OPlaceRAN -- a Placement Orchestrator for Virtualized Next-Generation of Radio Access Network
第五代移动演进实现了下一代无线接入网（NG-RAN）的转型。RAN协议栈被划分为组合在三个网络单元中的八个分解选项，即，中央、分布式和无线电。除此之外，进一步的进步允许使用虚拟化RAN（vRAN）的概念在通用硬件之上虚拟化RAN功能。NG-RAN和vRAN的组合产生了vNG-RAN，其使得能够将分散的单元和协议作为一组无线电功能进行管理。然而，这些无线电功能的基于编排的放置是一个具有挑战性的问题，因为最佳决策可以由涉及RAN分解，交叉回传网络要求，计算资源的可用性等多个约束条件确定。本文提出了OPlaceRAN，一个在NFV参考架构内框架的vNG-RAN部署编排器，并与开放RAN计划保持一致。OPlaceRAN支持专注于vNG-RAN规划的无线电功能的动态放置，并且被设计为与放置优化模型无关。为了验证OPlaceRAN，我们基于最新的云原生工具开发了一个原型，使用OpenAirInterface仿真器并考虑两个不同的功能划分（选项2和6），使用容器化虚拟化部署RAN。该评估作为概念验证在一个真正的计算基础设施使用两种不同的放置解决方案进行测试。我们的研究结果表明，OPlaceRAN是一种有效的云原生解决方案，用于容器化网络功能的放置，并且与优化模型无关。此外，OPlaceRAN采用了最先进的vNG-RAN设计和开发方法，为第五代移动网络的发展做出了贡献。
2021-11-10 cs.NI
ONDT: A Modular and Virtualized O-RAN Digital Twin for xApp/rApp Closed-Loop Experimentatio
i2CAT Foundation（i2CAT基金会）；Juniper Networks（瞻博网络）；UPC, ETSETB（加泰罗尼亚理工大学电子工程学院）
针对O-RAN闭环控制验证风险高、成本大的问题，本文提出模块化虚拟化数字孪生框架ONDT，实现xApp/rApp自动化接入、KPM收集与闭环验证，并在Juniper RIC和Keysight RICtest上验证其隔离可复现性。
2026-10-07 cs.NI
Machine-to-Machine (M2M) Communications in Virtualized Cellular Networks with MEC
作为物联网的重要组成部分，机器对机器（M2M）通信引起了人们的极大关注。本文将移动边缘计算（MEC）引入到M2M通信的虚拟蜂窝网络中，以降低能耗，优化计算资源分配，提高计算能力。此外，基于不同的功能和服务质量（QoS）需求，可以将物理网络虚拟化为若干个虚拟网络，然后每个MTCD选择相应的虚拟网络进行接入。同时，将MTCD的随机访问过程表示为部分可观测的马尔可夫决策过程（POMDP），以最小化系统开销（包括计算任务的能耗和执行时间）.此外，为了促进网络架构集成，引入了软件定义网络（SDN）来处理网络中的不同协议和标准。不同系统参数下的仿真结果表明，与现有方案相比，该方案可以显着提高系统性能。
2017-06-28 cs.NI
Multi Agent Team Learning in Disaggregated Virtualized Open Radio Access Networks (O-RAN)
从云无线电接入网络（C-RAN）开始，继续虚拟无线电接入网络（vRAN），以及最近的开放无线电接入网络（O-RAN）倡议，无线电接入网络（RAN）架构在过去十年中发生了重大变化。在过去几年中，无线行业见证了分散、虚拟化和开放RAN的强劲趋势，并在全球范围内进行了大量测试和部署。激发本文的一个独特方面是使用机器学习来优化闭环中的RAN（即，没有人为干预）所产生的新机会的可用性，其中解聚和虚拟化的复杂性使得众所周知的自组织网络（SON）解决方案不足。在我们看来，多智能体系统（MAS）与团队学习，可以发挥重要作用的控制和协调控制器的O-RAN，即近实时和非实时RAN智能控制器（RIC）。在这篇文章中，我们首先介绍了多智能体系统和团队学习的最新研究，然后我们概述了RAN解聚和虚拟化的前景，以及O-RAN，它强调了O-RAN联盟引入的开放接口。我们提出了一个案例研究代理的位置和O-RAN中所需的AI反馈，最后，我们确定了挑战和开放的问题，为研究人员提供了一个路线图。
2021-02-23 cs.MA cs.NI
VOTA: Parallelizing 6G-RAN Experimentation with Virtualized Over-The-Air Workloads
