《中國聯通：2023中國聯通6G綠色網絡白皮書（38頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《中國聯通：2023中國聯通6G綠色網絡白皮書（38頁）.pdf（38頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、中國聯通6G 通感智算一體化無線網絡白皮書中國聯通6G 通感智算一體化無線網絡白皮書中國聯通研究院2023 年 6 月中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書版權聲明版權聲明本報告版權屬于中國聯合網絡通信有限公司研究院，并受法律保護。轉載、摘編或利用其他方式使用本報告文字或者觀點的，應注明“來源：中國聯通研究院”。違反上述聲明者，本院將追究其相關法律責任。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書目錄目錄一、無線網絡演進的新需求與新挑戰.3（一）業務發展趨勢.3（二）技術發展趨勢.3（三）主要演進挑戰.5二、通感智算一體化無線網絡架構及關鍵技術.6（一）通感智算一體化的網絡架構.6（二）

2、通感智算一體化的內在關系.8（三）通感智算一體化的關鍵技術.91.算力技術.92.智能化技術.143.通感融合技術.174.關鍵技術部署方案及建議.19三、通感智算一體化無線網絡應用案例.20（一）智能節能.20（二）智能編排.23（三）物理層智能.24（四）通感融合.26（五）智能超表面.27四、未來推進計劃.30五、總結與展望.31中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-1-前 言5G 使能的個人、行業和家庭應用正呈現爆發性增長。5G-A 將深化千行百業數智化轉型，進一步提升網絡能力、實現工業生產效率提升和高品質智慧服務；6G 將構建萬物智聯、數字孿生的全新世界，實現真實物理世界與虛

3、擬數字世界的深度融合。當前數字化轉型已逐步深入到生活的方方面面，產業數字化推動生產方式向更高質量、更加智能方向轉變，數字技術支撐高精度、高可靠、準實時的信息傳輸以及與人工智能、大數據、云計算等新技術的融合應用，通信行業亟需打造新型數字信息基礎設施，以適配業務發展需求。中國聯通全面承接新時代賦予的新使命，將“十四五”公司發展的定位明確為“數字信息基礎設施運營服務國家隊、網絡強國數字中國智慧社會建設主力軍、數字技術融合創新排頭兵”。為全面建設廣度、厚度、深度行業一流的智能化綜合性數字信息基礎設施，落實網絡強國戰略，滿足業務應用“智慧化、沉浸化、全域化”的發展趨勢，未來網絡發展需將網絡世界、數字世界

4、與物理世界無縫融合，中國聯通將把握數字化、網絡化、智能化方向，構建“通感智算一體化”網絡架構體系，實現“萬物智聯”。中國聯通于 2019 年首次提出了“彈性空口”無線技術綜合演進方案，以提供差異化、面向應用、快速部署的整合能力為目標，推動5G 無線技術演進和網絡建設。2021 年中國聯通在“彈性空口”基礎上提出了 5G-A 無線技術演進方案“彈性空口 3.0”，提出將面向中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-2-2C 的盡力而為的無線網絡打造成面向千行百業的確定性、定制化和智能化的無線網絡。同年中國聯通發布了“中國聯通 6G 白皮書”，向業界闡述了中國聯通在6G研究起步階段，對下一代通

5、信網絡愿景、網絡特征、網絡需求和關鍵使能技術的初步觀點，提出了聯通的 6G初步愿景：“智能、綠色、融合、彈性”。本白皮書是對前期彈性空口方案和6G研究在通感、智能、算力方面的進一步深化，提出了更具體的無線網絡演進方向和技術，即“6G 通感智算一體化無線網絡”演進架構及技術方案，總結了中國聯通面向 5G-A 及 6G 在智能節能、智能編排、RIS、通感等方面的多項技術試驗及應用成果，在通信網絡的各層面引入了感知、智能、算力能力，以實現“智能、融合、綠色、可信”的 6G 愿景，構建助力千行百業的數字化轉型、智能化升級、融合化創新的新一代無線網絡。編寫組成員編寫組成員（排名不分先后）：李福昌、李露、

6、馬艷君、楊艷、劉秋妍、張濤、魏進武、李紅五。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-3-一、無線網絡演進的新需求與新挑戰一、無線網絡演進的新需求與新挑戰（一）業務發展趨勢（一）業務發展趨勢人工智能、大數據等 IT 技術的發展催生行業領域豐富的新場景、新用例，感知“S”、計算“C”、智能“I”將是 5G-A 甚至 6G 新系統的重要技術組成，實現 ODICT 融合。IMT2020 已經明確 5G-A六大應用場景：沉浸實時、智能上行、工業互聯、通感一體、千億物聯、天地一體；ITU 在 IMT-2020 三大場景（Embb Urllc Mmtc）基礎上深化，構建了擴展應用并賦予新能力的演進型場

7、景，將增強型移動寬帶擴展為沉浸式通信，同時拓展了泛在連接沉、智能融合和通信感知融合三大新型場景，最終形成6G六大應用場景，即沉浸式通信、極可靠和低延遲通信、大規模通信、泛在連接、通信智能融合、通信感知融合六大 6G 場景。新型6G場景下的眾多業務應用具有密集型計算、極致性能的特征，當前網絡無法在高效地保障用戶體驗的情況下為網絡自身和終端按需提供計算服務，此外算力能力將成為6G內生智能、感知等計算型服務的基礎平臺能力。因此網絡架構向“通感智算一體化”方向演進是面向 6G 發展的必然趨勢。（二）技術發展趨勢（二）技術發展趨勢當前5G網絡不斷向超上行、低時延、融合感知的方向持續演進，以滿足實現大上行

