6G網(wǎng)絡(luò)的綠色可持續(xù)發(fā)展是未來(lái)通信技術(shù)的重要方向，涉及能源效率提升、可再生能源利用、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化、智能網(wǎng)絡(luò)管理和循環(huán)經(jīng)濟(jì)等多個(gè)方面，也面臨著技術(shù)復(fù)雜性、成本壓力、政策與標(biāo)準(zhǔn)、用戶行為與需求以及環(huán)境影響評(píng)估等多重挑戰(zhàn)。2025全球6G技術(shù)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)大會(huì)-“6G綠色與可持續(xù)發(fā)展”平行論壇將重點(diǎn)探討如何通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、政策支持和多方合作，促進(jìn)6G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展，為全球環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約做出貢獻(xiàn)。
大會(huì)前夕，“6G綠色與可持續(xù)發(fā)展”平行論壇執(zhí)行主席、華中科技大學(xué)葛曉虎教授在【6G洞見(jiàn)】訪談欄目中，對(duì)AI等先進(jìn)技術(shù)如何賦能6G和可持續(xù)發(fā)展做了詳細(xì)解讀。
Q1：2024-2025年，AI在各個(gè)領(lǐng)域呈現(xiàn)出巨大的潛力，尤其2025年中國(guó)企業(yè)在AI上的創(chuàng)新引領(lǐng)，推動(dòng)AI進(jìn)入全新的研發(fā)與應(yīng)用局面。在此趨勢(shì)下，您認(rèn)為，AI在降低通信網(wǎng)絡(luò)能耗、實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展中越來(lái)越明確的關(guān)鍵作用有哪些？
葛曉虎：AI在降低通信網(wǎng)絡(luò)能耗和實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。首先，AI可以通過(guò)優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)的資源調(diào)度與管理，提高網(wǎng)絡(luò)效率。智能化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠根據(jù)實(shí)時(shí)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源的分配，避免資源浪費(fèi)。比如，在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，AI可以優(yōu)化頻譜資源的分配，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更加高效。
其次，AI在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能效管理方面也起到關(guān)鍵作用。通過(guò)對(duì)設(shè)備使用狀態(tài)的實(shí)時(shí)分析，AI能夠預(yù)測(cè)設(shè)備的負(fù)載變化并制定節(jié)能策略。在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較低時(shí)，AI可以自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備的功耗，減少不必要的能源消耗，從而提升綠色節(jié)能效果。
同時(shí)，AI在物理層的應(yīng)用同樣具有重要意義。通過(guò)智能化的波束賦形和動(dòng)態(tài)天線調(diào)整，AI能夠在物理層層面優(yōu)化信號(hào)傳輸路徑，減少信號(hào)衰減和干擾，提高通信效率。AI還可以根據(jù)實(shí)時(shí)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)需求，智能地分配和調(diào)整傳輸功率，確保信號(hào)質(zhì)量的同時(shí)最大限度降低能量消耗。通過(guò)這種方式，AI在物理層的應(yīng)用不僅提升了網(wǎng)絡(luò)性能，還有效支持了低功耗和高效能的通信系統(tǒng)。
最后，AI通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，能夠識(shí)別潛在的節(jié)能機(jī)會(huì)并優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，減少不必要的維護(hù)成本。這些應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，推動(dòng)了通信網(wǎng)絡(luò)向更加綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展，降低了碳排放并優(yōu)化了能源使用。
Q2：之前您在相關(guān)論文中提到，AI技術(shù)本身可以優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減碳，但另一方面，AI技術(shù)自身的訓(xùn)練部署也會(huì)帶來(lái)額外的能耗，特別是當(dāng)數(shù)據(jù)量激增的時(shí)候。因此，在通信能耗與部署運(yùn)行AI算法的能耗之中存在著一個(gè)權(quán)衡關(guān)系。對(duì)于該問(wèn)題，隨著AI技術(shù)的進(jìn)步和6G科研的加速，目前是否有更好的解決辦法或途徑？
葛曉虎：是的，AI技術(shù)的訓(xùn)練與部署可能帶來(lái)額外的能耗，特別是在數(shù)據(jù)量激增的情況下，訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等高復(fù)雜度模型時(shí)，所需的計(jì)算資源和能源消耗會(huì)顯著增加。然而，隨著AI技術(shù)的進(jìn)步，特別是高效能AI模型的出現(xiàn)，我們可以看到一些可能的解決途徑。
首先，模型優(yōu)化是減少AI訓(xùn)練能耗的重要途徑。通過(guò)量化、剪枝、蒸餾等技術(shù)，AI模型的復(fù)雜度可以得到有效降低，從而減少計(jì)算資源的需求。這些優(yōu)化技術(shù)可以使AI模型在保證預(yù)測(cè)精度的前提下，顯著降低能耗。
其次，邊緣計(jì)算的應(yīng)用也可以減輕AI算法對(duì)中心服務(wù)器的能耗壓力。在6G網(wǎng)絡(luò)中，邊緣計(jì)算將能夠在靠近數(shù)據(jù)源的地方處理AI任務(wù)，避免大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行姆⻊?wù)器進(jìn)行處理，從而減少通信能耗和延遲。
此外，綠色AI硬件的出現(xiàn)，也為節(jié)能提供了新的解決方案。隨著專門針對(duì)AI任務(wù)優(yōu)化的硬件（如TPU和GPU）的發(fā)展，這些硬件能夠提供更高效的計(jì)算能力，在減少能源消耗的同時(shí)，不降低AI算法的性能。
