清华大学-中国移动联合研究院发布最新成果!

 产业动态     |       2022/7/6 12:02:00
➤➤➤清华大学-中国移动联合研究院发布“语义通信原型系统”,相同质量下将码率降低为10%-20%

6月21日,在中国移动主办的2022年科技周暨移动信息产业链创新大会上,清华大学-中国移动联合研究院发布了语义通信原型系统。

多媒体语义表征与通信是6G的重要研究方向。图像、视频语义编码与传输,可大幅降低传输数据量,并支持多媒体语义理解任务。清华大学-中国移动联合研究院发布的语义通信原型系统,是研究团队前期重要的研究内容与成果。相比于传统H.264编码,针对人脸场景,语义通信在相同用户体验下将码率降低为10-20%,即降低到3KB也能获清晰流畅体验。该平台核心技术优势在于不再对像素进行流式传输,而是通过语义编码器提取头部姿态和面部表情的运动参数,将其编码为比特流传输。接收端语义解码器根据头部姿态和面部表情参数驱动参考帧,合成说话人头部。

下一步,清华大学-中国移动联合研究院将继续开展语义通信关键技术攻关,并欢迎与业界合作伙伴一起,开展在视频会议、直播等系统中的集成应用工作,尽快为用户带来语义通信高质量新体验。

➤➤➤清华大学-中国移动联合研究院发布“5G无线云网络小站”,相同容量下功耗下降30%

中国移动于6月21日至24日开展“聚势谋远,链创未来”2022年科技周暨移动信息产业链创新大会系列活动,旨在深入推动“链长”工作,汇聚产业链上中下游合作伙伴,围绕移动信息产业链关键难点展开探讨,共同助力产业高质量发展。

科技自立自强是国家重要战略,中国移动作为基础电信领域领先央企,积极推动自主可控的产业链发展,积极引导5G/B5G产品及关键技术发展演进。自2021年起,清华大学-中国移动联合研究院着力开展5G商用云小站中的关键核心技术攻关,基于ARM通用服务器,完成了5G商用云小站原型样机研发。项目组创新性提出分布式弹性软件架构、跨层动态多核多任务调度算法、基于芯片微架构的功耗优化算法等方案并应用于样机中,在满足5G大带宽低时延的高性能处理要求的同时,整机功耗相对于其他平台降低30%左右。同时,样机以行业应用为需求导向,支持云化、本地分流和切片等功能,可面向ToB场景灵活定制和敏捷部署。

2022年,中国移动与清华大学进一步紧密联合开展5G云小站商用产品研发,继续发挥联合研究院在产品研发和核心技术攻关方面的优势,实现5G云小站向云化智能化的商用演进,发挥中国移动产业带动价值及应用示范价值,推动自主可控的无线云网络产业发展。

➤➤➤清华大学-中国移动联合研究院发布“应急场景活动基站以及空天地融合仿真平台”,实现高中低轨卫星追踪及星地融合技术验证

中国移动于6月21日至24日开展“聚势谋远,链创未来”2022年科技周暨移动信息产业链创新大会系列活动,与产业链上中下游合作伙伴针对移动信息关键难点展开探讨。会上,中国移动介绍了与清华大学合作研发的应急场景活动基站原型以及空天地融合通用仿真平台。其中,活动基站集成了边缘计算本地处理能力,可实现高中低轨卫星追踪及自适应选择;仿真平台实现了多星多波束性能仿真及星地双网共存互扰仿真。

《“十四五”数字经济发展规划》指出,要建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施。中国移动作为基础电信领域领先央企,基于国家政策牵引,积极推进空天地一体化发展。2021年起,中国移动与清华大学成立联合研究院,联合开展了空天地一体化的关键核心技术攻关,充分发挥了中国移动的产业龙头带动能力和清华大学的核心基础科研能力。

面向现网应用,为增强现阶段中继模式的星地融合互联互通,全面提升公司应急保障能力,联合研究院开发了应急场景活动基站原型样机,通过将可机动部署的基站与卫星通信相结合,解决了常规固定和光纤束缚的不灵活性问题,构建部署便捷、应用本地化、高中低轨灵活中继的一体化方案。其中,软定义弹性回传链路,可适应活动基站和空天网络运动特性,支持高中低轨卫星多链路自适应选择、捆绑和均衡;分布式融合通信业务平台,可实现本地业务本地处理和异构终端互通,提高网络效率和用户体验;智能客服信息处理系统,通过智能本地交互抽取高层次语义,优化信息传输;ORAN标准5G基站,便于集成扩展。

面向未来星地融合阶段,为支撑空天地一体化方案增强研究及未来双网同频部署,提升运营商在卫星领域的价值点,联合研究院完成多星多波束性能仿真及星地双网共存互扰仿真,为星地融合架构共存部署技术研究提供仿真和验证平台。针对多星多波束复杂场景下的性能评估问题,基于STK+Matlab搭建多星多波束仿真平台,精确模拟多星运动轨迹、多波束天线和信道,卫星数目、波束数目、轨道、高度等参数均可配置;针对空天地网融合后的复杂干扰问题,基于Visualyse搭建星地干扰仿真平台,具备复杂星地系统干扰的建模仿真能力,为进一步的星地频谱共享研究提供了有效评估手段,为星地协同组网提供技术储备。

