概要：为了实现软件定义的RAN体系结构，O-RAN对RAN进行分解, O-RAN的目标是建立一个开放的、与特定的设备供应商无关的RAN环境。无线智能控制器RIC就是在这样的大背景下被提出来的一个概念，或者说，在5G的网络架构的基础之上，O-RAN提出的一个新的逻辑网元，本文就是探讨这个该新的逻辑网元RIC的总体架构与主要的功能模块。

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一、4G/5G非O-RAN网络架构下的无线资源管理RRM，不过是RIC的前世

• L1, L2, L3：

完成了无线接入网4G/5G分层协议控制面的功能。

• RRM无线资源管理：它是O-RAN中Rear RT RIC的A1功能的前身

对移动通信系统的空中接口资源的规划和调度，包括访问控制、信道分配控制、功率控制、负荷管理、移动性管理、小区间干扰协调、无线承载控制、切换控制等。

RRM能够跨越不同的协议层，对无线资源的信息收集、配置管理和优化控制。

• OAM:  它是O-RAN中Rear RT RIC的O1接口功能的前身。

负责单一gNB本地的操作维护管理，并与操作维护管理中心的网管系统NMS进行通信。

• NMS: 它是O-RAN中SMO的前身。

网络管理系统，负责RAN系统中所有的gNB的操作维护管理。

• SON(Self-Organized Networks): 它是O-RAN系统中Non RT RIC功能的前身。

是NMS系统的一个子模块，其主要思路是实现无线网络的一些自主功能，减少人工参与，降低运营成本。

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二、5G O-RAN网络架构下的Rear RT RIC, 不过是4G/5G RRM的今生

Near RT RIC(RAN Intelligent Controller)：近实时无线接入网智能控制器。

它完成类似4G/5G系统中的无线资源管理RRM的功能，但在原先的RRM能力的基础之上，进行了增强：

1. 把NMS中SON的功能剥离出来，成为SMO中的None RT RIC。
2. 把gNB中无线资源控制RRM的功能中剥离出来, 成为一个具有独立功能逻辑网元实体Real RT RIC。
3. 把RRM原先与NMS/OAM的接口独立出来，变成了RIC的A1接口。
4. 把RRM原先与L1、L2、L3的接口独立出来，变成了RIC的E2接口。
5. 虽然RIC在实际部署时，可以与O-CU部署在一起, 但逻辑上讲，RIC是一个独立的网元，独立于单个的CU, DU, 因此可以在更宏观的层面, 综合全网的CU, DU进行“宏观”的调控。
6. RIC增加了人工智能技术，使得RIC更加的 ，如利用机器学习的学习和预测功能。

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三、Rear RT RIC功能模块

RIC内部架构采用经典的、基于web的、服务器应用程序的三层的架构模型：数据层、逻辑业务层和表示层。

第一层：数据层

• Database：分布式数据库

数据库，用于存放UE上下文相关的信息、无线资源控制相关的信息。

分布式，是指数据库的存储与Near RT RIC不一定在同一个服务器上，数据库可基于云基础架构而部署。

• Shared Data Layer：共享数据层SDL

是对底层数据库的封装，简化了上层应用对数据库的访问。

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第二层：业务逻辑层

• xApp Subscription Management：订阅管理

xApp与E2的节点（ CU、DU、RU）通信采用的是订阅机制。

订阅管理通过注册/订阅和访问控制管理微服务xAPP。xAPP只有向E2的节点订阅成功后，才能收到E2节点发送的信息，xAPP才能访问和控制E2节点。

• Conflict Mitigation：冲突缓解

无线资源管理的控制对象可能是小区、UE或承载。而无线资源控制的功能包括接入控制、承载控制、切换控制、QoS控制、资源分配，这些功能是通过修改控制对象的一个或多个参数来完成的。因此多个微服务应用程序调整的参数之间可能会发生冲突，甚至可能是反向的参数配置。

这就需要对冲突进行控制和管理，以避免CU、DU、RU这些节点无所适从，行为混乱。

这是RIC实现的一个难点之一。

• Security：安全

防止恶意的xAPP滥用无线网络信息，增加网络的安全性。

• Management Services：管理服务(O1接口)