8、、低時延高可靠和高精度定位等面向行業的需求。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-4-但5G網絡架構、功能和參數復雜，面臨高能耗、高成本、運維難的挑戰；此外，隨著 XR、V2X、工業互聯網等新興業務的興起，對網絡智能化、部署靈活性也提出更高要求，而傳統無線網設備功能固化，無法滿足多種業務形態下的差異化部署需求、無法滿足能力開放需求。隨著計算、大數據、AI等技術的發展，6G網絡將向彈性、敏捷、定制化等多維能力融合網絡演進?；谖磥順I務發展趨勢，6G 網絡將實現全域融合和極致連接，為用戶提供隨愿按需定制的彈性開放服務，同時向智能原生、數字孿生、綠色共享、算網一體、安全可信等方向進行能力演進

9、，以實現“智能、融合、綠色、可信”的6G愿景，通感智算一體化架構將是實現 6G 網絡能力的基礎：通感：將物理世界感知加入通信網絡是未來6G網絡發展的趨勢，6G 通感融合中需要打通感知和通信的關鍵指標、判別標準及關鍵技術，并以人工智能技術與感知高效重組和結合，提升智慧交通、智慧城市、智慧工廠等各項應用的能力。智能：6G 智能化將從 AI 助力網絡發展向網絡為各項應用提供智能化服務方向演進，并且 6G 智能化具備智能內生和分布式智能化特點，移動通信網絡不僅是傳輸管道，更要將智能服務所需的多維資源進行深度融合。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-5-算力：算力與無線網深度融合是解決無線網絡

10、智能化需求、多維接入資源管理需求、網絡敏捷和靈活性需求的基礎，在向 6G 演進過程中，信息基礎設施將從通信網絡設備向算網一體設備轉變，從而降低基礎設施迭代更新成本、提高網絡和硬件資源效能。（三）主要演進挑戰（三）主要演進挑戰傳統無線網絡專注于連接和管理，6G 通感智算一體化無線網絡需要增加感知、智能、算力、數據處理、增強的安全等能力，這些能力如何與現有網絡結合是極具挑戰性的問題。同時，6G 通感智算一體化無線網絡也要適應未來業務場景的多樣化、DOICT 技術的融合、商業的極致性能、持續發展的社會責任等需求，復雜程度進一步增加?，F有5G網絡不能滿足通感智算一體化的高速、低延遲、高可靠性、多域數據

11、融合等需求?，F有5G網絡通信協議的數據傳輸路徑需要經過 CPU 和系統內存的多次拷貝，導致數據交換開銷和延遲增加?，F有5G的網絡架構和拓撲結構不能適應網絡感知、智能應用、算力調度的動態性、靈活性和自適應性。因此，6G 通感智算一體化網絡的演進面臨巨大挑戰。實現6G通感智算一體化網絡在通感方面需要融合通信和感知兩種典型功能，因此需要充分考慮核心網、空口等網元或者資源在感知和通信資源的業務化均衡。在空口方面比較典型的是如何采用合中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-6-適的波形、幀結構或者 MIMO 技術實現感知功能，尤其是在感知精度要求較高的情況下，存在感知精度提升的挑戰。在網元和架構設

12、置方面，需要綜合考慮通信和感知需要的時延、業務處理能力等進行架構的合理化設置。實現6G通感智算一體化網絡在智能化方面面臨數據采集、處理、存儲的挑戰，數據使用安全方面的挑戰，模型訓練算力資源不足的挑戰，模型使用泛化性、穩定性的挑戰等。另外，不同行業和場景中的智能服務對網絡的需求千差萬別，模型評估及智能化服務質量指標尚無成熟的量化評估方式，如何評估智能化服務質量也是一個重要挑戰。實現6G通感智算一體化網絡在算力方面存在算力部署、感知、調度、編排、安全等問題，未來6G網絡對算力需求巨大，多維算力資源廣泛分布大量的異構網元節點中，在各個網元節點可能都有算力部署，因此如何高效利用算力資源以及分布式算力協

13、同將是未來需要解決的問題。二、通感智算一體化無線網絡架構及關鍵技術二、通感智算一體化無線網絡架構及關鍵技術（一）通感智算一體化的網絡架構（一）通感智算一體化的網絡架構6G 網絡將實現全域融合和極致連接，通感智算一體化架構將是中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-7-實現 6G 網絡能力的基礎。6G 通感智算一體化無線網絡可劃分為應用域、控制域、資源域、終端域四個層面，通過在各層面引入感知、智能、算力能力，構建面向通感智算一體化無線網絡的全域智能架構。應用域主要指 OSS 網管側的網絡智能化應用，典型應用包括網絡智能節能、智能定位、智能根因分析等?？刂朴蛑饕獜闹悄芑W絡資源管理的出發，包

14、括通感融合的控制層面、意圖解析等方面的技術及方案。資源域包括網絡感知、基站算力及邊緣云等，可實現高層 AI（通感融合、智能編排）、物理層 AI（編譯碼、信道估計、智能波束管理）、智能材料（智能超表面）等。終端域主要從無線網絡和終端協同的角度出發，支持終端智能化、通感融合的實現，典型應用包括端網協同、環境感知、智能適配等。圖 3-1 通感智算一體化無線網絡架構圖中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-8-（二）通感智算一體化的內在關系（二）通感智算一體化的內在關系6G 通感智算融合，即通過智能化技術，基于網絡算力基礎，利用移動通信設施感知未來物理世界，實現通信網絡與感知網絡協同，從而為用戶

