基于O-RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)嵌入式人工智能探索

王曼

摘要：近年來，伴隨著我國科學技術(shù)的快速發(fā)展，移動運營商在運營過程之中正面臨著流量暴增和增量不增收的困境，而且當前在移動運營商運營過程之中面臨著需求投資和效能不平衡狀態(tài)的這一新的不均衡問題。而伴隨著5g時代的到來，o-RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)也隨之而被越來越廣泛的應用到社會生活生產(chǎn)之中去。該種新型架構(gòu)的出現(xiàn)應用到了大數(shù)據(jù)時代下的人工智能技術(shù)，能夠在更加有限資源的情況下為運營客戶提供極致化的服務和體驗。而且該架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)在應用過程之中，會利用AI大數(shù)據(jù)技術(shù)對基站容量時間和空間特征進行更加全面化的分析，從而能夠更好地為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和資源的投放與分析等具體內(nèi)容進行服務。為此，文章主要對5g時代下的O-RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)嵌入式人工智能發(fā)展進程進行簡單的闡述和探討。

關(guān)鍵詞：O-RAN架構(gòu);無線網(wǎng)絡(luò);嵌入式;人工智能

引言：隨著5g時代的到來以及廣泛應用，當前5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程中對網(wǎng)絡(luò)需要提出了越來越多樣化的需求，比如說在多種業(yè)務和部署場景等方面均需要比以前有更加全面性的發(fā)展。而為了更好地對當前5g時代下快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)需求進行滿足，移動運營商需要不斷對空口技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等進行不斷創(chuàng)新與發(fā)展，同時他們還需要不斷增強在發(fā)展過程之中的網(wǎng)絡(luò)的開放性和靈活性。移動運營商在對空口技術(shù)進行發(fā)展的過程之中，運營商需要不斷增加我這網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程之中的頻段和天線數(shù)量，從而來更好的保證5G網(wǎng)絡(luò)在正常運營過程之中能夠擁有更加多元化的幀結(jié)構(gòu)參數(shù)和物理層控制。而移動運營商在對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行發(fā)展的過程中，他們需要不斷增加對5G網(wǎng)絡(luò)的多次解耦工作，比如說像5G網(wǎng)絡(luò)在正常運營過程之中的網(wǎng)絡(luò)虛擬化的軟硬解耦、控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離、控制面與用戶面解耦和無線接入網(wǎng)的中心單元與分布式單元分離等均是5G網(wǎng)絡(luò)在運營過程之中需要開展的工作。我就忘了，在鄭成運營過程中開展以上各項工作，能夠更好的讓運營商在正常運營過程之中的業(yè)務和差異化的網(wǎng)絡(luò)需求得到更好的滿足以及資源的更加充分化的利用。這也就能夠讓垂直行業(yè)在未來以更加高效化的形式來開展各項網(wǎng)絡(luò)切片服務，從而能夠?qū)崿F(xiàn)不斷為5G網(wǎng)絡(luò)使用過程之中不同客戶的具體使用要求提供極致化的、差異化的服務體驗的目的。

一、5g時代下開展人工智能與機器學習的重要性

在5g時代下網(wǎng)絡(luò)的各個方面都有了更高程度上的發(fā)展，但是其在發(fā)展過程之中隨著5G網(wǎng)絡(luò)靈活性的不斷增強也使得網(wǎng)絡(luò)的各個方面都具有了較以前所不可比擬的復雜性。這也就要求了移動運營商在正式開始運營工作之中需要不斷對網(wǎng)絡(luò)的管理和運維效率進行進一步提升，只有這樣才能夠更好地對當前5g時代下不斷發(fā)展的復雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及用戶的差異化越來越大的網(wǎng)絡(luò)需求進行滿足。而在5G網(wǎng)絡(luò)時代發(fā)展的大潮流下開展人工智能和機器學習，能夠更好地滿足當前社會生產(chǎn)過程之中不同人對于網(wǎng)絡(luò)使用的愈來愈大的差異化需求，主要是由于的這一過程之中應用人工智能和機器學習能夠更好的為網(wǎng)絡(luò)資源編排以及無線網(wǎng)絡(luò)資源分配和網(wǎng)絡(luò)的高效化控制提供更加全面性且靈活性更高的支持。而且由于傳統(tǒng)移動網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展過程之中過度依賴人工干預以及理論建模的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和優(yōu)化，這就會在很大程度上使得5g網(wǎng)絡(luò)要在正常營業(yè)過程之中涉及到的一些復雜網(wǎng)絡(luò)管理問題很難得到最優(yōu)化的解決。除此之外，由于采用傳統(tǒng)的方法不能夠更好地對5G網(wǎng)絡(luò)開展無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題精確建模和高效求解工作，所以采用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運營方法對5G網(wǎng)絡(luò)開展正常運營工作就很難保證無線網(wǎng)絡(luò)頻譜效率和能量效率等方面的性能，而這也就會在很大程度上造成5g網(wǎng)絡(luò)運營過程之中無在該方面性能的損失。而且在另一方面，傳統(tǒng)運營商在發(fā)展過程之中網(wǎng)絡(luò)用戶信息的瞬時狀態(tài)所采用的方案不能夠更好地對當前網(wǎng)絡(luò)潛在的用戶環(huán)境特征以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)用戶環(huán)境行為規(guī)律的時間規(guī)律性和空間規(guī)律性特征進行變化分析，這也就會導致5G網(wǎng)絡(luò)在運營過程之中其最優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能以及其潛在的大量網(wǎng)絡(luò)資源未能夠得到充分的發(fā)揮。