最后，隨著AI算法的自主學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)調(diào)度機(jī)制的增強(qiáng)，AI在通信網(wǎng)絡(luò)中可以更智能地調(diào)節(jié)其計(jì)算資源的分配，避免無(wú)謂的能耗，從而在系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
Q3：在向6G的演進(jìn)中，目前AI在5G-A的綠色化、節(jié)能化、高效化目標(biāo)上，已經(jīng)通過(guò)部署哪些技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了哪些比較顯著的成效？
葛曉虎：在5G-A向6G演進(jìn)過(guò)程中，AI已廣泛應(yīng)用于綠色化、節(jié)能化和高效化目標(biāo)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.智能基站節(jié)能：AI結(jié)合大數(shù)據(jù)分析與強(qiáng)化學(xué)習(xí)，對(duì)基站的流量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并智能調(diào)節(jié)基站功率或動(dòng)態(tài)關(guān)停低負(fù)載基站。據(jù)中國(guó)電信的數(shù)據(jù)，基于AI的基站智慧節(jié)能使5G日綜合節(jié)能效率達(dá)到16%以上，年化節(jié)電量達(dá)6億度以上，節(jié)省電費(fèi)4.5億元，每年直接減少二氧化碳排放約35萬(wàn)噸，同時(shí)可節(jié)省軟硬件相關(guān)投資約3億元，并大幅降低常態(tài)化運(yùn)維工作量。
2.自適應(yīng)MIMO優(yōu)化：在5G-A網(wǎng)絡(luò)中，AI用于優(yōu)化大規(guī)模MIMO系統(tǒng)，提升頻譜利用率并增強(qiáng)信號(hào)覆蓋。AI技術(shù)能夠通過(guò)實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析，動(dòng)態(tài)調(diào)整天線陣列和波束方向，以最大化傳輸效率和減少能耗。根據(jù)愛(ài)立信的研究，AI優(yōu)化的MIMO方案可以提高15%-25%的能源效率，同時(shí)增加網(wǎng)絡(luò)吞吐量。AI還通過(guò)優(yōu)化信號(hào)的分配，減少干擾，并根據(jù)實(shí)時(shí)環(huán)境調(diào)整通信鏈路，確保信號(hào)的穩(wěn)定性和質(zhì)量。這些技術(shù)幫助5G-A網(wǎng)絡(luò)在高密度環(huán)境中有效運(yùn)作，提供更高效的通信服務(wù)。
3.智能資源調(diào)度：今年年初，中國(guó)電信等進(jìn)行的無(wú)線AI新型調(diào)度技術(shù)現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)表明，在不新增現(xiàn)網(wǎng)基站智算能力的情況下，應(yīng)用輕量級(jí)AI模型即可實(shí)現(xiàn)波束級(jí)時(shí)頻空多維資源的協(xié)同調(diào)度。在中高負(fù)載場(chǎng)景下，用戶平均吞吐量得以提升15%以上，AI模型的性能增益波動(dòng)小于5%；在AI模型訓(xùn)練期間，基站CPU利用率和能耗抬升小于1%，AI模型上線使用后，基站CPU利用率和能耗基本不變。
4. 網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化（SON）：AI驅(qū)動(dòng)的自優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)（SON）技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于5G-A網(wǎng)絡(luò)，以提高頻譜、功率和負(fù)載等網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率。通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)，AI可以自動(dòng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，以便應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的波動(dòng)和擁塞。諾基亞的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，AI賦能的SON系統(tǒng)能夠提升15%的網(wǎng)絡(luò)效率，并減少10%-15%的擁塞率。此外，SON技術(shù)通過(guò)減少人為干預(yù)、優(yōu)化維護(hù)流程，不僅提升了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)效率，還大幅度降低了能源消耗和運(yùn)維成本，為綠色網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供了有效的技術(shù)支持。AI在5G-A的這些部署為6G綠色可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，通過(guò)智能優(yōu)化提升通信能效，同時(shí)降低運(yùn)營(yíng)成本，為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的低碳發(fā)展提供可行路徑。
Q4：您認(rèn)為產(chǎn)學(xué)研用等各領(lǐng)域需要如何加強(qiáng)國(guó)際合作，來(lái)推動(dòng)6G的綠色與可持續(xù)發(fā)展？
葛曉虎：推動(dòng)6G的綠色與可持續(xù)發(fā)展需要產(chǎn)學(xué)研用各方加強(qiáng)國(guó)際合作，重點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同和政策支持等方面深化協(xié)作。高校應(yīng)與企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)共建跨國(guó)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，推動(dòng)AI賦能的通信節(jié)能技術(shù)、低功耗芯片與綠色網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究，同時(shí)參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定，促進(jìn)技術(shù)共享與知識(shí)流動(dòng)。政府和產(chǎn)業(yè)界需推動(dòng)綠色投資計(jì)劃和碳中和政策，構(gòu)建開(kāi)放共贏的全球6G生態(tài)，加速綠色通信技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用。 