15、提供更好、更智能的服務。在通感智算一體化網絡中，算力將成為核心基礎設施，為智能化、通感提供計算平臺。AI 為無線網絡的運行提供了許多潛在的功能增強，是無線網絡發展的加速器。通感融合具備將通信、感知、算力等因素基因化再進行智能基因重組，實現智能化、融合化、低碳化、高效能化的全新無線架構，因此通信和感知一體化無線網絡是未來網絡發展的必要目標。6G 通感智算一體化網絡支持物理世界、算力和網絡相互感知相互融合，對網絡自身而言 2N（To Network）具備網絡智能自治能力，下沉的算力資源可為 2B（To Businesses）用戶提供更低時延、更高可靠的本地化服務，并能靈活地對 2C（To Cust

16、omers）用戶提供算力及智能化服務，實現算力資源、連接資源的合理分配。圖 3-2 通感智算一體化無線網絡關系圖中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-9-（三）通感智算一體化的關鍵技術（三）通感智算一體化的關鍵技術1.算力技術1.算力技術算力一般定義為設備通過處理數據，實現特定結果輸出的計算能力，常用FLOPS（Floating-point Operations Per Second）作為度量單位。數字經濟時代，算力是多技術融合、多領域協同的重要載體，作為生產力支撐數字經濟發展的堅實基礎。算力發展歷經三個階段，早期單點式計算通過使用一臺大型機或一臺PC獨立完成全部的計算任務使用；隨著計

17、算需求的增加，單點式計算逐漸呈現算力不足的趨勢，出現了如網格計算等的分布式計算架構，分布式計算可將巨大的計算任務分解為很多的小型計算任務并交給不同的計算機完成；隨著信息化和數字化的不斷深入，引發了各行各業對算力的強烈需求，云計算技術應運而生。云計算技術可以看作分布式計算的新范式，其本質是將大量的零散算力資源進行打包、匯聚，實現更高可靠性、更高性能、更低成本的算力。面向智算一體化的無線網絡架構演進，算力基礎設施將與基站基礎設施深度融合，形成算力資源池，滿足感知和智能化帶來的大量計算需求。無線網絡通過在算力上搭載智能化應用，實現對網絡資源和性能的優化；算力編排中心通過對網絡狀態、能力、需求，以及算

18、力分布的感知，實現算力資源的高效利用。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-10-(1)算力資源類型(1)算力資源類型算力通常分為兩大類，即通用算力和專用算力。通用式計算類型多樣，如 CPU；專用指計算類型單一，如 FPGA 或 ASIC。CPU 中央處理器作為計算機系統的運算和控制核心，是信息處理、程序運行的最終執行單元，CPU 是對計算機的所有硬件資源（如存儲器、輸入輸出單元）進行控制調配、執行通用運算的核心硬件單元。CPU 有大量的緩存和復雜的邏輯控制單元，其優點是非常擅長邏輯控制、串行的運算，缺點是不擅長復雜算法運算和處理并行重復的操作且功耗高。GPU 圖形處理器，又稱顯示核心

19、、視覺處理器、顯示芯片，是一種專門在個人電腦、工作站、游戲機和一些移動設備（如平板電腦、智能手機等）上做圖像和圖形相關運算工作的微處理器。其作為新型智能化算力，優點是提供了多核并行計算的基礎結構，且核心數非常多，可以支撐大量數據的并行計算，擁有更高的浮點運算能力；缺點是管理控制能力弱，功耗高。FPGA 是作為專用集成電路（ASIC）領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。其優點是可以無限次編程，延時性比較低，同時擁有流水線并行和數據并行（GPU 只有數據并行）、實時性最強、中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-11-靈活性最高；

20、缺點是開發難度大、只適合定點運算、價格比較昂貴。ASIC，即專用集成電路，指應特定用戶要求和特定電子系統的需要而設計、制造的集成電路。它作為集成電路技術與特定用戶的整機或系統技術緊密結合的產物，與通用集成電路相比具有體積更小、重量更輕、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增強、成本降低等優點。缺點是靈活性不夠，成本比 FPGA 貴。在6G通感智算一體化網絡中，不同的計算功能對算力的需求也不一樣，例如物理層計算實時性要求高，采用 CPU 串行計算的方式就無法滿足實時性需求；網絡級智能化在網管層進行訓練、推理，對算力要求高、對實時性要求低，采用ASIC進行計算靈活性差、算力受限且成本較高。因此在

21、向通感智算一體化演進中，需要部署CPU、GPU、ASIC 和 FPGA 等多維異構算力資源，實現算力和網絡功能協同。(2)算力資源部署(2)算力資源部署無線網絡算力呈現分布式部署趨勢，基站、網管、MEC、核心網、數據中心等節點都可以部署算力，實現云邊端多層次、立體泛在的分布式算力體系，滿足中心級、邊緣級和現場級的算力需求。當前在上述網元節點上已具備一些算力能力，隨著通感智算一體化網絡的不斷演進和對算力需求的不斷增高，各網元節點的算力將進中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-12-一步擴展。算力一般以計算的實時性需求為原則進行部署。根據實時性需求，分為非實時、近實時和實時，一般來說算力離

