用于管理虚拟无线电接入网络的方法和用于校准软件组件的方法与流程

文档序号:17439278发布日期:2019-04-17 04:32阅读:149来源:国知局
用于管理虚拟无线电接入网络的方法和用于校准软件组件的方法与流程

示例涉及虚拟无线电接入网络。具体地,示例涉及用于管理虚拟无线电接入网络的方法,该虚拟无线电接入网络服务于无线电小区,并且涉及用于校准软件组件的方法,该软件组件表示虚拟无线电接入网络的虚拟化网络功能。



背景技术:

云计算是一种用于实现对可配置计算资源(例如网络、服务器、存储器、应用程序和服务)的共享池的普遍且方便的按需网络访问的模型,该模型可以通过最少的管理工作或服务提供方交互而被快速提供和发布。

与通用应用相比,通信协议包含不同的资源要求。通常,应用可以在几乎任何服务器或客户端平台上执行。然而,电信协议-特别是无线电接入网络(ran)上下文中的基带功能-要求最低性能以满足延迟和吞吐量要求。因此,专用硬件仍然是ran领域中的标准。

虚拟无线电接入网络(vran,也被称为cloud-ran或集中式r-ran、c-ran)是一种架构,在其中一个或多个无线电小区所需的基带和协议处理在集中式计算资源或云基础设施上被执行。vran通过执行环境的抽象(虚拟化)扩展了灵活性。

在vran中,ran(例如lte栈)的(基本)部分在通用目标处理(gpp)平台上被执行。随着多核平台的传播,这些平台能够将任务(过程或线程)绑定到单个核或核集合以提高其性能,核亲和力成为云资源管理领域中的基本特征。

然而,传统的云管理系统不允许单独的vran设置和管理。此外,基带功能所需的特定资源消耗和性能行为没有被高效地管理。

因此,可能需要有效的vran设置和管理以及资源和性能监测。



技术实现要素:

根据本公开的第一方面,提供了一种用于管理vran的方法,该vran服务于无线电小区。该方法包括:基于无线电小区的无线电接入技术,在存储库中选择用于vran的构造方案。此外,该方法包括从存储库查询与构造方案相关联的至少一个软件组件。软件组件表示vran的虚拟化网络功能。该方法还包括根据构造方案,使用软件组件在运行时平台上设置虚拟化网络功能。

在一些示例中,用于vran的构造方案还基于将由无线电小区服务的用户的数目和/或运行时平台的配置和/或无线电小区的无线电接入技术的约束而被选择。

根据一些示例,存储库包括表示虚拟化网络功能的软件组件的多个版本,每个版本针对特定运行时平台配置和/或特定前传配置而被校准,其中从存储库查询与构造方案相关联的至少一个软件组件是基于运行时平台的配置和/或无线电小区的无线电接入技术的约束。

在一些示例中,在运行时平台上设置虚拟化网络功能包括:基于运行时平台的处理器核的总数目和/或关于与软件组件一起被存储在存储库中的默认分配设置的信息,将运行时平台的多个处理器核分配给表示虚拟化网络功能的软件组件。

根据一些示例,该方法还包括:监测被分配给软件组件的多个处理器核的负载,以及如果第一负载条件被满足,则改变被分配给软件组件的处理器核的数目。

在一些示例中,该方法还包括:如果第二负载条件被满足,则在运行时平台上设置表示虚拟化网络功能的软件组件的克隆,以及将vran中的网络流量分发给表示虚拟化网络功能的软件组件和表示虚拟化网络功能的软件组件的克隆。

根据一些示例,软件组件是软件容器。

在一些示例中,虚拟化网络功能表示在无线电小区的无线电接入技术中使用的通信协议的至少一部分。

根据本公开的第二方面,提供了一种用于校准软件组件的方法,该软件组件表示vran的虚拟化网络功能。该方法包括将托管软件组件的运行时平台的第一数目的处理器核分配给用于第一校准阶段的软件组件,并且第二数目的处理器核用于第二校准阶段。此外,该方法包括:改变输入到用于第一校准阶段和用于第二校准阶段的软件组件的网络流量。该方法还包括:监测用于第一校准阶段和第二校准阶段的软件组件的性能指示符。此外,该方法包括:如果用于第一校准阶段的软件组件的性能指示符优于用于第二校准阶段的软件组件的性能指示符,则选择第一数目的处理器核作为用于软件组件的默认分配设置,反之亦然。