在5G網(wǎng)絡(luò)時代之下引入人工智能和機器學習，它首先能夠為5g網(wǎng)絡(luò)正常運營和發(fā)展提供一個更加可靠的預測模型。一般來說，在5G網(wǎng)絡(luò)運營過程之中會涉及到網(wǎng)絡(luò)故障預測、業(yè)務感知預測和干擾預測等具體預測內(nèi)容。這些預測工作的開展可以更好地為網(wǎng)絡(luò)工作的管理和控制實現(xiàn)主動式的發(fā)展。而且該可靠預測模型在建立的過程之中，還能夠有效的對網(wǎng)絡(luò)運維效率和網(wǎng)絡(luò)資源利用效率進行更大程度上的提升，從而能夠更好地滿足5G網(wǎng)絡(luò)的正式運營過程之中個性化的、差異化的用戶體驗網(wǎng)絡(luò)需求。其次，5G網(wǎng)絡(luò)在運營過程之中采用人工智能和機器學習能夠擁有更加先進化的決策方法，國際網(wǎng)絡(luò)在正式運營過程之中，會采用機器學習的形式來進行網(wǎng)絡(luò)算法方面的實現(xiàn)，而機器學習算法主要是采用以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的形式來具體完成的，這就可以十分有效的對5g網(wǎng)絡(luò)之中存在的大量的傳統(tǒng)算法所難以建模和高效解決的問題進行更加全面化且完善的解決。

二、關(guān)于人工智能技術(shù)在O-RAN結(jié)構(gòu)之中的嵌入

為了更好地對無限極入式網(wǎng)絡(luò)的嵌入式人工智能技術(shù)進行發(fā)展，移動運營商在具體發(fā)展的過程之中需要從無線接入網(wǎng)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)層面這兩個方面為具體出發(fā)點，綜合考慮這兩方面，在具體運營過程之中的影響因素，從而實現(xiàn)系統(tǒng)綜合性的思考和分析，保證5G網(wǎng)絡(luò)在正常運營過程之中能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)化的創(chuàng)新和發(fā)展。該新型架構(gòu)的產(chǎn)生主要是以無線網(wǎng)絡(luò)cu和du以及功能虛擬化為基礎(chǔ)，在該基礎(chǔ)上來對無限大數(shù)據(jù)進行分析以及對人工智能引擎進行引入，保證5G網(wǎng)絡(luò)在正式運營過程之中能夠?qū)崿F(xiàn)時間和空間多維度以及無線智能化的應用。其中關(guān)于O-RAN架構(gòu)的多層智能應用及其控制閉環(huán)結(jié)構(gòu)圖主要表現(xiàn)在了以下圖中。

根據(jù)該圖我們可以看到，在該新型整體架構(gòu)之中引入了無線網(wǎng)絡(luò)智能控制器功能實體，他能夠在更大程度上對時間尺度的智能閉環(huán)管控進行支持。而無線網(wǎng)智能控制器在具體應用過程之中，其核心主要是應用到了大數(shù)據(jù)分析和人工智能分析技術(shù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對5g網(wǎng)絡(luò)運營過程之中無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實時化感知預測以及對無線資源的合理化分配和決策。在這一過程之中有關(guān)工作人員還可以根據(jù)時延處理特性，將無線網(wǎng)智能控制器劃分為非實時無線網(wǎng)智能控制器和近實時無線網(wǎng)智能控制器。首先從非實時層無線網(wǎng)智能控制器這一方面來說，這種類型的無線網(wǎng)智能控制器可以被主要性的用于嵌入網(wǎng)管平臺部署之中，這種部署可以實現(xiàn)多維度的、大規(guī)模的、整網(wǎng)級的數(shù)據(jù)量方面的分析和處理，而這也就使得其可以更好地對秒級以上的策略管理和控制進行支持。非實時智能控制器本身就具有服務和意圖策略管理、無線網(wǎng)分析以及AI訓練等具體功能，而且經(jīng)過訓練后的AI模型可以以AI接口的形式來對無線智能控制器進行實時化的推理和執(zhí)行工作的開展。與此同時，它還可以對無線數(shù)據(jù)及其特征模型進行高效化的提取，比如說像網(wǎng)絡(luò)用戶級流量時空分布和用戶移動項目特征及模型等具體數(shù)據(jù)均可以以這種形式來實現(xiàn)高效化的提取。而且通過對該數(shù)據(jù)模型的有效使用，非實時智能控制器在一方面可以更好的協(xié)助有關(guān)工作人員對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置進行優(yōu)化，它同時還能夠?qū)⑾嚓P(guān)的數(shù)據(jù)特征以及近實時智能控制器進行控制面和用戶面等雙方面的協(xié)調(diào)性的操作，就這樣才能夠更好地對無線資源進行精確精細化管理和優(yōu)化。