22、基站越近，數據處理的實時性越好，可根據應用、業務和算法對時延的需求選擇合適位置的算力節點。非實時和近實時計算一般具有數據來源廣泛、數據量龐大、計算量大，但網絡參數調整間隔較大的特點，因此通常根據應用類型選擇在網管、MEC、核心網或數據中心等較高節點按需部署通用算力，滿足計算需求。例如網絡級節能需要采集的數據包括一個區域內所有基站的 MR 數據、工參數據，更包括天氣數據、環境數據等，作為模型訓練的輸入，因此一般部署在網管側。實時計算一般具有數據來源相對單一、數據量較小、計算量較小，但網絡參數需要快速調整、計算時間速度快的特點，例如物理層 AI 應用，算力主要部署在基站?；舅懔Ω鶕炯軜嫹謨煞N

23、情況采用不同算力類型部署，專用硬件架構基站，一般采用 CPU 疊加GPU、ASIC、FPGA 等專用芯片進行部署；通用硬件架構基站在應對實時性要求高的計算時可采用 CPU 疊加 GPU、ASIC、FPGA 等專用芯片加速，實時性要求低的計算可通過疊加服務器的方式進行部署。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-13-圖 3-3 分布式算力部署示意圖(3)算力資源感知(3)算力資源感知受限于網絡架構、無線網設備體積、重量、成本等因素，在實際使用算力過程中可能會出現單點算力不足、其余節點算力冗余的情況。為突破單點算力瓶頸，提高算力資源利用率，可通過對算力資源進行智能感知，構建分布式算力資源池

24、。算力感知使網絡可以獲得算力資源和算力服務的部署位置、實時狀態、負載信息、業務需求等要素，通過對算力的量化度量和標識，使網絡獲取目標算力服務、算力需求等信息，從而通過算力編排管理實現泛在算力共享和算力資源統一編排的目的。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-14-(4)算力資源管理(4)算力資源管理為高效地整合網絡內外的各類算力資源，實現算力資源的統一管理、按需分配，一般通過算力注冊、算力編排和算力維護幾方面進行管理。算力注冊是對算力節點的注冊、更新和注銷，通過對包含算力的網絡節點的進行注冊，算力管理中心將獲知算力節點設備類型、芯片類型、存儲資源等信息，同時定期更新算力資源信息，并對不

25、繼續共享算力進行注銷。算力編排是根據業務節點、業務請求、業務時延需求等因素，綜合考慮冗余算力節點區域、算力資源類型、算力能力等，進行靈活調度，從而輸出最優算力資源服務策略和最優算力服務質量。算力維護類似于網管，專門對算力資源進行維護和運營，主要包括計算性能監控、算力資源故障監測兩個方面。性能監控方面，主要評估算力節點狀態或性能是否滿足當前業務需要，保障最優算力服務質量；故障監測方面，評估算力節點狀態，若發現節點故障則迅速切換到新的算力節點，保證用戶體驗。2.智能化技術2.智能化技術人工智能為 5G 和 6G 無線網絡的運行提供了許多潛在的功能增強，是無線網絡發展的加速器?；趫D 3-1 應用域

26、、控制域、資源中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-15-域及終端域的架構來看，目前，無線網絡智能化主要在網管側應用域實現，如智能節能、故障根因分析等?？刂朴虻囊鈭D解析等還在探索階段。資源域的高層 AI，如智能編排等已進行部分商用部署；物理層 AI、智能材料 RIS 等受算力及效果的限制，還處于研究探索階段。下面將從技術演進及模型分級部署兩方面介紹網絡智能化演進情況。網絡智能化技術演進特征隨著無線網絡的演進，智能化的發展將從 AI for NET 到 NET forAI 的階段轉變，要求移動通信網絡不僅是傳輸管道，更要將智能服務所需的多維資源與網絡功能、協議和流程進行深度融合設計。到6

27、G階段無線網絡將向智能內生方向演進，在網絡架構內部提供數據采集、數據預處理、模型訓練、模型推理等 AI 工作流全生命周期的運行和管理，將 AI 服務所需的算力、數據、算法、連接與網絡功能、協議和流程進行深度融合設計，支持將 AI 能力按需編排，為高水平網絡自治和多樣化業務需求提供智能化所需的基礎能力。6G 無線網絡將向云化與分布式的方向發展，需要考慮分布式網元節點間多維異構資源的協調以及智能服務對性能的差異化需求。6G 網絡中智能服務的質量，需要綜合考慮智能服務對通信、計算、數據和存儲資源的不同需求。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-16-網絡智能化模型分級部署從網絡智能化實現及部

28、署的角度來看，現階段可將 AI 簡單分為模型訓練和模型推理功能，根據 AI 所處位置不同，以及所擁有的算力能力不同，適用于不同的應用案例和場景。目前5G基站側只支持小模型的推理，隨著基站算力的增強、基站云化技術的應用，到6G階段，基站將支持智能內生，可進行小規模AI訓練和AI推理能力，其他大中型模型根據場景需求可分別部署在 MEC 或 OSS。在網管應用域網管設備已為通用服務器，可擴展性強，數據采集15min時延，支持非實時智能化預測分析，具備大模型訓練能力。在邊緣云資源域層面 MEC 為通用服務器，部署位置更靠近基站，支持近實時（1s）智能化預測分析，具備中模型訓練能力，支持大中模型推理。在

29、基站設備層面，如站點機房級可支持部署云化或中心 BBU，為通用服務器或定制化 AI 加速芯片的異構資源，支持實時智能化預測分析。但基站算力資源有限，只具備小模型訓練及小、中模型推理能力。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-17-圖 3-4 分級智能化部署示意圖3.通感融合技術3.通感融合技術基于感知與通信具備相類似的網絡架構和頻段，通感融合具備將通信、感知、算力等因素基因化再進行智能基因重組，實現智能化、融合化、低碳化、高效能化的全新無線架構。因此通信和感知一體化無線網絡是未來網絡發展的必要目標。通感融合不能僅考慮通信的指標，還需要考慮感知的指標。因此在6G通感融合中，需要打造通感融

