信息通信網智能化運營管理需求與用例 5G無線接入網優化標準立項發展報告

信息通信網智能化運營管理需求與用例5G無線接入網優化標準立項發展報告StandardizationDevelopmentReport:RequirementsandUseCasesforIntelligentOperationandManagementofInformationandCommunicationNetworks-5GRadioAccessNetworkOptimization摘要隨著第五代移動通信（5G）網絡的大規模部署與商業應用，其復雜異構的網絡架構、多樣化的業務場景以及極致的性能要求，使得傳統網絡運營管理模式面臨巨大挑戰。傳統的依賴人工經驗和規則腳本的運維方式，已難以滿足5G網絡對高可靠性、低時延、高能效和差異化服務的需求。為應對上述挑戰，智能化運營管理成為5G網絡演進的重要方向。本標準《信息通信網智能化運營管理需求與用例5G無線接入網優化》正是在此背景下立項研制。本報告系統闡述了該標準的立項背景、研究內容、技術路線及預期價值。研究報告首先分析了5G無線接入網（RAN）運營管理面臨的主要痛點，包括網絡優化復雜度激增、故障定位困難、資源利用率不均等問題。接著，明確了本標準的核心目標：定義基于人工智能（AI）和機器學習（ML）技術的5GRAN智能化運營管理的通用需求與典型用例。報告詳細梳理了標準的主要技術內容，包括對網絡數據采集、模型訓練與部署、智能閉環控制等關鍵環節的需求規范，并對網絡切片優化、移動性管理增強、業務質量保障等典型用例進行了深入分析。研究表明，該標準的制定對于引導產業界明確5GRAN智能化發展方向，統一技術接口與數據模型，促進AI技術在網絡運營管理中的規模化落地具有重要的指導意義。本標準的發布與實施，將推動通信運營從“經驗驅動”向“數據驅動+AI驅動”的模式轉變，顯著提升5G網絡的運營效率、降低運維成本、優化用戶體驗，并為未來6G網絡的智能內生設計奠定基礎。關鍵詞：5G無線接入網；智能化運營管理；人工智能；機器學習；網絡優化；用例；標準化Keywords:5GRadioAccessNetwork;IntelligentOperationandManagement;ArtificialIntelligence;MachineLearning;NetworkOptimization;UseCases;Standardization一、引言：背景與挑戰1.15G網絡運營管理的新時代第五代移動通信（5G）網絡正以前所未有的速度改變社會。根據GSMA（全球移動通信系統協會）的預測，到2025年，全球5G連接數將達到18億。5G網絡憑借其增強移動寬帶（eMBB）、超可靠低時延通信（uRLLC）和海量機器類通信（mMTC）三大特性，支撐著從高清視頻、自動駕駛、工業互聯網到遠程醫療等千行百業的數字化轉型。然而，這種能力豐富的背后是網絡架構的極度復雜化。5G網絡引入了基于服務的架構（SBA）、網絡切片、多接入邊緣計算（MEC）、大規模天線陣列（MassiveMIMO）等大量新技術，導致網元數量激增、參數配置指數級增長、信令交互關系錯綜復雜。傳統的網絡運營管理模式，即主要依賴運維人員查閱標準規范、編寫執行腳本、進行經驗式排障的模式，在面對5G網絡這種“超維度”復雜性時，已經顯得捉襟見肘。運維效率低下、故障定位周期長、資源難以實時按需調度等問題日益突出。據行業統計，在傳統模式下，運營商約60%的運維精力消耗在日常巡檢和事后被動故障處理上。因此，推動網絡運營管理從“人工+腳本”向“自動化+智能化”演進，已成為業界共識和迫切需求。