能力，助力實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)（RAN as a Service，RaaS），加速無線網(wǎng)絡(luò)價值的挖掘和轉(zhuǎn)化。

5G垂直行業(yè)業(yè)務(wù)場景和需求千差萬別，無線網(wǎng)絡(luò)難以通過靜態(tài)配置滿足靈活的業(yè)務(wù)接入需求并保障用戶SLA。無線網(wǎng)絡(luò)需要靈活適配業(yè)務(wù)特征及需求，提升“網(wǎng)隨業(yè)動”的無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力，為行業(yè)用戶提供確定性的業(yè)務(wù)保障。為此，無線網(wǎng)絡(luò)需要具備業(yè)務(wù)狀態(tài)、用戶狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的多維智能感知能力，并通過智能協(xié)同，分析和挖掘不同業(yè)務(wù)、用戶、網(wǎng)絡(luò)規(guī)律特征及三者之間的關(guān)聯(lián)性，以業(yè)務(wù)需求和特性為基礎(chǔ)，感知并預(yù)測用戶行為和無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)趨勢，構(gòu)建面向行業(yè)意圖的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，實現(xiàn)實時的無線資源精細(xì)化調(diào)整和優(yōu)化?；跓o線智控組件（RIC）的網(wǎng)業(yè)協(xié)同總體技術(shù)框架如圖3所示。RIC將作為網(wǎng)業(yè)協(xié)同錨點，面向多樣化業(yè)務(wù)場景，實現(xiàn)敏捷定制無線網(wǎng)絡(luò)的能力，提供安全、可靠、具有確定性SLA的無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

圖3網(wǎng)業(yè)協(xié)同總體技術(shù)框架

無線智控組件RIC可通過北向接口從邊緣計算平臺（或核心網(wǎng)、網(wǎng)管、本地門戶）獲取業(yè)務(wù)需求和特征信息，同時感知終端上報或業(yè)務(wù)服務(wù)器提供的用戶業(yè)務(wù)體驗信息，并進(jìn)一步基于南向接口從基站獲取無線網(wǎng)絡(luò)實時數(shù)據(jù)。通過對業(yè)務(wù)特征、業(yè)務(wù)體驗和實時無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)的分析，動態(tài)優(yōu)化無線網(wǎng)絡(luò)控制策略，提供確定性無線網(wǎng)絡(luò)保障能力。此外，無線智控組件還可進(jìn)一步基于北向接口通過能力開放單元（如Local NEF、UPF或核心網(wǎng)能力開放平臺），向邊緣云或中心云業(yè)務(wù)平臺提供百毫秒至秒級的近實時無線網(wǎng)絡(luò)信息，使得業(yè)務(wù)更好地感知網(wǎng)絡(luò)變化，為業(yè)務(wù)平臺動態(tài)優(yōu)化業(yè)務(wù)配置參數(shù)提供網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)參考。通過網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的雙向協(xié)同，實現(xiàn)本地化業(yè)務(wù)級或用戶級網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)協(xié)同優(yōu)化，保障業(yè)務(wù)體驗。

無線智控組件RIC在業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)多維感知和智能決策能力包括（但不限于）以下4個方面。

第一，業(yè)務(wù)特性和需求感知分析。業(yè)務(wù)特征感知和分析，例如視頻類業(yè)務(wù)的幀率、分辨率、碼率等；工業(yè)視覺類業(yè)務(wù)的包大小和周期；業(yè)務(wù)需求的感知包括帶寬、時延、時延抖動等。

第二，用戶狀態(tài)感知和預(yù)測。通過終端上報或網(wǎng)絡(luò)主動預(yù)測方式獲知終端位置、移動速度、終端續(xù)航能力、信道質(zhì)量及用戶行為特征等；用戶業(yè)務(wù)體驗預(yù)測，例如基于網(wǎng)絡(luò)實時狀態(tài)和業(yè)務(wù)特性，預(yù)測業(yè)務(wù)QoE或SLA滿足情況。

第三，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)感知和預(yù)測。包括網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載、干擾狀態(tài)、無線覆蓋狀態(tài)、無線位置/虛擬柵格等信息。

第四，智能決策?；谏鲜鰳I(yè)務(wù)、用戶和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)感知和預(yù)測分析，RIC可面向行業(yè)意圖，動態(tài)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)調(diào)度和預(yù)調(diào)度策略、干擾協(xié)調(diào)/抑制控制策略、用戶頻點切換和駐留策略等。