30、合的基因工程，通過打通感知、通信的關鍵指標、判別標準和關鍵技術，并以 AI/ML 等智能化技術進行多維基因片段的高效重組和結合，實現最佳最平衡的通感融合系統。通信和感知一體化是一個循序漸進的過程，內部需要研究的內容很豐富，但是可以有效地提升通信的質量，也可以實現無接觸感知，是未來一個比較有潛力的發展場景，需從架構、關鍵技術和評價指標等進行全方面研究，通感融合將面臨來自場景需求、政策和技術等多個方面的影響，但是其對資源的深度集成化，極大地節省了部署成本，因此未中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-18-來的通感一體技術構建一個開放的、互助的良性發展的全行業生態圈。從通信與感知融合的階段來

31、看，可以分為 2 個階段：5G-A 階段和6G階段，兩個階段將對通感智算一體化架構都有較大的差異性。5G-A 階段主要考慮與現在 5G 網絡的協調性，需要考慮網絡架構的向下兼容性。6G 階段更多的是考慮新技術、新業務的融入，進行新架構的開發或者原有架構的深度調整。下面對面向通感發展的業務和功能進行詳細的介紹：5G-A 階段，主要考慮的是使用 5G 服務感知的階段，也就是“5G for 感知”。在這個階段主要實現使用復用 5G 架構和低粒度的修訂網元實現感知的功能，而并不會過度要求實現感知對通信的優化。這個階段，通信、感知、算力、智能化的關系可以歸納如下：通信輔助感知，實現一機多用；算力作為感知

32、處理的基礎，高效協同感知處理資源；智能化作為融合的初步引擎，實現高精度感知。6G 階段：這個階段又稱為“感知 for 通信”?？紤]進行高精度感知的情況下，同時考慮使用感知進行通信性能的提升，在這個階段通感、智能和算力將是一種強力融合的階段，業務的耦合化和技術的深度內生加持將成為通信感知融合的特色。通信、感知、算力、智能化的關系可以歸納如下：實現一機多用，精細化的感知輔助高效能的通信，實現無線資源的合理調度；算力作為通信和感知協中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-19-同的底座，實現分布式、高效化、低時延的通感融合網絡；智能化作為內生網絡的大腦，實現高質量通信與感知。在技術上，5G-A

33、 和 6G 也有較大的差異。在 5G 階段，在架構上復用5G-A架構，信號上則盡量使用現有的型號，原則上不再進行新波形的引入。在 6G 階段，由于通感作為 6G 典型特征，在架構設計之初就會從波形設計（基于OFDM,LFM和OTFS的波形等）、AI內生、空間MIMO等多個方面開展研究和部署。展開來說，6G可以分為如下幾個關鍵研究方向：1）感知信號發送：兼顧感知性能和通信資源開銷，需要從時、頻、空等多域聯合設計感知波形。2）感知信號檢測：感知回波信號 RVA 譜檢測與估計，目標檢測和識別等。3）感知數據處理：需要利用 AI 技術融合多傳感器數據融，實現機動車、非機動車、行人的精準分類，軌跡跟蹤等

34、。4）組網干擾協同：多站聯合以實現目標連續感知，達成相比單站更優的感知性能，同時考慮站間收發信號干擾，需要從時、頻、空、功四域聯合協同。4.關鍵技術部署方案及建議4.關鍵技術部署方案及建議通感智算一體化網絡可根據算力及實時性需求分級部署應用，物理層應用的 AI 推理主要部署在基站，網絡級節能、根因分析等網絡運維相關應用主要部署在網管，其他應用根據實際需求部署智能訓練和推理模塊?；緜人懔楣潭üδ茴A留算力保證基站性能，并可通過私有中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-20-協議支持多小區算力協同，通過優化設計可支持專用芯片、通用芯片的擴展，基站算力將向云化方向發展，未來基站側的算力也將

35、更靈活?；緜戎С謱崟r智能化應用的部署，具備小模型、中模型的推理能力。邊緣云算力已云化，部署位置靠近基站，可實現近實時的應用，具備中模型的智能模型訓練能力和大模型的推理能力。網管側和核心網也是云化算力，具備大型智能模型訓練能力，需支持異廠家算力協同，但實時性上受限，只支持非實時的智能化應用部署。圖 3-5 通感智算一體化網絡部署建議三、通感智算一體化無線網絡應用案例三、通感智算一體化無線網絡應用案例（一）智能節能（一）智能節能隨著移動通信網絡建設規模逐年增加，通信設備對能源的需求中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-21-與日俱增。5G 單站功耗是 4G 單站功耗的 3.54.5 倍，

36、運營商面臨基站設備能耗大幅增加OPEX費用的運營壓力。未來的6G系統將極大增強與擴展移動通信系統的應用，對傳輸速率、廣域覆蓋、連接密度的要求迅猛增長，6G 系統將采用更高的頻譜、更復雜的系統及技術，通信設備對能源的需求俱增。因此，無線網絡的智能節能對降低 5G 網絡運營成本，以及未來 6G 網絡的節能設計具有重要意義。運營商需持續深入研究智能節能技術，并快速應用推廣，不斷降低基站能耗水平和網絡運營成本。未來6G智能節能方案需在通感智算一體化的架構下實現，結合人工智能、大數據等技術，實時感知用戶的情況及業務的需求，利用網絡算力資源，訓練智能節能模型，推導出精準匹配每個小區的節能策略，突破傳統節能