在一些示例中,该方法还包括:将关于默认分配设置的信息与软件组件一起存储在存储库中,该存储库包括用于vran的至少一个构造方案,其中软件组件与该构造方案相关联。

根据一些示例,该方法还包括:在第一校准阶段期间,将关于托管软件组件的运行时平台的配置的信息与软件组件一起存储在存储库中。

在一些示例中,该方法还包括:将关于用于默认分配设置的软件组件的性能指示符的信息与软件组件一起存储在存储库中。

根据一些示例,该方法还包括:监测用于多个另外的校准阶段的软件组件的性能指示符,其中针对每个校准阶段,被分配给软件组件的处理器核的数目是不同的。该方法还包括:确定被分配给软件组件的处理器核的最大数目和/或最小数目,针对该最大数目和/或最小数目,软件组件的性能指示符在相应的校准阶段期间满足质量标准。此外,该方法包括:将关于处理器核的最大数目和/或最小数目的信息与软件组件一起存储在存储库中。

在一些示例中,软件组件的性能指示符是基于输入到软件组件的网络流量与由软件组件输出的网络流量之间的比率。

根据本公开的第三方面,提供了一种计算机程序,该计算机程序具有程序代码,该程序代码用于当计算机程序在计算机或处理器上被执行时,执行用于管理vran的上述方法或用于校准软件组件的上述方法。

附图说明

以下将仅以示例的方式并且参考附图来描述装置和/或方法的一些实施例,在附图中

图1示出了用于管理服务于无线电小区的vran的方法的示例的流程图;

图2示出了受管理的vran系统的示例;

图3示出了用于管理服务于无线电小区的vran的方法的另一示例的流程图;

图4示出了用于校准表示vran的虚拟化网络功能的软件组件的方法的示例的流程图;

图5示出了用于校准虚拟化通信协议的方法的示例的流程图;以及

图6示出了表示vran的虚拟化网络功能的软件容器的配置的示例。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述各种示例,在附图中示出了一些示例。在附图中,为了清楚起见,可以夸大线、层和/或区域的厚度。

因此,虽然另外示例能够具有各种修改和备选形式,但是其一些特定示例在附图中被示出并且随后将被详细描述。然而,该详细描述不将另外示例限制于所描述的特定形式。另外示例可以涵盖落入本公开范围内的所有修改、等同方案和备选方案。在整个附图的描述中,相同的数字表示相同或相似的元件,当相互比较时,这些相同或相似的元件可以等同地或以修改的形式实现,同时提供相同或相似的功能。

应当理解,当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时,这些元件可以直接连接或耦合或者经由一个或多个中间元件。相反,当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时,不存在中间元件。用于描述元件之间关系的其他词语应当以类似的方式解释(例如,仅举几个例子,“之间”与“直接之间”、“相邻”与“直接相邻”)。

本文中所使用的术语是出于描述特定示例的目的,并且不旨在限制另外示例。无论何时使用诸如“一”、“一个”和“该”的单数形式并且仅使用单个元件既不明确地或隐含地定义为是强制性的,则另外示例也可以使用多个元件来实现相同的功能。同样地,当随后将功能描述为使用多个元件实现时,另外示例可以使用单个元件或处理实体来实现相同的功能。将进一步理解,术语“包含”、“组成”、“包括”和/或“含有”在使用时指定所述特征、整数、步骤、操作、过程、动作、元件和/或组件的存在,但不排除一个或多个另外特征、整数、步骤、操作、过程、动作、元件、组件和/或其任何群组的存在或添加。

除非另外定义,否则所有术语(包括技术和科学术语)在本文中以其示例所属领域的普通含义被使用,除非本文另有明确定义。

图1示出了用于管理服务于至少一个无线电小区的vran的方法。vran是一种网络架构,其中在一个或多个集中式运行时平台上执行一个或多个基站的基带和高层操作。运行时平台是被配置为托管vran的计算硬件和软件的特定组合。例如,运行时平台是用于用于托管vran的功能的计算硬件和操作系统(内核)的特定组合。运行时平台可以例如是云计算系统。一个或多个集中式运行时平台经由前传连接到服务于至少一个无线电小区的一个或多个远程无线电头(rrh;也被称为无线电单元ru)。rrh位于远离一个或多个集中式运行时平台,并且可以提供传输、放大、接收或天线功能。因此,rrh可以例如包括一个或多个天线元件,以射频(rf)操作的电路、模拟数字转换器(adc)、数字模拟转换器(dac)或上/下转换混合器。例如,一个或多个集中式运行时平台和rrh可以使用公用公共无线电接口(cpri)经由光纤耦合。