1.25G無線接入網（RAN）優化的核心痛點無線接入網（RAN）作為5G網絡中最接近用戶、覆蓋最廣、結構最復雜的部分，其運營管理面臨的挑戰尤為集中。1.參數調優的“詛咒維度”：單個5G基站通常包含數萬個可調參數（功控參數、波束賦形參數、切換參數、調度參數等），且各參數之間相互耦合。實現全網的全局最優配置，是一個典型的NP-hard（非確定性多項式時間困難）問題。人工憑經驗進行局部調整，難以達到全局最優，且極易引發網絡性能波動。2.故障的“黑盒”與“瞬態”：5G網絡引入了軟件定義和虛擬化技術，故障可能發生在物理層、協議層、應用層乃至云平臺。故障原因呈現鏈條長、關聯廣、隱性強的特點。傳統的基于閾值的告警機制存在大量誤報和漏報，且無法有效捕捉毫秒級的瞬態性能劣化，而這些瞬態事件往往是影響用戶體驗的關鍵。3.資源利用的“潮汐”與“碎片”：5G網絡承載的業務具有顯著的潮汐效應（如辦公區、商業區、住宅區的用戶流量隨時間遷移）。同時，網絡切片技術為不同業務邏輯隔離了資源。如何根據業務的動態變化，實時、非破壞性地進行無線資源的調度和重構，避免資源碎片化和閑置浪費，是實現網絡效益最大化的關鍵。4.用戶體驗的“最后一公里”：傳統的KPI（關鍵性能指標）導向的優化模式（如小區平均吞吐量、接通率等）往往無法反映單個用戶的真實感知。如何從海量信令和測量報告中精準識別用戶體驗（QoE）劣化的根因，并主動進行優化，是提升5G網絡競爭力的“最后一公里”難題。1.3標準立項的戰略意義為了系統性地解決上述痛點，推動5GRAN智能化運營管理技術的標準化和產業化，中國通信標準化協會（CCSA）與行業領軍企業共同推動了本標準的立項。《信息通信網智能化運營管理需求與用例5G無線接入網優化》（標準編號：YD/T7021-2026）的研制，旨在為5GRAN智能化運營管理提供統一的頂層設計藍圖。該標準不僅明確了行業共識的“做什么”，即定義智能化應用的需求，更重要的是，它通過規范“用例”這一核心要素，界定了不同應用場景下系統應具備的功能和行為，為后續的具體技術規范、接口標準和評估方法的制定奠定了堅實基礎。這一工作在通信行業具有里程碑式的意義，標志著5G網絡運維開始從“自動化”向“智能化”的范式遷移進入標準化軌道。二、標準核心內容與技術路線本部行業標準由中華人民共和國工業和信息化部發布，屬于郵電通信行業標準。標準狀態為“未生效”，計劃于2026年6月1日發布，并于2026年9月1日正式實施。本標準的核心內容圍繞“需求”與“用例”兩大技術要素展開。2.1標準化框架與范圍本標準屬于信息通信網智能化運營管理系列標準中的基礎性、通用性標準。其核心定位是定義在5G無線接入網場景下，實施智能化運營管理的通用技術需求和典型應用用例。標準明確了研究的網絡域為5GRAN（gNB架構），服務域涵蓋了從網絡規劃、建設、運維、優化的全生命周期，重點關注運維和優化環節。標準不涉及具體算法的實現細節，而是聚焦于系統功能需求、數據需求、模型管理需求和閉環控制流程。2.2智能化運營管理需求定義本標準從系統架構、功能、數據、模型和閉環控制五個維度系統性地梳理了需求。1.系統架構需求：要求智能化運營管理平臺能夠與現有的網絡管理系統（NMS）、網元管理系統（EMS）和5G核心網（5GC）無縫對接，支持南向接口（與RAN網元交互）和北向接口（與應用/業務編排器交互）的標準化。同時，架構應具備開放性，可集成第三方AI算法引擎（如TensorFlow、PyTorch等）。2.