37、方案中管理難度高、節能效果欠佳的瓶頸，從器件級、設備級、網絡級等層面實現不同的技術方案，在保障用戶業務體驗的同時，可以采用器件/模塊關斷、業務調度、網間協作等方案來降低基站設備能耗。網絡智能節能方案將打破基礎設施數字化孤島，實現網絡能耗數據實時、高精度采集能力，支持靈活的電源、備電等機房基礎資源智能化管控。同時，節能方案包括網絡級節能策略、站點級節能策略、設備級節能策略，可實現多制式網絡智能協同、“一站一策”差異化節能調度，達到“用戶無感知、網絡高能效、運維低成本”中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-22-的目標。圖 4-1 智能節能整體方案 網絡級節能策略通過構建統一云化管理平臺，

38、實現網絡資源集中化、智能化管理，達到無線網絡基站設備智能化、精細化、規?；澞芄芾砟繕?。站點級節能策略構建統一站點資源管理平臺，實現站點資源可視化、遠程智能管理，實現對網絡基礎設施，如電源、備電等系統按照多種系統制式的智能化管控，支持功耗數據精確采集上報、支持電源按系統制式和設備類型的分路智能供電等功能。設備級節能策略中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-23-構建統一設備節能策略，實現大規模站點能耗的智能管理。支持對基站 AAU/RRU 等設備節能控制功能，支持符號關斷、載波關斷等節能特性。（二）智能編排（二）智能編排6G 將是一個多元化的網絡，網絡層面，組網更多、頻段更復雜，且可能

39、需要與 5G/4G 多個頻段密切協同；業務層面，應用場景更多且需求差異巨大，對網絡提出更多的特性需求和挑戰；終端層面，5G 終端已需要支持 7 模，6G 時代終端更復雜，且行業應用催生出眾多定制化終端。因此6G網絡將更加復雜，繁雜且多樣化的終端和業務，組合出的目標體驗和傳統的網絡資源分配模式之間存在巨大的“剪刀差”。傳統以“網絡為中心”的策略是基于小區參數的基線，以滿足統計意義上的小區級 KPI 為目標；承載在相同承載中的不同數據業務沒有被區別對待，無法精準匹配用戶業務體驗的真實需求。網絡能力從“盡力而為”向“確定性”轉變。無線網智能編排應用以用戶感知為驅動力，依托面向6G的內生智能，通過智能

40、化的手段，實現靈活的網絡資源配置編排管理策略，來為不同業務提供確定性的精準服務，從而保障差異化的用戶體驗。在該應用案例中，一方面通過在給定網絡服務能力下求取用戶體驗最優解實現用戶編排；另一方面通過在話務的特定時空分布下求取網絡服務能力最優解實現網絡編排。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-24-部署的算力類型可以包括三部分。一是基帶板卡上原生算力，一般是 CPU 通用算力；二是根據在基站上部署增強算力，即在基站上通過增加額外算力提供更高計算能力，可以是專用算力板卡，例如 CPU+GPU、ASIC 等，也可以是通用算力，如增加 x86 或 ARM架構服務器；三是泛在算力，這里專指基站以

41、外的算力，可以是通用算力或專用算力板卡，可通過統一算力管理調度進行使用。圖 4-2 智能編排應用案例算力分布圖（三）物理層智能（三）物理層智能物理層智能化應用是6G內生智能的主要研究方向，基于物理信道相關的信息對于物理層功能（如信道編碼調制、波形、多址、多天線 MIMO、接收機算法等）進行增強。由于當前通信網絡應用范圍廣、場景豐富、業務種類繁多，再加之信道的快速變化以及小區內和小區間干擾的存在，使用傳統方案實現穩定精確的信道估計很困難，因此在傳統物理層技術的基礎上引入智能化，可以更全面的把握無線信道的特征和變化趨勢，從而提升物理層性能。物理層 AI 由于其實時性要求高，因此作為內生智能應用被看

42、作是面向6G演進的重要方向，業界目前還屬于研究階段。對于物理層中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-25-AI 的技術方案，一般屬于各設備廠商實現范疇，目前有兩種實現潛在方案。一是使用智能化技術對某一個或幾個物理層功能進行替代，例如 CSI 反饋、信道估計模塊分別用 AI 算法實現；二是物理層功能全部用 AI 實現，不再區分具體功能，在這種情況下，從基站接收到解碼的中間過程全部通過 AI 實現，AI 模塊相當于一個黑盒，只有輸入和輸出。物理層功能對實時性要求高，首選專用硬件實現，也可采用CPU+GPU 結合的方式。其中專用硬件方面，FPGA、ASIC 或ASIC+GPU 等專用硬件，在

43、未來幾年隨著制程進一步微縮至 2nm，以及小芯片堆疊（chiplet）技術的發展，仍然是高性能算力的代表；此外，GPU 有成為潛在主流 AI 算力的趨勢，但目前在 GPU 上實現物理層功能設計較復雜。在算力部署方面，目前有兩種潛在部署方式。一是基站側部署，即算力全部部署在基站內，在基站完成數據采集、訓練、推理等全部功能；二是基站和云端分布式部署，即算力分別在基站和云端（網管、邊緣、核心網、數據中心）部署，基站內實現數據采集、推理功能，云端實現訓練功能。未來，在引入物理層 AI 后，還需要評估“投入產出比”，即采用物理層 AI 后所消耗的硬件資源、算力成本是否帶來較高的性能收益，我們預期，在物理