無線智控平臺RIC主要考慮面向園區(qū)場景進(jìn)行本地化、定制化部署，RIC可與基站共平臺部署，也可與邊緣UPF和/或邊緣計算平臺共平臺部署，或根據(jù)實際環(huán)境獨(dú)立部署。同時，無線智控組件RIC可基于云原生、微服務(wù)化架構(gòu)設(shè)計，基于平臺基礎(chǔ)組件和平臺開放API能力構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)面向行業(yè)無線能力的開放生態(tài)。平臺基礎(chǔ)功能為實現(xiàn)智能化建模及面向行業(yè)需求定制和適配的無線智能應(yīng)用提供支撐，無線智能應(yīng)用提供智能化無線服務(wù)增強(qiáng)，例如上述無線智控組件的核心能力可由不同的無線智能應(yīng)用分別實現(xiàn)，并根據(jù)行業(yè)的定制化和差異化需求靈活裁剪并拓展新的能力。

下面以工業(yè)遠(yuǎn)程實時視頻操控業(yè)務(wù)為例，說明基于RIC的無線網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)雙向協(xié)同方案流程和優(yōu)勢。為保障遠(yuǎn)程實時操控的精準(zhǔn)度，上行視頻回傳的質(zhì)量是關(guān)鍵。上行視頻回傳的質(zhì)量與視頻的分辨率、幀率以及網(wǎng)絡(luò)的時延、抖動、傳輸速率等因素密切相關(guān)，為保障視頻的體驗質(zhì)量，可基于無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)實時預(yù)測視頻卡頓情況，并基于視頻卡頓結(jié)果，動態(tài)提升QoS保障速率或用戶調(diào)度優(yōu)先級，以保障用戶體驗。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)重度擁塞時，還可根據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)上報應(yīng)用可保障的最大速率和最低時延，業(yè)務(wù)服務(wù)器根據(jù)遠(yuǎn)程實時操控可滿足需求的最低速率來優(yōu)化業(yè)務(wù)的幀率等配置，保障業(yè)務(wù)操作的流暢和可控性。

面向5G行業(yè)市場，無線云網(wǎng)絡(luò)將以服務(wù)化方式構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，基于無線智控組件實現(xiàn)網(wǎng)隨業(yè)動、網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)，為行業(yè)用戶提供滿足其業(yè)務(wù)環(huán)境定制需求的“云-網(wǎng)-業(yè)”一體化服務(wù)。

無線云網(wǎng)絡(luò)的算網(wǎng)一體創(chuàng)新

隨著云化5G網(wǎng)絡(luò)和分布式計算等技術(shù)的日益成熟，算力的泛在化已成為趨勢。未來可構(gòu)成混合云的算力資源將得到進(jìn)一步擴(kuò)展和豐富，資源和數(shù)據(jù)處理將加速由云端向邊側(cè)、端側(cè)擴(kuò)散，構(gòu)筑泛在計算的基礎(chǔ)。從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力的演進(jìn)上看，網(wǎng)絡(luò)正在經(jīng)歷從最開始單純提供“端到端”的通信服務(wù)，到“云到端”的內(nèi)容服務(wù)，再到“端-邊-云”協(xié)同的智能服務(wù)的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)通信服務(wù)以電話、短信等業(yè)務(wù)為主，內(nèi)容服務(wù)主要以視頻業(yè)務(wù)為主，未來智能服務(wù)將構(gòu)建萬物智聯(lián)，例如機(jī)器視覺、全息等業(yè)務(wù)，將對上行流量、網(wǎng)絡(luò)實時性和邊緣處理提出極高的要求。面向智能服務(wù)演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)將連接云、邊、端，邊緣算力將成為支撐智能服務(wù)的重要環(huán)節(jié)。相對于傳統(tǒng)邊緣云平臺，以運(yùn)營商無線網(wǎng)絡(luò)為依托的無線分布式云，在節(jié)點規(guī)模、單節(jié)點算力、傳輸承載能力、全網(wǎng)統(tǒng)一編排能力等方面優(yōu)勢突出，是極佳的邊緣算力節(jié)點。結(jié)合無線接入網(wǎng)的電信級回傳網(wǎng)絡(luò)，傳遞泛在計算服務(wù)，可實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)和泛在計算一體化架構(gòu)。