方法100包括在存储库中选择102用于vran的构造方案。该存储库是可以从其获取数字数据(例如构造方案或软件),或者可以向其提交数字数据的存储位置。构造方案是包含vran的结构以及vran的单个单独的(软件/功能)组件及其互连的计划。针对不同的无线电接入技术(rat),可能需要不同的vran结构以及不同的组件。因此,构造方案的选择基于无线电小区的(期望的)rat。例如,rat可以对应于由第三代合作伙伴计划(3gpp)标准化的移动通信系统中的一个(例如,全球移动通信系统(gsm)、用于gsm演进的增强数据速率(edge)、gsmedge无线电接入网络(geran)、高速分组接入(hspa)、通用地面无线电接入网络(utran)或演进utran(e-utran)、长期演进(lte)或高级lte(lte-a)),或者对应于具有不同标准的移动通信网络(例如,全球微波接入互操作性(wimax)ieee802.16或wlanieee802.11),通常是基于时分多址(tdma)、频分多址(fdma)、正交频分多址(ofdma)、码分多址(cdma)等的任何系统。通过基于无线电小区的(期望的)rat选择构造方案,vran可以被设置或管理,该vran专门针对无线电小区的(期望的)rat而设计。

此外,方法100包括从存储库查询104与构造方案相关联的至少一个软件组件。存储库可以例如包括与所选择的构造方案或其他构造方案相关联的多个软件组件。软件组件表示vran的虚拟化网络功能(vnf)。传统的ran包括由专用硬件执行的多个网络功能(例如,路由、负载平衡、协议处理)。vnf是特定网络功能的软件实现,使得网络功能的至少一部分可以由一个或多个vnf虚拟化。也就是说,vnf可以被视为vran的构建块。软件组件是一段代码,其封装与vnf相关的功能和/或数据。软件组件可以经由接口与vran的其他软件组件或实体,或者任何其他网络节点通信。软件组件与构造方案相关联,即,软件组件适合用于特定构造方案。例如,软件组件可以在特定构造方案中被列出或相联系。

方法100还包括根据构造方案使用软件组件在运行时平台上设置106虚拟化网络功能。也就是说,虚拟化网络功能的功能可在运行时平台上执行。例如,设置虚拟化网络功能可以包括编译、安装、注册、配置、校准或任何其他所需操作,以在运行时平台上建立虚拟化网络功能的可执行性。根据构造方案执行设置。也就是说,虚拟化网络功能的一个或多个参数可以例如是校准的特定构造方案(例如,基于无线电小区的rat的约束),或者根据构造方案(例如,一个vnf的暴露端口可以作为变量被传播到另一vnf)建立到其他vnf的连接。因此,可以在运行时平台上以有效的方式设置vran或vran的至少一部分,运行时平台可以是任何gpp平台(例如,云计算系统)。

因此,方法100可以允许使用任何运行时平台上的即开即用的软件组件来设置vran的功能。因此,可以以便利的方式设置用于无线电小区的特定rat的vran或vran功能。存储库可以对任何服务提供方可用,因此使服务提供方能够经由可访问的构造方案及其相关联的软件组件容易地设置vran或vran功能。

在一些示例中,用于vran的构造方案还可以基于将由无线电小区服务的用户的数目和/或运行时平台的配置和/或无线电小区的rat的约束被选择。将由无线电小区服务的用户的数目是针对无线电小区(例如,宏小区、微微小区或毫微微小区)的大小的指示符。因此,将由无线电小区服务的用户的数目可以指示将由vran或特定vnf处理的网络流量的数量。针对不同大小的无线电小区,不同的构造方案可以被存储在存储库中。因此,基于将由无线电小区服务的用户的数目来选择用于vran的构造方案可以允许针对无线电小区的大小(即,针对将被处理的网络流量的数量)选择最合适的构造方案。运行时平台(例如,云计算系统)可以展示硬件和软件(或软件版本/发布)的各种不同组合。每种组合可以表现特定的性能或执行特征。针对运行时平台的不同配置,不同的构造方案可以被存储在存储库中。因此,基于运行时平台的配置来选择用于vran的构造方案可以允许针对托管vnf的实际运行时平台的配置(即,针对托管vnf的硬件和操作系统的组合)选择最合适的构造方案。rat可能对数据处理展示出各种约束。例如,协议层1至3的处理时间预算针对lte小于3ms(毫秒)并且针对5g小于1ms,或者lte混合自动重传请求(harq)需要8ms的往返。针对无线电小区的rat的不同约束,不同的构造方案可以被存储在存储库中。因此,基于无线电小区的rat的约束来选择用于vran的构造方案可以允许针对无线电小区的rat的约束选择最合适的构造方案(即,满足约束的构造方案)。也就是说,基于上述参数中的一个或多个选择构造方案可以允许选择用于vran的构造方案,该构造方案更适合于实际运行时平台和无线电小区的所需(期望)特性。