针对无线测试床共享中的计算与射频干扰问题，本文提出开源纯软件方法 VOTA，通过实时虚拟化和频率调谐并行开展 6G-RAN 实验，并在 32 核主机上实现近专用性能与 2.67 倍共享机会。
2025-08-29 cs.NI
Deep Reinforcement Based Optimization of Function Splitting in Virtualized Radio Access Networks
虚拟化无线接入网络（vRAN）是未来无线网络的关键推动因素之一，因为它为无线接入网络（RAN）架构带来了灵活性，并提供了设计自由度。然而，它也产生了一个具有挑战性的问题，如何设计的功能分离的配置。本文提出了一种深度强化学习方法来优化vRAN中的功能拆分。开发了一种优化RAN中功能位置的学习范式。这些功能可以放置在中央/云单元（CU）或分布式单元（DU）处。这个问题被公式化为约束神经组合强化学习，以最小化总网络成本。在该解决方案中，应用具有拉格朗日松弛的策略梯度方法，该方法使用堆叠的长短期记忆（LSTM）神经网络架构来近似策略。然后，采样技术与温度超参数的推理过程中应用。实验结果表明，该算法能够学习最优函数分割决策，并解决存在$0.4\%$最优性缺口的问题.此外，我们的方法可以降低成本高达$320\%$相比，分布式RAN（D-RAN）。我们还得出结论，改变流量负载和路由成本不会显着降低最优性能。
2021-05-31 cs.NI
Harmonizing 3GPP and NFV description models to provide customized RAN slices in 5G networks
移动网络中的无线电接入网络（RAN）的标准化传统上由3GPP领导。然而，RAN切片的出现引入了3GPP范围之外的新方面。其中，网络虚拟化使得能够在公共物理基础设施上具体化多个RAN行为。使用包括定制无线电功能的虚拟化网络功能（VNF），每个虚拟化RAN（命名为RAN切片）可以满足其特定要求。尽管3GPP指定了管理RAN切片的描述模型，但它既不能具体化RAN切片的行为，也不能利用NFV描述符来定义其VNF如何适应其空间和时间流量需求。在这篇文章中，我们提出了一个描述模型，协调3GPP和ETSI-NFV的观点来管理RAN切片。所提出的模型使得能够将RAN切片要求转换为通过NFV描述符定义的定制的虚拟化无线电功能。为了阐明这一建议，我们提供了一个示例，其中在我们的解决方案之后描述了具有破坏性要求的三个RAN切片。
2019-09-03 cs.NI
Profile-based Resource Allocation for Virtualized Network Functions
Ghent University（根特大学）；imec（比利时微电子研究中心）
计算和网络资源的虚拟化为部署网络服务提供了前所未有的灵活性。广泛的新兴技术允许在基于云的环境中不断增长的编排可能性。但在这种情况下，使动态云配置与确定性性能保持一致仍然具有挑战性。服务运营商必须以某种方式将服务水平协议（SLA）中的性能规范映射到虚拟化基础设施中的适当资源分配。我们建议使用VNF配置文件来缓解这个过程。这是通过分析四个示例网络功能（虚拟路由器，交换机，防火墙和缓存服务器）在不同的工作负载和资源配置下的性能来说明的。然后，我们比较了几种方法来从分析数据集导出模型。我们选择最准确的方法来进一步训练模型，该模型根据输入的工作负载和分配的资源来预测服务的性能。我们提出的方法可以提供服务运营商的建议资源分配的目标服务，在功能的目标性能和最大工作量中指定的SLA。这有助于以最佳资源量部署软件化服务，以满足SLA要求，从而避免不必要的扩展步骤。
2019-11-18 cs.LG cs.NI cs.PF
MemorAI: Energy-Efficient Last-Level Cache Memory Optimization for Virtualized RANs
针对虚拟化无线接入网中共享缓存导致的高能耗问题，本文提出MemorAI方法，通过LLC隔离、按vBS分解问题并训练数字孪生与离线分类器来优化缓存分配，实验表明其性能接近离线最优预言机并优于现有标准方法。
2024-05-03 cs.NI
Placement and Assignment of Servers in Virtualized Radio Access Networks
