中国联通5g核心网智能架构白皮书中国联通研究院2023年6月 中国联通5g核心网智能架构白皮书尊龙凯时人生就博的版权声明本报告尊龙凯时人生就博的版权属于中国联合网络通信有限公司研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其他方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国联通研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。 中国联通5g核心网智能架构白皮书-1-目录一、5g智能技术发展驱动力.................................................4二、5g智能化典型应用场景.................................................5（一）网络切片性能保障..................................................5（二）边缘计算路由优化..................................................6（三）ue行为分析及业务优化.............................................7（四）网络拥塞分析......................................................8（五）定位业务赋能......................................................9（六）智能选网.........................................................10（七）qos预测及可保持性分析...........................................11三、5g核心网智能架构关键技术............................................12（一）nwdaf分析框架...................................................121.数据采集及分析反馈................................................122.nwdaf发现和选择..................................................133.分析上下文的管理和传递............................................144.nwdaf分析聚合....................................................15（二）ml模型管理及交互................................................171.nwdaf逻辑功能分解................................................172.ml模型管理和共享.................................................183.多mtlf协同的联邦学习.............................................19（三）数据管理和协调...................................................211.数据协调..........................................................212.数据存储..........................................................233.数据的格式化和预处理..............................................24（四）分析时间/时延管理................................................25（五）事件通知静音机制.................................................27（六）ue应用数据采集..................................................28四、总结和展望...........................................................30五、缩略语...............................................................31 中国联通5g核心网智能架构白皮书-2-前言随着5g网络覆盖不断铺开，5g业务形态不断创新和演进，5g网络的业务能力开始从单一化走向多样化，网络部署也逐渐从中心化转为分散化/边缘化，这些变化都对传统的网络治理手段提出了巨大的挑战。而近年来人工智能技术快速发展，人工智能算法的不断演进和迭代，设备硬件能力持续提升，标志着人工智能技术的逐步成熟，也为5g网络的智能化治理提供了一种可能。本白皮书针对3gpp定义的以网络数据分析功能nwdaf为核心的5g核心网智能架构，讨论了5g核心网智能化的典型场景、系统架构要求和关键技术能力，为未来的5g网络智能化演进提供了一个思路。本白皮书由中国联通研究院牵头编制，参编单位包括（排名不分先后）：华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、维沃移动通信有限公司、北京小米移动软件有限公司、oppo广东移动通信有限公司、腾讯云计算（北京）有限责任公司、中国信息通信科技有限公司、爱立信（中国）通信有限公司、上海诺基亚贝尔股份有限公司。 中国联通5g核心网智能架构白皮书-3-编写组成员（排名不分先后）：任驰、穆佳、王远、李卓明、朱进国、牛娇红、吴晓波、崇卫微、沈洋、刘建宁、许阳、张云飞、张卓筠、王胡成、段小嫣、刘坚、贾小萌、樊涛、王伟新。 