功能性需求：*數據采集：支持從RAN網元（如DU、CU、RU）采集海量、高速、多模態數據，包括但不限于性能計數器（PM數據）、關鍵質量指標（KQI）、信令跟蹤數據、用戶面數據（XDR）以及無線環境測量報告（MR）。*數據治理：提供數據清洗、標注、特征工程、壓縮和感知網絡功能，確保數據的質量和可用性，支持結構化（如CSV）和非結構化（如JSON、二進制）數據的統一處理。*模型生命周期管理：定義AI/ML模型從“需求評估”、“數據準備”、“模型訓練與驗證”到“模型部署”、“在線推理”、“模型監控與持續迭代”的全生命周期管理需求。*決策與執行：支持基于模型推理結果的智能決策，能夠生成配置指令、調整策略或觸發自動化流程。決策指令應通過標準的接口（如NETCONF/YANG）下發至相應網元。3.數據與模型需求：標準強調了數據安全與隱私保護，要求對用戶數據進行加密和脫敏處理。對于AI模型，要求具備可解釋性（ExplainableAI,XAI），即在不泄露算法核心機密的前提下，能夠向運維人員解釋關鍵決策的邏輯依據，以提高信任度和可審計性。4.閉環控制需求：定義了智能化運營管理的閉環范式。典型閉環包括：*感知閉環：持續監測網絡狀態，識別異常。*分析閉環：利用AI模型對感知到的數據進行深度分析，定位根因。*決策閉環：基于根因分析生成最優優化方案。*執行閉環：自動或半自動（人機協同）執行優化方案，并評估效果，形成“分析-決策-執行-評估”的持續迭代。2.3典型用例分析“用例”是本標準的靈魂所在。標準通過提煉5GRAN運營中具有普遍性、高價值和智能化的典型場景，為業界提供可復用的解決方案模板。以下列舉幾個關鍵用例：1.用例一：基于AI的MassiveMIMO波束管理優化*場景描述：5G基站（gNB）的MassiveMIMO天線具有數十甚至上百個射頻通道，其波束賦形算法直接影響覆蓋和容量。傳統按固定模式或手動調整的波束方案，無法適應復雜的無線環境和用戶移動。*智能化目標：利用用戶位置信息（如波束級RSRP）、移動軌跡和業務特性，通過深度強化學習（DRL）模型，動態預測和產生最優的波束發射角度、寬度和功率，實現“用戶級覆蓋”，最大化頻譜效率和用戶體驗速率。*預期效果：小區邊緣吞吐量提升15%-30%，切換成功率提升2-5個百分點。2.用例二：網絡切片SLA保障的智能資源調度*場景描述：一張物理網絡承載了多個虛擬端到端網絡切片，每個切片對應不同的SLA（服務水平協議）要求（如工業控制切片需99.999%可靠性和1ms時延，視頻切片需高下行速率）。*智能化目標：實時預測各切片的業務流量和資源需求，利用模型動態調整無線資源（如頻域、時域、功率資源）的分配比例，確保在資源爭搶場景下，高優切片SLA不受侵犯，同時提升整體網絡資源利用率。*預期效果：切片SLA滿足率接近100%，單站資源利用率提升10%-20%。3.用例三：用戶QoE劣化的主動根因定位*場景描述：用戶報告“刷視頻卡頓”，但傳統KPI可能顯示小區側一切正常。*智能化目標：通過分析用戶面的XDR數據，利用聚類和關聯規則挖掘算法，實時關聯用戶使用的應用、所處的小區、無線環境（如干擾水平、弱覆蓋、頻繁切換）以及核心網側的信令交互情況。模型能夠自動構建“故障因果鏈”，精準定位根因是“核心網響應慢”還是“無線側弱覆蓋”或是“終端問題”。*預期效果：用戶投訴處理效率提升5倍以上，一次性解決率提高至80%。4.用例四：負載均衡的智能預測與優化*場景描述：熱點小區在特定時段擁塞，而相鄰小區負載較輕。傳統負載均衡基于閾值，反應滯后。*智能化目標：利用時間序列預測模型（如LSTM）預測未來15-30分鐘每個小區的業務負載走勢。