无线电接入网络（RAN）的虚拟化已经被提出作为网络功能虚拟化（NFV）的重要用例之一。在虚拟化无线电接入网络（VRAN）中，来自基站（BS）的一些功能（诸如构成基带单元（BBU）的那些功能）可以在位于数据中心处或分布在网络节点中的共享基础设施中实现。对于后一种选项，一个挑战是决定可用网络节点的哪个子集可以用于托管物理BBU服务器（放置问题），然后每个远程无线电头端（RRH）应该被分配给可用物理BBU中的哪个（分配问题）。这两个问题构成了我们所称的VRAN放置和分配问题（VRAN-PAP）。在本文中，我们首先正式定义VRAN-PAP，然后将其制定为一个二进制双线性规划（BILP），其目标是最大限度地减少服务器和前传链路设置成本以及每个RRH与其分配的BBU之间的延迟。由于BILP可能会变得计算上难以处理，我们还提出了一个贪婪的近似较大的VRAN-PAP的实例。我们进行模拟，比较这两种算法的解决方案的质量，以及在不同的网络规模和设置预算的计算时间。
2015-12-01 cs.NI
The Slice Is Served: Enforcing Radio Access Network Slicing in Virtualized 5G Systems
下一代（5G）无线系统的无线电接入网络（RAN）的软件化和虚拟化的概念正在引入应用和服务与设备和网络基础设施物理解耦的愿景。这一关键方面最终将使不同的网络运营商能够在同一物理基础设施上动态部署异构服务。RAN切片是5G虚拟化的一种形式，其允许网络基础设施所有者动态地“切片”和“服务”其网络资源（即，频谱、功率、天线等）提供给不同的移动虚拟网络运营商（MVNO）。一旦切片策略（即，分配给每个MVNO的资源的百分比），主要的挑战是如何以这样的方式向MVNO分配频谱资源：（i）执行由网络所有者定义的切片策略;以及（ii）最小化不同MVNO之间的干扰。在这篇文章中，我们数学形式化的RAN切片实施问题（RSEP），并证明其NP-硬度。出于这个原因，我们设计了三个近似算法，使解决方案可扩展的RSEP的大小增加。我们通过在由8个软件定义的无线电外设组成的测试平台上进行模拟和实验，广泛评估了它们的性能。实验结果表明，我们的算法不仅执行切片政策，但也可以增加一倍的总网络吞吐量时，内MVNO功率控制策略结合使用。
2019-02-01 cs.NI
A new model for virtual machine migration in virtualized cluster server based on Fuzzy Decision Making
在本文中，我们表明，虚拟化集群服务器的性能可以提高通过智能决策的虚拟机迁移时间跨异构的物理节点的集群服务器。该集群提供从Web服务到文件服务的各种服务。虚拟化技术具有硬件成本低、散热成本低、可扩展性强等优点。其中一个主要好处是通过在主机之间使用VM迁移来实现更好的负载均衡。要进行迁移，我们必须知道需要迁移哪个虚拟机，何时必须进行重新定位，而且必须指定哪个主机。为了将虚拟机从过载的服务器重新定位到欠载的服务器，我们需要从最高容量到最低容量对节点进行排序。目前已有一些模型来寻找最大负载节点，但都存在一些不足。本文的重点是提出了一种新的方法来迁移集群节点之间的虚拟机使用TOPSIS算法-一个最有效的多准则决策技术-作出更有效的决策，在整个集群的活动服务器，并找到负载最高的服务器，为了评估该模型的性能提高，我们使用集群响应时间和不平衡因子。
2010-02-17 cs.NI cs.OS
Dependency-Aware Dominant Resource Fairness for Multi-Tenant Multi-Resource Systems
Conservatoire National des Arts et Métiers (Cnam)（国立巴黎高等工艺学院）；Sorbonne Université（索邦大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Institut Universitaire de France (IUF)（法国大学研究院）
提出依赖感知主导资源公平性（DDRF）策略，通过均衡拥塞资源的活跃主导份额，消除资源浪费，实现帕累托效率，在vRAN场景中用户满意度提升达80%，资源浪费减少达60%。
2026-06-25 cs.NI math.OC
Downtime-Aware O-RAN VNF Deployment Strategy for Optimized Self-Healing in the O-Cloud
由于物联网设备和应用的流量激增，移动网络需要一个新的范式转变来应对这种转出的需求。随着5G经济的发展，这些网络应该提供虚拟化的多供应商和智能系统，这些系统可以扩展并有效地优化底层基础设施的投资。因此，市场利益相关者提出了开放式无线接入网络（O-RAN）作为提高网络性能，敏捷性和新应用上市时间的解决方案之一。O-RAN利用人工智能、云计算和新网络技术（NFV和SDN）的力量，使运营商能够以经济高效的方式管理其基础设施。因此，有必要在保持服务质量的同时自主地解决O-RAN性能和可用性挑战。在这项工作中，我们提出了一个优化的部署策略，在O-Cloud中的虚拟化O-RAN单元，以尽量减少网络的中断，同时符合性能和操作要求。该模型的评估提供了一个最佳的部署策略，最大限度地提高网络的整体可用性，并遵守O-RAN的特定要求。
