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开放式 RAN (O-RAN) 参考架构
O-RAN 教程
O-RAN 参考架构旨在实现下一代 RAN 基础设施。O-RAN 架构的设计遵循智能和开放的原则，是构建基于开放硬件的虚拟化 RAN 的基础，具有嵌入式 AI 无线控制，这是全球运营商所设想的。
该架构基于明确定义的标准化接口，以实现开放、可互操作的供应链生态系统，全面支持和补充 3GPP 和其他行业标准组织所倡导的标准。
O-RAN参考架构
O-RAN参考架构如下图所示
它具有以下功能块：
- 具有非实时 RAN 智能控制器的编排/NMS 层
- RAN智能控制器（RIC）近实时功能层
- 多RAT CU协议栈功能
- DU 和 RRU 功能
具有非实时 RAN 智能控制器的编排/NMS 层
非 RT 控制功能 (> 1 秒) 和近实时 (near-RT) 控制功能 (<1 秒) 在 RIC 中分离。非 RT 功能包括服务和策略管理、RAN 分析和近实时 RAN 功能的模型训练。在 RIC 非 RT 中生成的训练模型和实时控制功能分发到 RIC 近实时以进行运行时执行。
- O-RAN规范定义了具有RIC非RT的Orchestration/NMS层与包含RIC近RT的eNB/gNB之间的A1接口。
- 非 RT RIC 中的网络管理应用程序通过 A1 接口以标准化格式接收来自模块化控制单元 (CU) 和分布式单元 (DU) 的高度可靠数据并采取行动。
- 基于人工智能的策略和基于机器学习的模型在 RIC 非 RT 中生成消息并传达给 RIC 近 RT。
- 非 RT RIC 的核心算法由网络运营商拥有和部署
- 该算法能够通过部署针对各个运营商政策和优化目标进行优化的不同模型来修改 RAN 行为
RAN智能控制器（RIC）近实时功能层
O-RAN 参考架构为下一代 RRM 提供了嵌入式智能，同时可选择容纳传统 RRM。这位于 RIC Near RT 功能层内。RIC near-RT 与传统 RRM 完全兼容，其设计旨在增强具有挑战性的操作功能，例如每个 UE 控制的负载平衡、RB 管理、干扰检测和缓解。
该层具有以下功能
- 它利用嵌入式智能提供新功能，例如 QoS 管理、连接管理和无缝切换控制。
- RIC near-RT 提供了一个强大、安全且可扩展的平台，允许灵活地加入第三方控制应用程序。
- RIC 近实时功能利用名为"无线电网络信息库"（R-NIB）的数据库，该数据库可捕获底层网络的近实时状态
- 它将各种 RAN 测量数据提供给近 RT RIC，以促进无线资源管理
- 它还向 CU/DU 提供启动配置命令。
- 近实时 RIC 可由传统 TEM 或第三方参与者提供
- RIC near-RT 从 RIC non-RT 接收 AI 模型并执行该模型来改变网络的功能行为
接口参考点（A1 和 E2）
- 如上所述，A1 是非 RT RIC 与包含近 RT RIC 的模块化 CU 之间的接口。
- E2 是 O-RAN 架构中近 RT RIC 和 CU/DU 之间的标准接口。
多RAT CU协议栈功能
- Multi-RAT协议栈功能支持4G、5G等协议处理。
- 协议栈的基本功能是根据near-RT RIC模块下发的控制命令来实现的，例如handovers
多制式CU功能需部署在虚拟化平台上
- 这种虚拟化为CU和近RT RIC提供了高效的执行环境，能够跨多个网络元素分配容量，具有安全隔离、虚拟资源分配、加速器资源封装等优势
- 当前架构使用 3GPP 提供的 F1/E1/X2/Xn 现有接口定义
该接口可以增强以支持多供应商之间的互操作，TEM 提供的 CU 为 DU 提供区域 CP 和 UP 锚点
DU 和 RRU 功能
- DU 和 RRU 功能包括实时 L2 功能、基带处理和射频处理
- DU与RRU之间的接口提供标准功能分割，包括DU-RRU低层拆分接口（Open front-haul Interface），CU-DU高层拆分接口（F1），保证不同TEM之间的互操作性