44、層 AI 激活場景下，網絡性能相比未激活時應中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-26-有較大幅度提升才可建議應用。（四）通感融合（四）通感融合在通感融合/一體化無線網絡架構設計中，需要按照不同的部署階段開展通感無線架構和面向應用場景的介紹。下面從不同階段的部署用例、架構需求、戰略情況等對應用場景進行了介紹。5G-A 階段是通過現有的通信設施或者網絡進行感知，在這種場景可以認為是使用或者讓渡出通信的資源進行感知服務，是一種通信網絡的感知業務保障場景，如下圖所示。圖 4-3 5G-A 通感融合典型的場景在6G階段在感知精度提升的基礎上，開展感知輔助通信業務，中國聯通 6G 通感智算一體化

45、無線網絡白皮書-27-這是將感知獲得的信息進行處理后，進一步優化基站性能，可以認為是基于感知的無線網絡智能化調整。目前主要的應用場景有波束管理、功率控制、資源智能化協調和網絡優化等方法，下圖給出了一些應用的示意圖。圖 4-4 6G 通感融合典型的場景（五）智能超表面（五）智能超表面智能超表面（Reconfigurable Intelligent Surface，RIS）由大量精心設計的電磁單元排列組成，通過給電磁單元上的可調元件施加控制信號，可以動態地控制這些電磁單元的電磁性質，進而實現以可編程的方式對空間電磁波進行主動的智能調控，形成幅度、相位、極化和頻率可控制的電磁場。RIS 的引入，使得

46、無線傳播環境中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-28-從被動適應變為主動可控，進而實現無線環境的智能構建。另外，由于 RIS 采用少量有源器件甚至全無源器件的設計理念，無論是成本還是功耗都較全?；镜鸵粋€數量級，并且通過采用超材料及可拼接部署方式，智能超表面設備在低成本、低功耗、低復雜度和易部署方面具有一定優勢，有機會解決未來移動通信網絡發展面臨的需求與挑戰。在輔助移動通信網絡組網方面，智能超表面既可以部署在收發端側也可以部署在信道側。在收發端側，基于智能超表面架構簡化收發信機設計，通過結合時空編碼技術，智能超表面集能量輻射和信息調制功能于一體，動態調控電波傳播方向和諧波能量分布，將

47、信息調制到不同的頻率、相位、幅度、空間資源，實現低成本和低復雜度的空分或頻分等復用機制，如圖所示。在基于智能超表面架構簡化收發信機設計中，智能超表面是收發信機的核心功能單元之一，因此，調控智能超表面所需的信道估計、波束賦形等核心算法及其所需的算力資源可與收發設備共同。圖 4-5 基于 RIS 架構的收發信機設計在信道側，智能超表面作為一種低成本低功耗的信道環境調控中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-29-節點，可針對移動網絡覆蓋補盲、多流增速等深度覆蓋需求，部署在基站與覆蓋盲區之間，通過智能超表面按需構造非視距反射路徑或改變電磁波透射特性，可有效解決由于障礙物遮擋產生的室內/外盲區問

48、題，提升室外宏站穿透玻璃覆蓋室內的網絡質量，改善小區邊緣用戶富散射環境，提高小區邊緣用戶傳輸性能，以低成本低功耗方式實現深度覆蓋和提速擴容。在信道側部署智能超表面的應用場景中，依據智能超表面類型和標準化程度不同可以分為有源 RIS、5G 階段非標無源 RIS 和未來 6G 階段標準化無源 RIS 等幾種情況，如有源 RIS 自身具備信道估計能力，可采取將信道估計和波束賦形所需的算力資源與有源 RIS 一體化部署的方案；針對無源 RIS，在5G 階段，需要通過非標輔助裝置實現信道估計和波束賦形算法并集成所需的算力資源，該輔助裝置既可以部署在基站側也可以與 RIS采用一體化集成部署，在未來6G階段

49、，可以考慮通過標準化方式，為智能超表面配置標準化UE能力接收基站控制消息，以實現RIS動態按需的波束調控能力，為了進一步降低 RIS 成本，建議優先考慮在基站側實現信道估計和波束賦形算法并集成部署所需的算力資源，RIS 側可以采用輕量化方式實現信道估計和波束賦形算法并部署所需的部分算力資源。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-30-圖 4-6 基于 RIS 的信道側部署架構四、未來推進計劃四、未來推進計劃未來無線網絡將向通感智算一體化的方向發展，基站側的算力將從堆疊芯片式算向異構融合算力，再到云化算力的方向的發展，對外提供靈活的算力服務；基站智能將從支持智能推理向支持小規模智能訓練方

50、向演進，最后實現智能內生；通感方面將從 5G-A 向6G 演進，推動相關標準化及試商用。針對通感智算一體化無線網絡的研究，中國聯通制定了 20232030 三階段推進計劃。20232025 年 堆疊式算力：RAN 通過采用 ASIC 定制智能芯片疊加方式增加算力。智能推理：RAN 部署低算力智能推理模型。5G-A通感算架構研究：開展5G-A通感算融合的無線空口架構研究，開發通感樣機并進行試驗驗證。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-31-20252027 年 融合算力：采用通用 CPU、GPU 等芯片，實現部分云化。智能推理+小模型訓練：RAN 具備中等算力，實現大部分網絡自治智能應