2021-11-12 cs.NI
Experimental Assessment of Real-time PDCP-RLC V-RAN Split Transmission with 20 Gbit/s PAM4 Optical Access
我们通过实验演示了3GPP选项2功能分离RAN接口与虚拟化中央单元的实时的【形】端到端传输，使用20 Gbit/s的PAM 4链路和10 GHz带宽的光学器件，传输距离可达20 km。
2019-02-18 cs.NI
Learning-Based Orchestration for Dynamic Functional Split and Resource Allocation in vRANs
虚拟化无线电接入网络（vRAN）的主要优势之一是网络管理灵活性。然而，这种多功能性带来了以前从未见过的网络管理挑战。本文提出了一种基于学习的零接触vRAN编排框架（LOFV），以联合选择功能划分并分配虚拟化资源，从而最大限度地降低长期管理成本。首先，使用集中式RAN系统收集用户需求与虚拟化资源利用之间的行为的测试床测量。所收集的数据表明，需求和资源利用之间存在非线性和非单调的关系。在此基础上，提出了一个综合成本模型，该模型综合考虑了资源过度配置、需求下降、实例化和重构等因素。此外，所提出的成本模型还捕获了每个拆分的不同路由和计算成本。受我们的测量见解和成本模型的启发，LOFV是使用无模型强化学习范式开发的。提出的解决方案是由深度Q学习和基于回归的神经网络的组合构建的，该网络将网络状态和用户需求映射到拆分和资源控制决策中。我们的数值计算表明，LOFV可以提供高达69%的最优静态策略和45%的最优完全动态策略的成本节省。
2022-05-16 cs.NI
Nexus: Efficient and Scalable Multi-Cell mmWave Baseband Processing with Heterogeneous Compute
Duke University（杜克大学）
NEXUS通过异构计算实现高效多小区毫米波基带处理，支持16个并发小区，达到5.37Gbps吞吐量。
2026-02-25 cs.NI
C-RAN Virtualization with OpenAirInterface
C-RAN虚拟化是一个研究课题，因为它允许共享基带处理资源。因此，在这项工作中，我们报告了通过集成OpenAirInterface（OAI）和Docker实现C-RAN的虚拟化LTE测试床环境。使用测试床，我们进行了工作负载研究，以了解C-RAN软件的计算资源需求。事实证明，容器中的虚拟化在创建功能性4G网络方面是有效的，可以实现现实的结果，以促进研究。
2019-08-20 cs.NI eess.SP
Higher aggregation of gNodeBs in Cloud-RAN architectures via parallel computing
在本文中，我们讨论了实时网络功能的虚拟化和集中化，特别是在云RAN（C-RAN）的框架中。我们彻底分析了所需的前传能力的部署建议的C-RAN架构。我们特别感兴趣的是基于软件的信道编码功能的性能。我们开发了一个动态的多线程方法来实现多核平台上的并行计算。来自基于OAI的测试平台的测量显示在延迟方面的重要增益;这使得无线电元件和虚拟化RAN功能之间的距离增加，从而在边缘数据中心（称为中心局（CO））中实现gNodeB的更高聚合。
2019-04-11 cs.NI cs.PF
Open RAN: Evolution of Architecture, Deployment Aspects, and Future Directions
开放无线接入网络（Open RAN）旨在通过开放接口实现分散、虚拟化、可编程和数据驱动的智能网络，以支持5G和6 G网络以外的不同类别用户和多个行业垂直领域的各种实时和非实时应用，同时提供多供应商网络功能和组件之间的互操作性。在本文中，我们首先讨论RAN的演变，然后讨论O-RAN联盟的标准化活动和目标，从标准化的角度全面概述O-RAN。然后，我们将讨论O-RAN的安全方面、用例、部署方面以及其他论坛中的开源项目和相关活动。最后，总结了本文的研究现状、存在的问题和未来的研究方向，并对未来的研究方向进行了进一步的探讨和分析。
2023-01-17 cs.NI
