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判断2023 | 黄宇红：通信产业的十个技术趋势
2023年，什么技术影响我们商业？什么技术会改变市场格局？
作为坚持17年的趋势发布，判断未来一年的“通信产业年度十大技术趋势”，以其权威、专业、前瞻，赢得了产业链广泛认可，成为行业新年度决策判断的重要参考。
为更好做好“通信产业年度十大技术趋势”的调研、分析和引领性、专业性，加强与产业链的互动与参与，《通信产业报》全媒体特别邀请了产业链十五位一线资深专家联合提名“2023通信产业十大技术趋势”。“2023通信产业十大技术趋势”一经发布，受到产业链广泛好评和热烈反响。
技术是通信产业发展的根本推动力。理解技术、洞察技术，一直是做好产业发展、企业进取的关键因素。为更好呈现行业专家对年度判断的真实理解和原意洞察，《通信产业报》全媒体对部分专家的“2023通信产业十大技术趋势提名”做适当脱敏处理后，予以发布，以飨读者，助力行业与企业的年度决策与判断。
本期发布业界资深专家、中国移动研究院院长黄宇红女士的“2023通信产业十大技术趋势提名”。
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5G-Advanced功能冻结
更高效连接“信息和能量”
作为5G-Advanced的第一个版本，3GPP R18标准将在2023年12月完成主要功能，围绕卓越网络、智生智简、低碳高效三大目标，将在现有网络能力基础上延展网络覆盖、提升网络速率和定位精度、提升支持XR等新业务的能力；加速推进网络智能化、能力开放化，降低5G建设成本和运营成本，同时提升5G网络能效，助力国家实现双碳目标。总体来，5G-A让“信息和能量”的连接更高效。一方面通过双工演进、XR增强、5G+AI，智能中继等技术的摸高挖潜，进一步提升信息传输效率，将信息能量化；另一方面通过空天地一体、网络节能、无源物联、通感一体等技术，助力5G融合聚变、一网多用，提升能量信息化效率。
2
基于NTN技术的手机直连卫星
手机直连卫星指手持终端直接连接卫星并接入网络享受通信服务，该技术极大拓展现有地面蜂窝网络的服务范围，具有较高的战略、社会和商业价值。传统卫星专用终端技术体制相对落后、产业生态较差，未来发展局限性较大。基于3GPP协议的NTN（非地面网络）是目前最先进的手机直连卫星通信技术，该技术采用国际统一标准，突破卫星产业原有的封闭协议与产业生态，可以使卫星快速复用5G产业资源，大幅降低卫星连接成本。基于NTN技术的手机直连卫星将通过协议、架构、设备和产业的全面融合，面向2C和2B客户提供全国甚至全球范围内全域泛在的短信、语音、窄带甚至宽带数据手机直连服务，真正实现天地融合一体。该技术能力正在持续演进增强，在全球范围内获得越来越多产业的广泛支持。
3
智简云化无线网
以“智内生和网极简”为核心思想：在“智内生”方面，提出智简网络的框架体系和AI与网络融合系列技术，率先将算力、数据、模型和无线连接资源进行协同设计，实现无线网络的智慧内生；在“网极简”方面，原创性提出至简的无线网络架构和协议框架和弹性RAN技术，构建了至简、柔性、按需等特征统一的至简无线网络体系，通过无线网络的功能和服务的软件定义和编排，实现个性化和按需的业务服务。
可作为解决无线网络发展面临的高能耗、运维难和碎片化场景适应能力差等难题的解决方案之一。预计基于云化、智能化的5G云网算业一体行业解决方案将进一步得到广泛应用，实现网络和业务应用的快速部署、网络能力按需定制。同时，ITU-R已经将至简无线技术体系中的相关技术列为6G技术趋势。
4
算力原生
助力融通异构芯片生态竖井
使能算力网络应用跨架构部署迁移
随着5G、边缘计算的规模部署，云游戏、机器视觉、工业互联网等新型应用持续落地，云宇宙等新概念新技术不断涌现，对信息通信网络的灵活性、智能化提出了极高要求。为应对上述挑战，信息通信网络通过引入NP、ASIC、FPGA、GPU等各种异构硬件来实现极致的性能与极高的智能。然而不同厂商的异构芯片架构千差万别，工具链、驱动、软件运行时等软件栈互不兼容，导致应用被锁死在某一芯片厂商构建的生态竖井之中，无法实现跨厂商跨架构的灵活部署迁移。
为解决异构芯片生态隔离问题，算力原生技术应运而生，算力原生通过将原始程序转译成中间元语格式的原生程序，并通过原生运行时将原生程序与各芯片工具链提供的标准库文件进行链接，最终生成基于各芯片架构的可执行文件，实现一套应用代码跨架构迁移部署。作为我国原创提出的技术理念，算力原生当前已成为产学研各界研究的热点，阿里、Intel、华为、中科院等单位纷纷大力进行技术攻关和原型产品研发。算力原生将有助于构建算力网络全局泛在融通的算力基础设施资源池，真正实现应用的一次开发，全网任意部署迁移，使能未来自动驾驶、元宇宙等新型业务的落地。
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算力能效全面提升
存算一体助力通信编解码技术变革