（1）xApp生命周期管理

（2）FCAPS: 故障、配置、计费（不需要）、性能和安全管理

• Messaging Infrastructure：消息基础设施

它在Near RT RIC内部节点之间提供低延迟的消息传递服务。

• xApp：微服务应用程序

一个个独立的应用程序，每个应用程序可能由一个或多个微服务组成。

这些应用程序只有在运行时，才识别使用哪些数据以及它提供哪些数据。

与传统的封闭式、单体式程序的服务提供商不同，这里引入了最新的软件架构：微服务软件架构。

关于微服务以及微服务的软件架构在RIC中应用，在后续的文章中再进一步的探讨。

在Near RT RIC架构中，xAPP可以由第三方公司提供，xAPP的标准接口使得xAPP非常容易的集成到Near RT RIC系统中。xApp的引入，为RIC打开了一扇对外开放的窗，为第三方公司参与到O-RAN的生态中来，提供了技术上可能性。

设计出符合某种特定的应用场景下的特定服务（类似单体式应用程序下的功能库，如图形库等，如android平台上的各种百花齐放的应用程序）是第三方专长公司的价值所在。

传统的电信设备商，如Nokia在RIC这个逻辑网元上，扮演什么角色呢?

或许，Nokia期望成为xApp+RIC平台+RAN接入网，甚至整个生态的集成商，成为RIC平台的提供商。然而,就RIC平台而言，传统的电信设备上，除了在RIC的冲突管理模块有一定的技术优势外，在其他模块上，是乎没有任何的技术优势。结果如何，拭目以待。

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第三层：表示层

如果把RIC作为一个系统，表示层就是O1 termination和 A1 termination，它们用来终止SMO Non RT的数据Http请求，然后分发到内部的各个xApp服务上。

如果把O-RAN作为一个系统，表示层就是SMO Non RT，而IE浏览器就是客户端。

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四、Rear RT RIC的对外接口

这些接口在O-RAN的系统架构和O-RAN OAM系统架构中讨论过，在这里不再深入。

需要说明和强调的是：

这里接口，采用的是：轻量级、低耦合、可伸缩、可定制的基于Http的通信协议。

E2接口：

通过该接口，Non RT RIC实现对多个O-CU-CP、O-CU-UP、DU、O-eNB的无线资源的监控、配置、管理和控制。

O1接口：

通过该接口，Non RT RIC实现对多个 RT RIC的无线资源的配置、管理。

A1接口：

通过该接口， Non RT RIC实现对多个 RT RIC的无线资源的监控和控制。

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五、为xApp开放的API接口

我们说，RIC提供了一种开发的平台，便于能够提供特定场景下的无线资源智能控制的算法和服务的第三方xAPP公司，方便和轻松得把他们的xAPP服务集成到RIC系统中。

这就意味着，RIC平台必须为xApp开放其内部的接口，以便于xApp从RIC平台获取信息，并对O-RAN进行控制。

这些开放的接口包括：

• A1相关的接口

xApps根据非RT-RIC通过A1接口传输的策略或丰富信息或两者提供增值服务。

通过此接口，xApps可以完成与A1 termination的信息交互。

• E2相关的接口

通过此接口，xApps可以完成与E2 termination的信息交互。

• Management相关的接口

（1）xApp生命周期的管理

（2）机器学习模型的部署请求、更新请求、卸载请求等接口。

（3）常规的配置管理、故障管理等。

• 共享数据访问层SDL接口

该接口提供了一种简单而灵活的存储和检索数据的方法，同时隐藏了数据库的类型和位置、数据库层的管理操作（如高可用性、可伸缩性、负载平衡）等细节。

该接口还允许多个xApp相互独立地访问数据。

• Control接口

该接口提供了xApp与负责控制功能的实体（如冲突缓解、xApp订阅管理）之间交换与控制相关的信息。例如，来自xApp的分析结果、决策或请求，可以通过接口进行传输，以缓解冲突、xApp订阅管理或其他必要的功能。

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结束语：

RIC是O-RAN提出的一个新的逻辑网元，通常与CU一起部署在云端。是对传统的无线资源管理RRM的拆分与重写汇聚， 综合了无线资源管理RRM、切片管理、服务水平协议SLA与Qos、机器学习与预测、微服务架构、云部署、Sass、与移动边缘云计算MEC的协同等技术, 从而实现对5G无线接入网提供近实时的智能控制。

这是O-RAN非常核心的网元，无论是运营商，还是设备商，对它对报以厚望，后续还讲进一步探讨。

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参考：

O-RAN.WG3.RICARCH-v01.00