2024年通信產業(yè)的十個技術趨勢

摘要 技術是通信產業(yè)發(fā)展的根本推動力。理解技術、洞察技術，一直是做好產業(yè)發(fā)展、企業(yè)進取的關鍵因素。那么，2024年什么技術影響我們商業(yè)？什么技術又會改變市場格局？在業(yè)界資深專家、中國移動研究院院長黃宇紅看來，“2024通信產業(yè)十大技術趨勢提名”分別是：6G與AI融合、通感一體化、大眾手機直連衛(wèi)星、算網一體、新型智算中心、行業(yè)大模型、可信數據流通基礎設施、人形機器人、量子計算，以及新型工業(yè)化。

一

6G與AI融合

6G內生AI

實現AI賦能網絡、網絡使能AI

助力“萬物智聯，數字孿生”

人工智能和通信一體化是ITU對6G場景需求達成的共識之一。網絡內生AI是未來6G移動系統(tǒng)的核心特征之一，主要包含兩個方面：利用AI技術進行6G網絡端到端的自我賦能增強優(yōu)化（AI賦能網絡）、向終端用戶提供AI業(yè)務服務和應用（網絡使能AI）。AI賦能網絡方面，業(yè)界普遍認為：AI與空口融合是通信的發(fā)展趨勢。6G系統(tǒng)的帶寬、速率和容量等KPI的提升需要通過內生AI技術來實現。AI可以賦能網絡提升網絡運行效率、降低運維成本、增強用戶體驗。網絡使能AI方面，移動通信網絡是實現AI泛在普惠的基礎平臺，從實時性、移動性、邊端協(xié)同、隱私性等6G特色優(yōu)勢出發(fā)，讓6G網絡使能AI的高價值場景、用例和業(yè)務，使能AI成為泛在化的社會級服務。業(yè)界認為：6G與AI融合是新機遇，網絡內生AI助力實現“萬物智聯，數字孿生”的6G總體愿景。

二

通感一體化

構建高質量通感網

賦能一網多能新業(yè)態(tài)

6G新技術、新業(yè)務驅動傳統(tǒng)通信網絡向新一代移動信息網絡加速轉型。感知與通信融合是未來網絡的重要特征，通過“一網兩用”，可充分利用移動通信網絡規(guī)模和性能優(yōu)勢，高效助力萬物智聯。然而，在一張網中實現兩個完全不同領域的能力面臨著通感融合設計以及通感能力-網絡效率-網絡質量三角沖突。應對該挑戰(zhàn)，需要網絡化通感一體技術，基于網絡進行全局最優(yōu)的系統(tǒng)創(chuàng)新，實現通感能力-網絡效率-網絡質量的三角均衡。為實現網絡化通感一體，需要點簇網多維協(xié)同設計，實現“可感知”到“高質量通感網”的躍升?！包c協(xié)同”是通感一體的關鍵基石，需重點攻關一體化空口、一體化硬件難題，實現資源高效協(xié)同、通信與感知能力融合內生?！按貐f(xié)同”是提升性能的必由之路，具有更高直射徑概率、更強接收能量，更優(yōu)協(xié)作增益，將賦能感知精度成倍提升。為實現“簇”協(xié)同，仍需攻關高精度同步、動態(tài)簇構建、多層聯合處理三大關鍵技術?！熬W協(xié)同”是增強質量的核心要務，通過全局節(jié)點間高效協(xié)同，包括干擾識別與定位、干擾消除與智控以及統(tǒng)一的干擾管控架構，重點解決網絡內的干擾問題?；邳c簇網多維協(xié)同系統(tǒng)設計，網絡化通感一體將低成本賦能網絡泛在、高精度感知能力，助力高質量通感網構建。