2022年,中国移动与清华大学基于21年研究成果,进一步联合开展天地一体化重大技术创新,推动关键技术突破与产品增强,探索实现活动基站向轻量便携化演进及试点应用,继续发挥联合研究院在卫星和天地融合领域的技术和产品积累的优势,为中国移动天地一体网发展提供技术储备,支撑我国天地一体化技术和产业发展。

➤➤➤清华大学-中国移动联合研究院发布“基于忆阻器的存算一体宏单元技术验证系统”,大幅提升AI算力及能效

6月21日,在中国移动主办的2022年科技周暨移动信息产业链创新大会上,清华大学-中国移动联合研究院发布了业内首款基于忆阻器的存算一体宏单元技术验证系统。

随着人工智能等应用对强算力、高能效的计算需求,传统冯·诺依曼架构由于存算分离带来的存储墙、功耗墙问题,以及摩尔定律失效等因素,算力提升遇到瓶颈,存算一体从架构上颠覆冯·诺依曼存算分离模式,有望彻底解决存储墙、功耗墙问题。

清华大学-中国移动联合研究院联合攻关存算一体大规模忆阻器阵列制备技术、多忆阻器阵列协同高性能计算框架技术,研发业内首款基于忆阻器的存算一体宏单元技术验证系统,具有里程碑意义。

该验证系统通过引入新材料、新器件,新架构,具有数据非易失,写入速度快、可集成度高、抗噪能力强、工作能耗低的优势。通过构造忆阻器交叉阵列,并基于欧姆定律和基尔霍夫定律实现高效的模拟乘加运算,大幅提升了AI算力及能效。忆阻器集成规模突破百万级,峰值算力和能效相比相同工艺下的主流GPU提升1-2个数量级,达到业内领先水平。该系统为基于忆阻器的存算一体芯片研发奠定了坚实基础,未来有望率先在物联网终端、行业网关、5G云小站等端边场景集成应用,并逐步扩展至数据中心高效计算场景。

➤➤➤清华大学-中国移动联合研究院发布“高集成多传感智能微系统”,5cm3空间集成感通算功能

近日,在中国移动主办的2022年科技周暨移动信息产业链创新大会上,清华大学-中国移动联合研究院发布了高集成多传感智能微系统。

针对工业、农业、交通等场景下空间体积受限、能源供应受限、使用成本受限、维修维护受限等问题,中国移动-清华大学联合研究院研发了多功能传感智能微系统,提供集智能化、无线化、自供能为一体的行业设备实时监测管理解决方案。相比主流传感器60cm3左右的尺寸,本次发布的多功能传感智能微系统,在集成声音、温度、湿度、振动四种传感功能后,大小仅为5cm3,并同时配备光伏能量自采集模块和内嵌功能扩展模块,达到国际领先水平。智能微系统具备感知、计算、通信等功能,系统待机功耗仅为0.5mW,使其在低功耗状态下仍能高质量地完成监测任务。

下一步,清华大学-中国移动联合研究院将继续开展智能微系统关键技术攻关,并欢迎与业界合作伙伴一起,为行业数字化发展提供多功能智能感知解决方案。

➤➤➤清华大学-中国移动联合研究院发布“动态网络位置路由控制面原型”,为大规模天基算力网络发展奠定技术基础

6月22日,在中国移动2022年科技周暨移动信息产业链创新大会“算网一体”技术论坛上,中国移动联合清华大学发布了创新成果“动态网络位置路由控制面原型”。该成果面向天地一体的动态网络环境,提出基于IPv6的位置编址寻址机制,通过该机制实现天地一体统一路由,为未来大规模天基算力网络的发展奠定了技术基础。

低轨星座向巨型化发展,使得激增的卫星运管数据占据了大量天地传输链路资源,利用星上自主路由实现巨型星座等大规模网络自主运管的需求日益强烈。实现星上自主路由,可以提升运行效率,并与应用层协议解耦,从而支持承载更丰富的网络功能与上层业务。

动态网络位置路由控制面原型是实现星上自主路由功能,从而面向算网一体实现全域算力连接,赋能通感算一体化星云算网的初步尝试。它通过位置编址在IP地址中引入的地理区块信息,构造层次化的IPv6富语义编址,实现编址与移动性解耦,避免用户IP地址频繁切换和网关地址转换,既保持IP编址的全网统一、唯一与兼容的同时,又降低路由计算复杂度,避免路由更新,降低存储开销。