三、該新型結(jié)構(gòu)的典型應用場景

該新型結(jié)構(gòu)在5g通信使用過程之中的具體應用，它可以很好地被用于業(yè)務體驗的實時化保障這一方面，移動運營公司在進行運營的過程之中會綜合考慮雙向移動跨層優(yōu)化的設(shè)計。首先，他們可以利用cu來對感知特征進行識別和提取，通過彼此之間的感知特征提取和識別來實現(xiàn)對空口網(wǎng)絡(luò)的精確化、詳細化提取和調(diào)整，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對不同用戶使用過程之中的差異化和個性化要求。除此之外，Cu側(cè)還可以對空口傳接的具體傳輸質(zhì)量進行更加精確化的測量，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對TCP窗口以及業(yè)務的整體速率進行提升的目的。但是在這一過程之中要需要著重以下三個方面的內(nèi)容：首先是智能業(yè)務識別這一方面，智能業(yè)務識別主要是為了更好的對AI領(lǐng)域的算法進行學習，在這一過程之中要以用戶業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸特征和業(yè)務標簽訓練來得到精確的業(yè)務識別模型為具體工作基礎(chǔ)，在得到訓練模型的前提下才能讓無線接入網(wǎng)對實時數(shù)據(jù)進行感知和識別。其次是預測與優(yōu)化這一部分，在該過程之中需要綜合考慮到跨層優(yōu)化的問題，該問題就需要綜合利用到人工智能理論之中的識別建模這一內(nèi)容來進行建模工作的開展，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動和智能算法來建立根煙數(shù)據(jù)分析模型，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)策略的最終實時化的保障。最后是空口狀態(tài)預測這一方面的內(nèi)容。該方面需要以歷史信息為主要基礎(chǔ)來進行精確化預測，通過人工智能再對算法進行深入化學系的前提下來，對空口狀態(tài)的未來發(fā)展前提以及質(zhì)量進行預測，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對最終的上層業(yè)務調(diào)整，以及底層資源的最優(yōu)化分配。

結(jié)束語：綜上所述，o-RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)嵌入式人工智能發(fā)展模式對于5g時代下的通信業(yè)發(fā)展具有十分重要的影響，它可以更好地滿足當前5g時代下發(fā)展的各種新型業(yè)務需求以及用戶使用需求，因此，移動運營商需要不斷加強該種新型結(jié)構(gòu)在5g移動網(wǎng)絡(luò)之中具體的應用水平和程度，綜合分析題應用過程之中的各種影響因素，保證最終能夠以最優(yōu)化的效果讓該新型無線網(wǎng)嵌入式人工智能結(jié)構(gòu)但具體應用到5G網(wǎng)絡(luò)之中去，5g發(fā)展已經(jīng)成為了當前大數(shù)據(jù)時代下的一種大潮流，只有更好地順應潮流發(fā)展研發(fā)出新型技術(shù)結(jié)構(gòu)才能夠更好地實現(xiàn)5g時代高潮的整體到來。

參考文獻：

[1]袁孫奇，段然，崔春風.基于O-RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)嵌入式人工智能探索[J].通信世界，2019（07）：36-39.

[2]崔春風，段然，王桂珍.O-RAN：致力于ICDT融合 打造開放與智能的無線接入網(wǎng)[J].通信世界，2019（07）：32-35.

[3]云晴.從O-RAN的誕生和發(fā)展看無線網(wǎng)變革之路還有多長[J].通信世界，2019（07）：29-31.

[4].諾基亞攜手中國移動成功完成基于O-RAN架構(gòu)的利用人工智能保障VR用戶體驗的5G外場測試[J].電信工程技術(shù)與標準化，2019，32（03）：49.