三

大眾手機直連衛(wèi)星

容量、速率、時延相對高軌衛(wèi)星

優(yōu)勢明顯

支持更豐富的業(yè)務場景

天地一體將實現衛(wèi)星和地面在技術、標準、產業(yè)和應用的全方位融合，大眾手機直連衛(wèi)星服務基于統(tǒng)一終端，用戶規(guī)模大、產業(yè)鏈復用程度高，是衛(wèi)星互聯網的重要組成部分，真正實現天地融合一體。隨著技術、產業(yè)發(fā)展，2023年已經實現大眾手機直連高軌衛(wèi)星，提供短消息與語音通話服務，但存在容量小（幾十萬戶）、速率低（2Kbps）、時延長(500ms)等缺點，無法支持更高速率、更低時延業(yè)務類型，限制了手機直連衛(wèi)星的廣泛應用。大眾手機直連衛(wèi)星在業(yè)務速率、時延等性能指標與軌道高度密切相關，低軌衛(wèi)星在容量、速率、時延等方面優(yōu)勢明顯，可提供Mbps級別連接速度，時延低至十幾ms，是未來手機直連衛(wèi)星的重要發(fā)展方向。2024年隨著低軌技術發(fā)展與3GPP NR NTN產業(yè)成熟，基于3GPP NTN技術的手機直連低軌衛(wèi)星將逐漸走進大眾視野，成為衛(wèi)星互聯網新的技術熱點。

四

算網一體

算力路由創(chuàng)新互聯網基礎協(xié)議

數據快遞拓展算力流動邊界

當前，新型業(yè)務如AR/VR、車聯網等對時延以及計算的要求日益增高，需要云和邊緣協(xié)同調度來滿足。然而，在計算負載高及網絡隊列深的條件下，將會出現“性能反轉”問題。算力路由將計算因子引入路由系統(tǒng)，以網絡為基礎對計算資源信息進行感知和度量的歸一化處理，進一步實現網絡和計算的聯合路由，滿足新型業(yè)務需求，優(yōu)化全局算網資源。作為我國原創(chuàng)提出的技術理念，算力路由當前已經在國際互聯網工程任務組（IETF）獲批成立CATS工作組，對其場景、需求、架構等進行標準化。算力路由挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)互聯網路由方式，開啟了網絡和計算學科交叉融合的新型原創(chuàng)技術路徑，打破行業(yè)和領域壁壘，通過“以網強算”助力我國信息通信產業(yè)的發(fā)展。另一方面，數字中國、東數西算戰(zhàn)略的實施，通算、智算、超算多樣化算力高速發(fā)展，數據量和數據處理的復雜性呈爆炸性增長，特別在云間災備、天文計算、基因測序、無人駕駛和影視制作等場景。多樣化泛在算力需求使得數據的生產端、處理端和使用端彼此交錯，數據流通量劇增。傳統(tǒng)的TCP/IP網絡擁塞控制、丟包重傳等技術，難以滿足廣域高吞吐網絡傳輸的性能需求，為了保障用戶的服務體驗，需要從端、網多技術協(xié)同突破。數據快遞作為我國原創(chuàng)提出的算力網絡新服務理念，采用廣域高吞吐關鍵技術，創(chuàng)新廣域擁塞控制、丟包快速恢復、丟包精準重傳、多路徑傳輸等機制機理，最大化提升數據廣域傳輸效率，為用戶提供專線傳輸、聚合傳輸、錯峰傳輸等差異化數據傳輸服務。數據快遞及廣域高吞吐關鍵技術當前已成為產學研各界研究的熱點，華為、中興、中科院、南京大學等單位紛紛大力進行技術攻關和原型產品研發(fā)。數據快遞將加速數據流通、算力流動，助力數字中國、東數西算等國家戰(zhàn)略的實施。