51、用。6G通感智算架構研究及試驗：開展6G通感智算融合的無線空口架構研究，形成樣機的指導建議，進行 12 個典型場景試驗驗證。20272030 年 云化算力：RAN實現全云化基站，異廠家算力資源靈活調度編排。算力開放：基站對外開放部分算力能力。智能內生：RAN實現智能內生，對外提供通感智算一體化服務。關鍵技術標準化：推進 6G 通感智算關鍵技術研究，推進標準化和試商用。五、總結與展望五、總結與展望隨著數字化進程加速，一場以新基建為核心的數字化轉型正在影響整個社會，大數據、云計算和人工智能等新一代數字技術的發中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-32-展正在為各個實體經濟、傳統產業提供支持

52、，推進社會向全方位的產業數字化轉型。新的產業、新的服務模式，包括沉浸式 XR、全息遠程呈現、交互型 3D 虛擬數字人、協作機器人、無人駕駛、多感官互聯及元宇宙在內的未來新業務，對通信、感知、計算和智能都提出了高要求。面對新機遇，中國聯通將基于通感智算一體化無線網絡理念及架構，研究通感、智、算各層面的關鍵技術，開展相關技術方案的試驗驗證，牽引產業鏈發展，加強生態合作，打造面向 5G-A/6G 的下一代無線網絡，滿足千行百業對網絡的差異化體驗需求。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-33-六、參考文獻六、參考文獻1 中國信息通信研究院,中國算力白皮書，2022.7.2 IMT-2030（

53、6G）推進組，無線 AI 技術研究報告，2021.9.3 IMT-2030（6G）推進組，無線 AI 技術研究報告（第二版），2022.11.4 詹勇，顧軍，唐雪.面向 5G 的智能網絡編排方案，信息通信技術，2021.5 H.Viswanathan and P.E.Mogensen Communications inthe 6G era IEEE Access vol.8 pp.57063-57074 2020.6 B.Aazhang P.Ahokangas and L.Lovn Key drivers andresearch challenges for 6G ubiquitous int

54、elligence Oulu FinlandSep.2019.7 K.B.Letaief W.Chen Y.Shi J.Zhang and Y.-J.-A.ZhangThe roadmap to 6G:AI empowered wireless networks IEEECommun.Mag.vol.57 no.8 pp.84-90 Aug.2019.8 J.A.Zhang et al.,Enabling Joint Communication andRadarSensinginMobileNetworks-ASurvey,inIEEECommunicationsSurveys&Tutoria

55、ls,doi:10.1109/COMST.2021.3122519.9 M.L.Rahman J.A.Zhang X.Huang Y.J.Guo and R.W.中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-34-Heath Framework for a perceptive mobile network using jointcommunication and radar sensing IEEE Trans.Aerosp.Electron.Syst.vol.56 no.3 pp.1926-1941 Jun.2020.10 智能超表面技術聯盟（RISTA）,智能超表面技術白皮書，2023.

56、2.11 L.Zhang,M.Z.Chen,W.Tang,J.Y.Dai,L.Miao,X.Y.Zhou,S.Jin,Q.Cheng,T.J.Cui,A wireless communicationscheme based on space-and frequency-division multiplexingusing digital metasurfaces.Nature Electronics,2021,4(3),218-227.12 程強，崔鐵軍.電磁超材料，東南大學出版社，2022，南京。中國聯通 6G 通感智算一體化無線網絡白皮書-35-中國聯合網絡通信有限公司研究院地址：北京市亦

57、莊經濟技術開發區北環東路 1 號電話：010-87926100郵編：100176戰略決策的參謀者技術發展的引領者產業發展的助推者戰略決策的參謀者技術發展的引領者產業發展的助推者態度、速度、氣度有情懷、有格局、有擔當中國聯通研究院是根植于聯通集團（中國聯通直屬二級機構），服務于國家戰略、行業發展、企業生產的戰略決策參謀者、技術發展引領者、產業發展助推者，是原創技術策源地主力軍和數字技術融合創新排頭兵。聯通研究院以做深大聯接、做強大計算、做活大數據、做優大應用、做精大安全為己任，按照 4+1+X 研發布局，開展面向 CUBE-Net 3.0 新一代網絡、大數據賦能運營、端網邊業協同創新、網絡與信息

58、安全等方向的前沿技術研發，承擔高質量決策報告研究和專精特新核心技術攻關，致力于成為服務國家發展的高端智庫、代表行業產業的發言人、助推數字化轉型的參謀部，多方位參與網絡強國、數字中國、智慧社會建設。聯通研究院現有員工近 700人，平均年齡 36 歲，85%以上為碩士、博士研究生，以“三度三有”企業文化為根基，發展成為一支高素質、高活力、專業化、具有行業影響力的人才隊伍。中國聯通研究院是根植于聯通集團（中國聯通直屬二級機構），服務于國家戰略、行業發展、企業生產的戰略決策參謀者、技術發展引領者、產業發展助推者，是原創技術策源地主力軍和數字技術融合創新排頭兵。聯通研究院以做深大聯接、做強大計算、做活大

59、數據、做優大應用、做精大安全為己任，按照 4+1+X 研發布局，開展面向 C3 網絡、大數據賦能運營、端網邊業協同創新、網絡與信息安全等方向的前沿技術研發，承擔高質量決策報告研究和專精特新核心技術攻關，致力于成為服務國家發展的高端智庫、代表行業產業的發言人、助推數字化轉型的參謀部，多方位參與網絡強國、數字中國、智慧社會建設。聯通研究院現有員工近 700 人，平均年齡 36歲，85%以上為碩士、博士研究生，以“三度三有”企業文化為根基，發展成為一支高素質、高活力、專業化、具有行業影響力的人才隊伍。中國聯合網絡通信有限公司研究院地址：北京市亦莊經濟技術開發區北環東路 1 號電話：010-87926100郵編：100176