為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與計算的高度協(xié)同感知，中國移動提出基于分布式系統(tǒng)的計算網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)方案——算力感知網(wǎng)絡(luò)（CAN,?Computing-aware?Networking），實現(xiàn)ICT系統(tǒng)的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度，提供端到端ICT系統(tǒng)的SLA體驗保證。算力感知網(wǎng)絡(luò)延伸到無線側(cè)，可基于無處不在的無線網(wǎng)絡(luò)連接，將動態(tài)分布在無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的計算與存儲資源互聯(lián)，通過網(wǎng)絡(luò)、存儲、算力等多維度資源的統(tǒng)一協(xié)同調(diào)度，使無線業(yè)務(wù)、邊緣計算業(yè)務(wù)、云計算業(yè)務(wù)能夠按需、實時調(diào)用泛在分布的無線邊緣計算資源，實現(xiàn)連接和算力在網(wǎng)絡(luò)的全局優(yōu)化，向行業(yè)客戶提供一致的用戶體驗。無線算力網(wǎng)絡(luò)總體技術(shù)架構(gòu)如圖4所示。

圖4無線算力網(wǎng)絡(luò)總體技術(shù)框架

人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)將進(jìn)一步促進(jìn)無線算力網(wǎng)絡(luò)智能化發(fā)展，形成無線智慧算力網(wǎng)絡(luò)。無線算力網(wǎng)絡(luò)也將進(jìn)一步促進(jìn)其他前沿技術(shù)的發(fā)展與成熟，例如，人工智能可以助力自動化最優(yōu)算力路由尋址、算力服務(wù)預(yù)測，加速無線算力網(wǎng)絡(luò)的智能化演進(jìn)。同時，無線算力網(wǎng)絡(luò)也為人工智能技術(shù)演進(jìn)提供了環(huán)境，無線分布式特征可以承載人工智能分布式學(xué)習(xí)架構(gòu)、承載大數(shù)據(jù)處理分布式存儲框架。無線算力網(wǎng)絡(luò)與人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)將相互加持、相互促進(jìn)，實現(xiàn)“云-網(wǎng)-算”一體化智慧無線網(wǎng)絡(luò)。

無線云網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)展望

無線云網(wǎng)絡(luò)作為5G云網(wǎng)融合重要解決方案，將助力傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級，推動新模式、新業(yè)態(tài)發(fā)展。為進(jìn)一步實現(xiàn)“云-網(wǎng)-智-算”一體化無線云網(wǎng)服務(wù)體系的愿景，無線云網(wǎng)絡(luò)仍需持續(xù)演進(jìn)。

首先，需要推進(jìn)無線網(wǎng)絡(luò)云化升級，優(yōu)先考慮從行業(yè)場景的小站切入，通過靈活定制、快速建網(wǎng)滿足行業(yè)需求，積累無線云網(wǎng)融合方案的建設(shè)和運(yùn)維經(jīng)驗。形成一張資源可全局調(diào)度、容量可彈性伸縮、架構(gòu)可靈活調(diào)整、能力可開放、運(yùn)營與運(yùn)維可全自動化的敏捷無線云網(wǎng)絡(luò)。

其次，需要推進(jìn)網(wǎng)業(yè)協(xié)同研究和方案落地應(yīng)用，進(jìn)一步挖掘場景價值，如XR、工業(yè)視覺、遠(yuǎn)程操控等，研究無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生智能、信息開放和敏捷定制等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)面向重點行業(yè)業(yè)務(wù)特征需求的自動轉(zhuǎn)譯和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)雙向協(xié)同優(yōu)化，提升面向行業(yè)的確定性SLA保障能力，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)從連接價值向融合價值的轉(zhuǎn)變。

最后，在無線云網(wǎng)絡(luò)向無線算力網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過程中，需進(jìn)一步研究無線算力網(wǎng)絡(luò)場景與需求、無線算力模型、感知、分發(fā)與路由、部署和無線算力編排等關(guān)鍵技術(shù)。依托遍布全國的數(shù)百萬基站算力節(jié)點及回傳網(wǎng)絡(luò)，預(yù)期無線通信網(wǎng)絡(luò)將升級為極具市場競爭力的分布式云服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，具備在百米級區(qū)域內(nèi)向用戶就近提供定制化云服務(wù)能力。

伴隨產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，無線“云-網(wǎng)-智-算”融合已成為產(chǎn)業(yè)和技術(shù)趨勢。無線云網(wǎng)絡(luò)依托無線云化、無線智能化等核心技術(shù)，實現(xiàn)無線云網(wǎng)融合、網(wǎng)業(yè)協(xié)同并逐步向無線算網(wǎng)一體演進(jìn)，構(gòu)建面向行業(yè)服務(wù)的新能力、新價值體系，促進(jìn)行業(yè)和經(jīng)濟(jì)社會的轉(zhuǎn)型升級。

關(guān)鍵詞： 資訊 通信世界網(wǎng) 無線云網(wǎng)絡(luò) 5G “新基建” 人工智能 工