五

新型智算中心

打造新型智算技術體系

助力智算產業(yè)跨越式發(fā)展

大模型時代，AIGC發(fā)展日新月異，傳統(tǒng)以承載中小模型為主的智算中心在集群算力效率、芯片效能、存儲調度、軟硬生態(tài)融通以及節(jié)能散熱等多個方面面臨挑戰(zhàn)，為了支撐超大規(guī)模、超高復雜度的模型訓練和推理，更高密度的存算硬件、無擁塞全連接的網絡拓撲以及更高效的并行通信范式成為新型智算中心建設的剛需。新型智算技術體系圍繞“互聯、算效、存儲、平臺、節(jié)能”等多個維度對智算基礎設施進行系統(tǒng)性重構，研究大規(guī)模GPU高速互聯、CPU/GPU/DPU三大算力協(xié)同、統(tǒng)一內存池化、跨架構算力原生、標準化液冷整機柜等多個核心技術，助力行業(yè)在新型智算中心的硬件設備選型、算力集群設計、機房散熱規(guī)劃、軟硬工程調優(yōu)、全局運營調度等方面形成共識，加快核心技術和產業(yè)成熟。

六

行業(yè)大模型

大模型賦能千行百業(yè)

推動向AGI發(fā)展，改變社會生產范式

當模型的訓練數據與模型本身的參數量到達一定規(guī)模時，模型將表現出“涌現”的能力，并能夠集合多個人工智能能力于一身，成為通用泛化的智能模型。大模型可以分為通用大模型與行業(yè)大模型，其中通用大模型目前以語言類大模型為主，掌握大量常識性知識，具備思維連能力，能夠解決普遍性問題，是通用智能的底座；行業(yè)大模型以通用大模型為基礎，利用行業(yè)場景的專業(yè)知識、專家經驗、生產數據進行專項訓練，集成和打通行業(yè)生產服務的主體流程和系統(tǒng)，實現全局智能化，達到行業(yè)指標，具備高動態(tài)環(huán)境下的自適應能力和持續(xù)的行業(yè)知識學習能力，是各領域提高生產效率，乃至突破發(fā)展瓶頸的關鍵工具。大模型使得人工智能步入通用智能時代，帶來新的業(yè)務賦能模式，激發(fā)內生賦能模式，重塑業(yè)務流程、形態(tài)、服務模式、價值呈現；新的運營供給模式，由單一的AI能力運營變?yōu)樽韵聦泳W算數資源到AI應用的全要素全場景運營；新的產業(yè)合作模式，向體系化協(xié)同創(chuàng)新轉變。

七

可信數據流通基礎設施

簡化數據連接，降低數據流通成本

激發(fā)數據要素賦能千行百業(yè)

國家已明確將“數據”增列為新的生產要素，數據流通是數據要素價值釋放的重要環(huán)節(jié)。目前，以5G、光纖、衛(wèi)星互聯網等為代表的網絡設施為數據提供高速泛在的連接能力；以通用、智能、超級算力為代表的算力設施為數據提供高效敏捷的處理能力；以數據空間、區(qū)塊鏈、隱私計算等為代表的新興技術解決數據流通關鍵堵點。但目前關鍵堵點技術存在標準缺乏、大規(guī)模應用驗證不足，導致形成以不同廠商技術為中心的新的數據孤島。通過大規(guī)模網絡化可信的數據流通基礎設施，建立數據供需雙方接入、交易、交付、安全、審計技術標準、管理機制和運營模式，充分激發(fā)數據要素的“協(xié)同”、“復用”、“融合”的突出優(yōu)勢。2024年，數據流通基礎設施的標準建設將成為業(yè)界研究熱點，圍繞數據流通基礎設施的數據確權/授權、數據空間、數據安全、審計監(jiān)管、數據標識等關鍵技術將成為產業(yè)界、學界的研究熱點。

