Open Radio Access Network (RAN) was designed with native Artificial Intelligence (AI) as a core pillar, enabling AI- driven xApps and rApps to dynamically optimize network performance. However, the independent ICP adjustments made by these applications can inadvertently create conflicts- direct, indirect, and implicit, which lead to network instability and KPI degradation. Traditional rule-based conflict management becomes increasingly impractical as Open RAN scales in terms of xApps, associated ICPs, and relevant KPIs, struggling to handle the complexity of multi-xApp interactions. This highlights the necessity for AI-driven solutions that can efficiently detect, classify, and mitigate conflicts in real-time. This paper proposes an AI-powered framework for conflict detection, classification, and mitigation in Open RAN. We introduce GenC, a synthetic conflict generation framework for large-scale labeled datasets with controlled parameter sharing and realistic class imbalance, enabling robust training and evaluation of AI models. Our classification pipeline leverages GNNs, Bi-LSTM, and SMOTE-enhanced GNNs, with results demonstrating SMOTE-GNN's superior robustness in handling imbalanced data. Experimental validation using both synthetic datasets (5-50 xApps) and realistic ns3-oran simulations with OpenCellID-derived Dublin topology shows that AI-based methods achieve 3.2x faster classification than rule-based approaches while maintaining near-perfect accuracy. Our framework successfully addresses Energy Saving (ES)/Mobility Robustness Optimization (MRO) conflict scenarios using realistic ns3-oran and scales efficiently to large-scale xApp environments. By embedding this workflow into Open RAN's AI-driven architecture, our solution ensures autonomous and self-optimizing conflict management, paving the way for resilient, ultra-low-latency, and energy-efficient 6G networks.


翻译:开放式无线接入网络(Open RAN)在设计之初便将原生人工智能(AI)作为核心支柱,使得AI驱动的xApp和rApp能够动态优化网络性能。然而,这些应用独立进行的ICP调整可能无意中引发直接、间接和隐式冲突,从而导致网络不稳定和KPI下降。随着Open RAN在xApp数量、相关ICP及对应KPI方面的扩展,传统的基于规则的冲突管理方法在处理多xApp交互的复杂性时日益显得不切实际。这凸显了需要AI驱动的解决方案来实时高效地检测、分类和缓解冲突。本文提出了一种用于Open RAN中冲突检测、分类与缓解的AI驱动框架。我们引入了GenC,一个用于生成大规模带标签数据集的合成冲突生成框架,该框架通过控制参数共享和模拟真实的类别不平衡,为AI模型的鲁棒训练与评估提供了支持。我们的分类流程利用了图神经网络(GNN)、双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)以及SMOTE增强的GNN,结果表明SMOTE-GNN在处理不平衡数据时表现出更优的鲁棒性。使用合成数据集(5-50个xApp)以及基于OpenCellID都柏林拓扑的真实ns3-oran仿真进行的实验验证表明,基于AI的方法在保持近乎完美准确率的同时,其分类速度比基于规则的方法快3.2倍。我们的框架成功解决了使用真实ns3-oran模拟的节能(ES)/移动鲁棒性优化(MRO)冲突场景,并能高效扩展到大规模xApp环境。通过将此工作流嵌入到Open RAN的AI驱动架构中,我们的解决方案确保了自主且自优化的冲突管理,为构建弹性、超低延迟和节能的6G网络铺平了道路。

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人工智能杂志AI(Artificial Intelligence)是目前公认的发表该领域最新研究成果的主要国际论坛。该期刊欢迎有关AI广泛方面的论文,这些论文构成了整个领域的进步,也欢迎介绍人工智能应用的论文,但重点应该放在新的和新颖的人工智能方法如何提高应用领域的性能,而不是介绍传统人工智能方法的另一个应用。关于应用的论文应该描述一个原则性的解决方案,强调其新颖性,并对正在开发的人工智能技术进行深入的评估。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ai/
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