根據預測結果，提前調整切換參數和CCO（小區容量與覆蓋優化）參數，引導用戶和業務向輕載小區遷移，實現“預測性負載均衡”。*預期效果：無線接入擁塞率降低80%，用戶感知速率提升顯著。三、主要起草單位介紹：中國信息通信研究院作為本標準的核心起草單位之一，中國信息通信研究院（簡稱“中國信通院”，CAICT）在該標準的研制過程中發揮了不可替代的主體作用。中國信通院是工業和信息化部直屬的科研事業單位，是國家在信息通信領域（ICT）最重要的支撐單位和產業創新發展的引領者。3.1機構概況與核心優勢中國信通院始建于1957年，前身為郵電部郵電科學研究院（第一代），后歷經郵電部電信科學規劃研究院、信息產業部電信研究院等發展階段。經過六十余年的發展，已形成以“信息通信技術、政策研究、產業標準、測試認證”為核心的四大業務板塊。其核心優勢體現在三方面：*國家智庫地位：長期為工信部、國家發改委、科技部等國家部委提供決策支撐，深度參與國家“網絡強國”、“數字中國”戰略的頂層設計。*標準制定引領：作為CCSA（中國通信標準化協會）的核心成員，牽頭和參與了大量通信行業標準的制定。尤其在5G/6G、人工智能、工業互聯網、數據中心等領域，其標準化力量居國內首位。*測試驗證權威：擁有世界一流的通信實驗室，是國家通信設備進網檢測和認證的主要機構，具備對5GRAN設備、核心網、終端進行全面測試驗證的能力。3.2在智能化運營管理標準領域的深耕在5G網絡智能化這一前沿領域，中國信通院超前布局。早在5G商用初期，就啟動了“網絡人工智能”相關研究。針對本標準所涉及的5GRAN智能化運營管理，中國信通院主要承擔了以下工作：1.技術體系構建：聯合中國移動、中國電信、華為、中興等產業鏈上下游，共同梳理了5GRAN智能化面臨的“數據孤島”、“模型不可遷移”、“場景碎片化”等共性難題，提出了“平臺+數據+模型+場景”四位一體的解決思路。這一思路直接構成了本標準中關于系統架構和需求定義的理論基礎。2.用例驗證與提煉：利用其龐大的實驗室網絡環境和與現網運營商合作的數據集，中國信通院主導或深度參與了多個典型用例的驗證。例如，基于深度強化學習的MassiveMIMO波束優化方案，在實際測試中使頻譜效率提升了約22%。這些成功的實驗數據，為將技術用例固化為標準用例提供了堅實的科學證據。3.測試與評估方法論：中國信通院牽頭制定了面向AI模型的性能評估體系，包括準確率、召回率、模型收斂速度、升級迭代后的性能偏差等關鍵指標。這些方法論被納入本標準中關于模型生命周期管理的需求部分，確保了標準不僅定義了“要做什么”，還規定了“做到什么程度算好”。4.國際合作推動：中國信通院在國際電信聯盟（ITU-T）、3GPP等國際標準化組織中積極發聲，推動中國在5G網絡智能化領域的標準和實踐成果走向世界。本標準中的許多核心概念和用例，與國際標準保持了高度協調，有效降低了中國標準的國際化壁壘，促進了全球5G產業的技術協同。通過上述工作，中國信通院在本標準中融入了其作為國家頂級智庫的宏觀視野、作為權威實驗室的精深技術洞察和作為產業橋梁的協調能力，確保了本標準既具備戰略前瞻性，又具備切實的可操作性。該標準的發布，是中國信通院在推動ICT與AI深度融合標準化進程中取得的又一關鍵成果。四、結論與展望《信息通信網智能化運營管理需求與用例5G無線接入網優化》標準的立項與制定，是應對5G網絡運營管理范式變革的時代產物。本標準系統性地定義了在5G無線接入網這一最具挑戰性的領域，如何利用人工智能和機器學習技術實現智能化的運營管理。它通過明晰通用“需求”和典型“用例”，為紛繁復雜的產業實踐指明了清晰的方向，解決了“為何