八

人形機器人

元宇宙步入務實發(fā)展新階段

人形機器人激發(fā)元宇宙在工業(yè)等

多領域應用潛力

隨著5G/6G、人工智能、區(qū)塊鏈、云計算、虛擬現實等新一代信息技術快速迭代和融合創(chuàng)新加速，元宇宙正逐步進入務實發(fā)展的新階段。隨著數字人、沉浸式文博文旅以及工業(yè)制造業(yè)、教育、公共服務、安全應急等領域的創(chuàng)新發(fā)展，元宇宙展現出廣泛的需求場景和內在動力，逐漸開啟數實融合發(fā)展新境界。而人形機器人集成人工智能、高端制造、新材料等先進技術，有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品，將深刻變革人類生產生活方式，重塑全球產業(yè)發(fā)展格局。工信部11月印發(fā)《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》將加快人形機器人與元宇宙的融合，探索跨學科、跨領域的創(chuàng)新模式?，F階段人形機器人技術加速演進，已成為科技競爭的新高地、未來產業(yè)的新賽道、經濟發(fā)展的新引擎，發(fā)展?jié)摿Υ蟆们熬皬V。元宇宙產業(yè)落地及與人形機器人在制造民生等多領域融合發(fā)展將是2024年的重要方向。

九

量子計算

量子算法為破解計算瓶頸提供新路徑

預期實現指數級計算加速

當前，全球量子計算產業(yè)發(fā)展正從硬件、軟件、平臺、算法、應用多層次穩(wěn)步發(fā)展。不同量子計算技術路線“百家爭鳴”，不同范式的量子算法“各顯神通”。量子算法已在大數分解、非結構搜索、矩陣計算、量子模擬等方面體現加速優(yōu)勢，得到金融、化學材料、生物醫(yī)藥、交通物流等領域的廣泛關注。另一方面，移動通信正從5G向6G升級演進，在能力提升的同時，也面臨著大規(guī)模信號處理、大規(guī)模網絡優(yōu)化、大規(guī)模業(yè)務優(yōu)化、大模型訓練等計算瓶頸與挑戰(zhàn)，具體包括物理層大規(guī)模MIMO信道估計、反饋與信號檢測，網絡拓撲、路由和無線資源優(yōu)化，分類、聚類、回歸、降維、強化學習等ML模型訓練，其核心都可以建模為組合優(yōu)化、搜索或向量與矩陣運算等。量子退火算法、量子優(yōu)化類算法、HHL算法、量子搜索類算法、量子機器學習算法等算法，可預期實現上述計算問題的多項式級或指數級的加速，成為通信領域計算問題的潛在解決方案。雖然當前量子算法受限于量子計算機的能力，還無法落地應用，但針對行業(yè)場景與需求的量子算法的儲備研究，成為當前學術界和產業(yè)界的熱點。量子計算與通信網絡的融合創(chuàng)新正成為通信技術與產業(yè)的發(fā)展的重要趨勢，預期催生新業(yè)態(tài)。

十

新型工業(yè)化

5G-A內生確定構建新基礎

算網控一體激發(fā)新動能

助力新型工業(yè)化加速實現

工業(yè)是立國之本、強國之基，新型工業(yè)化是推進中國式現代化的重要引擎。在工業(yè)客戶數字化、網絡化、智能化融合升級的過程中，需要通過質量變革、效率變革、動力變革提升工業(yè)競爭力和全要素生產率。以5G為代表的新一代信息通信技術為新型工業(yè)化的建設和升級提供了關鍵的基礎設施底座，從而沖破傳統(tǒng)有線和無線技術的桎梏，為企業(yè)轉型發(fā)展注入新動能，帶來新機遇。5G-A在質量方面，跨域融合、內生確定等技術方面進一步提升通信的質量、精度和性能，為柔性生產、遠程遙控等場景構建基礎；在效率方面，算網控一體化、人工智能等技術可提供更高效、更智能、更可靠的生產和管理，為開放自動化、預測性維護等應用新提供新動能；在動力方面，新裝備、新能源、新材料等技術融合應用可提供創(chuàng)新鏈和產業(yè)鏈深度融合的新質生產力。5G-A等新型信息基礎設施的研發(fā)和應用，將作為產業(yè)現代化發(fā)展的重要動能，促進數字技術與經濟社會的融合創(chuàng)新，助力新型工業(yè)化的加速實現。

審核編輯：劉清