中国联通5g核心网智能架构白皮书-4-一、5g智能技术发展驱动力随着5g标准化工作的推进，5g市场也在经历高速发展并逐渐走向成熟，目前我国的5g基站总数已经达到196.8万站，5g网络覆盖全部的地级市，并覆盖了超过98%的县城城区和80%的乡镇镇区。此外，中国信通院发布的《中国5g发展和经济社会影响白皮书》指出，5g具有显著的技术深度，拥有开发创造新业态、新产品、新工艺和新技术的巨大潜力，这也表示未来5g应用的主战场将更多的面向垂直行业市场，从传统的个人移动终端业务向工业、电力、金融、医疗、港口、智慧城市等各个垂直领域扩展和渗透。新一代信息技术与制造业进一步深度融合，工业互联网创新发展迈出更坚实步伐，随着“5g 工业互联网”512工程纵深推进，全国建设项目已超过3100个，为数字产业发展带来更多增长机会。层出不穷的新应用、新需求、新场景也进一步影响了5g网络的演进，使5g网络持续向复杂化、分散化和灵活化发展，运营商需要支持针对不同客户的需求创造定制化和个性化的业务体验，这也进一步要求5g网络能够对网络资源进行更快速和更精确的调度。同时，垂直行业在业务性能方面的要求也呈现越来越严苛的趋势，这也要求5g网络能够对网络状态进行针对性的感知，并以此为基础进行经验性的，甚至是预测性的动态调整和优化。以上的商业和技术发展趋势为构建智能化5g网络提供了契机， 中国联通5g核心网智能架构白皮书-5-而近年来人工智能技术的不断发展、机器学习算法的不断丰富、计算设备性能的持续提升，也为5g网络的智能化提供了可能性。作为5g网络最大的数据生产者之一，5g核心网已经成为了各个标准组织进行移动通信网络智能化讨论的早期阵地。5g核心网智能架构的引入，使得5g网络可以深度的利用和开发5g核心网产生和管理的海量的，多样的数据，为运营商提高网络资源利用率，优化用户业务体验，进而提升5g网络价值提供了一条值得探索的新路径。二、5g智能化典型应用场景（一）网络切片性能保障5g时代业务场景的多样性为运营商带来了巨大的挑战，传统的网络建设和管理思路难以适应快速发展和演进的移动通信网络部署需求，在此背景下网络切片技术应运而生，通过基于5g服务化架构的网络切片技术，运营商将能够最大程度地提升网络对外部环境、客户需求、业务场景的适应性，提升网络资源使用效率，最优化运营商的网络建设投资，构建灵活和敏捷的5g网络。考虑到有限的网络资源和不断变化的网络环境，随着切片数量的增加，运营商是否在任何时间都能够保障所有切片的性能以确保用户获得满意的业务体验，是一个对切片用户非常重要的问题。智能化能力的引入成为动态切片资源管理的重要应用趋势，通过汇聚切片业务相关的网络数据，网络可以根据每切片的使用情况分析获得切片用户 中国联通5g核心网智能架构白皮书-6-业务qoe情况的统计（如占总数多少百分比的用户已经低于sla所要求的qoe），将分析结果信息应用到网络切片的规划、部署、监控、优化的各个环节中，及时的调整切片资源分配，并将已有切片的分析信息应用到新切片的设计和上线过程中，实现切片的自动化业务控制和sla保障。进一步的，网络还可以基于历史分析信息进行面向未来的切片性能预测，在用户qoe下降之前提前完成资源的优化配置，缩短或避免用户对qoe降级的感知。（二）边缘计算路由优化边缘计算（edgecomputing）技术是5g架构的重要创新之一，边缘计算通过在靠近终端或数据源的位置进行网络能力覆盖，向用户提供结合了融合计算、敏捷联结、实时高效、安全隐私等特性的业务体验。5g的大规模部署和广泛覆盖也给边缘计算的深入发展提供了支撑，为智慧城市、智能安防、智能电网等创新应用场景提供了尊龙凯时人生就博的解决方案，并将在未来进一步扩展到自动驾驶、体育赛事、演出直播等商业领域。目前，国内已有数百个5g边缘计算应用投入应用，范围覆盖工厂、矿山、场馆等多类业务场景，并且新的场景和应用仍在持续的开发和落地，在依托于5g的数字经济发展中发挥了巨大的作用。在实际的部署中，同一个边缘计算业务可能会在一个区域（如一个城市内）部署多个支持该业务的边缘应用服务器，随着用户使用业 中国联通5g核心网智能架构白皮书-7-务过程中发生移动，就需要针对用户的边缘应用业务路由进行实时的调整，以确保用户总是路由到业务体验最优的边缘应用服务器。而边缘应用的概念中，所谓的“靠近”终端/数据源/服务器更多的是一个相对的概念，绝对距离的靠近并不意味着用户一定能获取最优的业务体验，同时还需要考虑当前和目标upf节点的负载、传输网路由配置、用户移动性（如步行类的低速移动或乘坐汽车、火车等的高速移动）等因素。5g网络通过智能化的分析手段，能够实时的判断用户边缘业务感知情况，并在业务体验无法满足时，结合实时的边缘路由性能分析数据，在全网范围内为用户选择当前最优的边缘应用路由，提升用户的业务体验。（三）ue行为分析及业务优化5g核心网作为用户业务管理和调度的核心，拥有非常丰富的用户数据，包括用户设备的签约信息、能力信息、标识信息等静态数据，还包括移动位置信息、业务相关信息（如速率、qos等）等动态数据，以及第三方提供的业务相关策略等信息。这些静态和动态数据可以从amf、smf、pcf和udm等网元中获取，也可以从oam系统获取。在符合国家的用户数据安全相关的法律法规和用户隐私的前提下，根据用户或客户需求，5g核心网可以合理的智能分析和利用这些数据，来优化业务传输，提升网络资源利用率，还能通过ue行 中国联通5g核心网智能架构白皮书-8-为分析及预测，大大提升用户体验。比如：5g核心网通过分析网络数据，可以获取特定区域，特定时间段内的如用户数量、人员移动轨迹、业务贡献度等信息，进而指导第三方应用提供方的户外广告投放、应用层定向业务优化策略制定等行为。5g核心网还可以根据第三方可提供的策略和需求信息，提供业务的优化。例如：第三方提供预置的ue行为信息给5g核心网（如，预置ue行动轨迹信息，预置ue通话时间、时长信息等等），5g核心网可以根据这些预置信息，提前预留和调度资源以提供更可靠更优质的通信服务。此外，5g核心网可以