1. RAN 이 요구하는 변화
radio resource 들을 최적으로 할당하고, handover 들을 구현하며, 간섭을 관리하고, cell site 들사이의 load balancing 등의 복잡하고 어려운 작업들이 network 의 밀집도와 다양한 종류의 대역들에 대한 가용성과 함께 증가하고 수행되기를 요구하고 있다.
이를 수행하기 위한 시스템 성능을 증가시키기 위해서는 software-defined contrability RAN 을 도입하는 것은 필수적이다. 그리고 이는 하드웨어와 protocol stack 에 구현되어있는 RRM intelligence 들을 분리함으로써 목표에 다가갈 수 있게 된다.
2. Decoupling of RRM Intelligence
앞서 공부했던 Disaggregated RAN 에서 RRM function 들은 CU 의 RRC layer 그리고 DU 의 MAC layer 에 상주하고 있다. 더 나은 시스템의 성능을 위해서는 RRM intelligence(function) 들을 분리해야 하고 그 때에 필요한 요구사항들이 있다.
- CU 를 CU-U(Control Unit - User) , CU-C(Control Unit - Control) 로 세분화되어야 한다.
- CU-C 와 CU-U, 그리고 DU 와 RU 사이의 명확하게 정의된 open interface 가 필요하다.
- RAN 에서 최적화된 SDN-controller 인 RIC(RAN Intelligence Controller) 를 작동하기 위한 논리적으로 중앙집중화된 RRM intelligence 가 구현되어야 한다.
- R-NIB(Radio - Network Information Base) 를 명시적으로 정의할 아래의 요소들이 필요하다.
- RAN Nodes : CUs, DUs, RUs, Mobile Devices
- RAN Links : 데이터와 컨트롤 패킷들을 주고받기 위한 모든 node 들 사이의 links
- Node and Link Attributes : Node 들과 Link 들을 정의하는 Attributes
- 정적 parameters, 느리거나 빠르게 바뀌는 parameters
- open interface 에서 R-NIB 를 유지보수하고 서드파티 RIC 응용 프로그램들과 연동하여 사용을 가능해야 한다.
- handover 제어의 역할을 할 수 있는 RRC-side RRM function
- mobility 부하 분산/제어 등의 기능들을 할 수 있는 SON applications
- SDN application 으로 구현된 ML 기반의 네트워크 최적화 applications
- …
- MAC-side RRM function 들을 프로그래밍 가능하도록 open interface 를 통해 구성할 수 있도록 해야한다.
- RIC southbound interface 에서 RAN node 들의 커맨드들을 수집하고 전달하며 R-NIB 의 변화들을 RAN 에서 RIC 응용 프로그램들이 제어하는데 힘쓰도록 해야한다.
2-1. RAN Intelligence Controller
RIC 은 RAN Intelligence Controller 를 줄인 말로 RAN intelligence 를 제어하는 시스템이다. RAN 의 상황을 모니터링하고, 네트워크 자원 할당과 최적화를 위한 기능들을 수행하는 곳이다.
RAN 의 성능 데이터를 수집하고 분석하여 네트워크 자원을 최적화하고 이를 기반으로 네트워크 운영자들은 네트워크의 성능을 향상시키고 자원 할당, 관리의 효율성을 높인다. 결국 자원들의 최적화, 서비스 품질 자체의 유지 또는 향상, 운영 비용 절감까지의 효과를 가져온다.
여러 네트워크 장치들 간의 상효작용을 제어하고, 빅데이터 분석, 인공지능 등의 기술들을 활용해서 네트워크의 성능을 개선할 수 있는 기능도 포함될 수 있다.
최종적으로 RAN 네트워크의 자원을 효율적으로 관리하면서 최적화할 수 있도록 한다.
2-2. Radio - Network Information Base
R-NIB 은 Radio-Network Information Base 를 줄인 말로 무선 네트워크에서 사용되는 무선 리소스들과 관련된 정보들을 저장하는 데이터구조이다. cell 과 관련된 정보들, 무선 리소스들의 할당 정보, 무선 네트워크 구성 정보 등 무선 리소스들을 효율적으로 관리하고 할당하기 위한 정보들이 저장되어있다.
3. Architecture for software-defined RAN control
위의 사항들을 고려하여 software-defined RAN control 을 가능하게 하는 architecture 는 아래의 그림과 같다.
software-defined RAN 에서의 제어는 아래의 것들을 가능하게 한다.
- RAN 에서 발전의 민주화
- control plane 와 user plane 의 분리, RAN control 과 관련 control 응용 프로그램들 사이 뿐만 아니라 세분화된 RAN 요소들 사이의 명확하게 정의된 interface 들은 발전과 서드파티들의 control solution 들을 특정 vendor 들이 제공하는 하드웨어와 solution 들과는 상관없이 빠르게 배포될 수 있도록 한다.
- RRM 의 종합적인 제어
- 이에 대해서는 좀 더 추가적인 공부가 필요할 것 같다.
- RAN 의 Use-case 기반의 관리
- software-defined RAN control 은 동적인 설정, use case 들, 지리적인 요소들, 운영자들의 결정들과 같은 정책 기반의 조건들을 포함한 성능 기반의 결정 통합이 가능하게 한다.
3-1. Near-Real-Time RIC
Near-Real-Time RIC는 실시간으로 RAN 의 상황을 파악하여, 무선 자원의 할당 및 네트워크 구성을 변경할 수 있다. 즉, 네트워크 성능을 지속적으로 모니터링하고 조절함으로써 높은 성능을 유지하는 데 도움을 주는 RIC 의 기능에서 실시간으로 제어할 수 있거나 제어할 상황에서 사용될 수 있다.
3-2. Non-Real-Time RIC
Non-Real-Time RIC는 네트워크의 상황을 실시간으로 처리하지 않고 일정한 시간 간격으로 수집된 데이터를 기반으로 무선 자원들을 관리하고 최적화합니다. 그래서 네트워크 성능을 지속적으로 모니터링하고 조절함으로써 높은 성능을 유지하는 데 도움을 주는 RIC 의 기능에서 실시간 성능 모니터링이 필요하지 않은 상황에서만 사용될 수 있다.