通信编解码在移动通信中发挥着至关重要的作用，其核心算法包含大量的矩阵运算，目前主要由国外厂商垄断的FPGA硬件实现。存算一体技术颠覆传统冯诺依曼计算架构，具有大规模并行矩阵处理能力，能有效地满足FFT变换、LDPC码、Polar码、Turbo码等主流通信编解码算法的算力需求，更兼具高算力、低能耗、低成本、自主可控等优势，可广泛应用于5G基站、无线云小站、行业网关等智能化网元设备中。可以预见，存算一体技术将成为未来5G和6G通信编解码加速的新型解决方案，助力通信领域的国产化、低碳化和智能化。
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空芯光纤及其光通信系统
当前，基于实芯单模光纤的光通信系统已经接近非线性香农极限，光传输容量慢增长与信息流量快增长的矛盾突显。
空芯光纤及其光通信系统着力于空芯光纤的理论和设计、拉制和成缆、信道模型构建和光通信系统架构及关键技术等方面的研究。
由于空芯光纤的纤芯为空气，将带来三项与传统实芯单模光纤截然不同的颠覆性有利特征：1、空芯光纤中光速相比实芯单模光纤提高约0.5倍，接近真空光速，颠覆性降低1/3通信时延；2、空芯光纤非线性系数相比实芯单模光纤可降低3~4个数量级，直接熨平光纤通信系统与经典香农极限间的非线性鸿沟，颠覆性提升光纤容量；3、空芯光纤理论衰减低于实芯单模光纤，可颠覆性延长光纤通信距离。
空芯光纤及其光通信系统预期可广泛应用于超低时延超大容量超长距离光纤通信网、高保真量子通信、高精度时频同步网、高辐照环境通信等各领域。
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新型无源物联网
构建起“千亿”连接的基石
随着物联网连接规模的蓬勃增长，设备长续航、免维护、易部署等需求日益强烈，对应的零功耗、低成本物联网技术逐渐成为产业研究的热点。无源物联网的感知设备将完全没有电池，能量来自于环境中的电磁波、光照等，同时为了解决当前存在通信距离短、部署与人工运维成本高、定位不精确等问题，无源物联网正在向组网式、蜂窝式发展。随着3GPP开启“环境使能无源物联网”研究，标志着物联网零功耗通信技术迎来新的发展阶段。2023年，无源物联网将从通信性能提升、系统效率优化、 通感功能融合等多个方面进行迭代与演进，实现与蜂窝网络的深度融合，打造具备低成本、零功耗、易部署等特点的新型物联网通信网络，赋能千行百业，开启物联网千亿级连接市场，真正构建万物互联新时代。
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量子保密通信
助力通信安全
2022年诺贝尔物理学奖授予了三位量子科学家，标志着量子科技逐步成熟，并将引领新一轮科技革命和产业变革方向。量子科技包含量子保密通信、量子计算、量子测量三大技术领域，量子保密通信网络及应用已进入产业化初期，为各通信节点提供信息论安全的量子密钥，从而实现高安全性的鉴权、加密和完整性保护功能。近些年，在全球量子通信产业和国家政策支持与驱动下，量子保密通信技术市场巨大，有较好的产业发展潜力。
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信任和价值属性凸显
区块链基础设施化加速
随着区块链与人工智能、大数据、物联网等技术的融合，以及在金融、政务、能源等行业的典型应用，目前区块链产业已经进入规模化应用升级阶段，区块链作为信任基础设施的属性持续加强，并将成为Web 3.0和元宇宙的信任底座，对于安全性、高扩展性、强互操作性的需求极为迫切。进一步提升核心技术自主掌控，确保区块链基础设施的安全，提升部署规模及部署效率，实现信息和价值跨链互通互信，通过与通信网、算力网络、云计算等传统信息基础设施的深度融合赋能实体经济，将是2023年的主要方向。
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体系化人工智能
体系化人工智能（Holistic AI）主要研究对人工智能技术进行体系化重构所需的理论、技术、 机制、范式和框架，主要特征为AI服务大闭环、AI能力原子化重构、网络原生AI及安全可信AI。
体系化人工智能将AI能力、AI算力、AI业务和网络资源有机连接起来，在开放环境中实现对AI能力进行灵活且高效的配置、调度、训练和部署，使能AI能力在大闭环中的训练、推理、优化迭代和应用，以满足日益丰富的数智化业务需求 ，同时确保AI业务可信可控安全，为广大客户提供泛在、易用、安全、便利、边际成本低廉的AI服务，体现了AI作为新基建的重要特征。
体系化人工智能具备体系、易用的特点，突破AI单点应用的局限，形成以业务场景为主导的体系化的AI能力赋能体系，将AI技术深度融入到社会生产生活的实际场景中，无缝衔接各类场景流程，无感使用各种AI能力。同时，体系化人工智能可在各场景泛化应用，与大规模、复杂的通信网络的深度融合，通过云网边端的多种部署模式，把复杂性工程留在网络和平台中，让AI能力随手可用、随需可取。
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