中国移动研究院基础网络技术研究所副所长陆璐在进行成果发布时表示,IP网具有基础性和开放性特征,一方面要求全程全网统一协议,另一方面依靠自底向上的创新机制,未来中国移动会进一步和高校、产业界通力合作,抓住机遇,促进IT和CT的协同发展。

➤➤➤清华大学-中国移动联合研究院发布“端到端确定性流量调度原型”,拥塞情况下关键业务按时到达率从64%提升至92%

6月22日,在中国移动2022年科技周暨移动信息产业链创新大会“算网一体”技术论坛上,中国移动联合清华大学发布了创新成果“端到端确定性流量调度原型”。该成果面向新型视频直播类等确定性要求的业务,创新性提出端侧基于剩余时间的确定性网络调度技术,确保关键业务流量按时到达率,丰富了确定性网络的实现方法和路径,促进进一步的部署应用。

端到端确定性流量调度面向实时视频、AR/VR等数据流的需求和流量模型,一方面,首创提出引入“块完成时间(BCT,Block Completed Time)”作为传输延迟指标,可以更好得反应时延准确性;另一方面,基于QUIC协议的ACK帧扩展,构建剩余时间敏感的传输协议DTP(Deadline-aware Transport Protocol),在发送端实现综合考虑剩余时间以及优先级的确定调度。

本成果可以在网络拥塞的情况下将关键帧的按时到达率从64%提升到92%,证明了其性能和有效性。同时,对中间网络无改动,兼顾了成本和性能,具备良好的可扩展性。最后,相比于占用更多带宽占用的方法,有利于整体上对网络资源的保护,应用前景良好。相关工作已经在CCSA TC3立项,以及在IETF推进相关的文稿。


中国移动研究院基础网络技术研究所副所长陆璐在发布成果时表示,确定性网络的应用场景正在随着5G以及面向6G和算力网络等方向的发展不断丰富,将会成为运营商构建高品质网络的核心能力之一。面向差异化的确定性网络要求,需要综合考虑方案的性能和成本的平衡,才能有效促进确定性网络的应用和产业发展。

➤➤➤清华大学-中国移动联合研究院发布“NFV网络日志智能分析端到端解决方案”,故障处理效率提升35%

日志监控是5G/NFV运维能力体系的重要组成部分,日志作为重要的基础运维数据之一,具备及时性高、关联定位能力强的特点。中国移动基于与清华大学共建的联合研究院提出NFV网络日志智能分析端到端解决方案,涵盖日志序列化解析、日志异常检测、日志故障诊断等分析流程,打造一站式故障分析与诊断能力。通过训练好的单词分类器,实现了日志模板的在线增量更新,日志解析准确率达到96%,并通过将原始日志转换成“模板编号+变量”的方式,对日志进行了压缩,节省70%的存储成本。针对现网环境中复杂多变的异常问题,提出了日志序列异常检测加参数异常检测的方案,可识别95%的现网异常类型。在故障诊断方面,利用知识图谱对日志中广泛存在的多种信息进行建模,并基于知识图谱嵌入的方式用嵌入向量表示知识图谱中的信息,生成历史故障样本的表示向量,实现对故障样本的精细化表征。最后通过聚类自动将各故障样本归类,大幅降低了专家进行故障研判与标注的成本。

本方案已经在中国移动广东公司部署应用,日均处理现网日志8亿+条。基于本方案输出结果,现网专家梳理沉淀实时预警规则150余条,74条实时预警规则已部署,并通过预警前转至故障管理中心,提升故障处理效率35%,有效支撑基于日志开展网络运维工作的广度与深度。

➤➤➤清华大学-中国移动联合研究院发布“电视大屏多兴趣智能推荐”成果,服务超5600万家庭用户

随着中国移动魔百和业务的快速发展,中国移动的电视大屏用户体量持续增加,海量用户的兴趣多样性给业务运营工作带来空前的复杂度。如采用传统的人工运营模式,将面临成本高、视频内容利用率低、业务价值提升困难等诸多难题。

为解决上述问题,中国移动基于与清华大学共建的联合研究院开展多兴趣智能推荐算法研究,研发业界首个电视大屏领域多兴趣智能推荐框架(见图1),该框架采用了自注意力(Self-Attention)机制与用户实时意图预测技术,设计了目标意图蒸馏(Target-Intent Distillation)损失函数,通过多兴趣提取模块建模家庭场景下多个用户的不同兴趣,目标意图预测模块实时识别用户意图,实现家庭用户兴趣的动态聚合。在电视大屏现网数据集上,推荐效果得到显著提升,其中命中率提升5.8%, NDCG(排序性能)提升8.3%,实现了电视大屏数字内容的“一人一面”实时个性化精准推荐效果。

目前,该成果已经集成到中国移动智慧中台的九天数字内容推荐能力中,上线中国移动魔百和长尾推荐、搜索推荐等多个推荐场景(见图2),服务超5600万家庭用户,实现用户体验和业务价值的双提升。中国移动将在2022年底将此创新成果推广至全国落地应用。