此外,在一些示例中,存储库可以包括表示虚拟化网络功能的软件组件的多个版本。针对特定运行时平台配置和/或特定(vran)前传配置校准每个版本。也就是说,存储库可以针对不同的运行时平台、不同的前传或其组合提供软件组件的特定校准版本。因此,从存储库查询104与构造方案相关联的至少一个软件组件可以基于运行时平台的配置和/或无线电小区的rat的约束。如上所述,运行时平台的不同配置展示出特定的性能特性。因此,基于运行时平台的配置查询软件组件可以允许针对托管vnf的实际运行时平台的配置(即,针对托管vnf的硬件和操作系统的组合)选择最合适的软件组件。此外,如上所述,rat可能对数据处理展示出各种约束。这些约束也可能受vran前传的一个或多个参数影响。例如,lteharq需要8ms的往返,其包括基带处理时间和前传传送延迟。因此,可用的基带处理时间可以由前传传送延迟确定。因此,基于无线电小区的rat的约束来查询软件组件可以允许针对无线电小区的rat的约束选择最合适的软件组件(即,满足约束的软件组件)。

在一些示例中,在运行时平台上设置106vnf可以包括:将运行时平台的多个处理器核分配给表示vnf的软件组件。该分配基于运行时平台的处理器核的总数目和/或关于与软件组件一起被存储在存储库中的默认分配设置的信息。所分配的处理器核的数目对应于被分配给软件组件(即vnf)的运行时平台的总处理资源的部分。通过基于运行时平台的处理器核的总数目来选择分配的处理器核的数目,分配的处理器核的数目可以适应于运行时平台的可用处理资源。因此,运行时平台的总处理资源可以更有效地被分发给表示vnf的软件组件、表示vnf的其他软件组件或任何其他软件。通过将默认分配设置与软件组件一起存储在存储库中,可以针对运行时平台上的初始设置提供参考设置。默认分配设置可以例如表示从校准过程获得的优化的处理器核分配。基于默认分配设置来选择分配的处理器核的数目可以允许在运行时平台上初始设置具有良好功能配置的vnf,该vnf可以例如在vran的另外操作期间被更新。

因此,在一些示例中,方法100还可以包括:监测被分配给软件组件的多个处理器核的负载。因此,可以在vran的操作期间定义和监测一个或多个关键性能指标(kpi)。如果第一负载条件被满足,则该方法还可以包括改变被分配给软件组件的处理器核的数目。第一负载条件可以例如指示所分配的处理器核仅仅能够应对网络流量的轻微增加。例如,第一负载条件可以是所分配的处理器核的负载大于80%、85%、90%、95%或98%。因此,可以避免所分配的处理器核的负载(几乎)为100%或发生过载的情况。换句话说,可以缩放被分配给软件组件(即vnf)的运行时平台的资源。因此,可以改善vran系统的稳定性和可扩展性。

备选地,方法100还可以包括:如果第二负载条件被满足,则在运行时平台上设置表示vnf的软件组件的克隆。将附加的处理器核分配给软件组件有时可能仅引起性能的轻微增加,或甚至不利地影响性能。因此,在运行时平台上设置(开始)表示vnf的软件组件的克隆可能更有效。因此,第二负载条件与第一负载条件不同。第二负载条件可以例如指示所分配的处理器核仅仅能够应对轻微增加的网络流量,并且增加所分配的处理器核的数目不会显著地提高表示vnf的软件组件的性能。例如,第二负载条件可以是所分配的处理器核的负载大于80%、85%、90%、95%或98%,并且当前所分配的处理器核的数目是将被分配给软件组件的预定义的处理器核的最大数目。方法100还可以包括将vran中的网络流量分发给表示虚拟化网络功能的软件组件和表示虚拟化网络功能的软件组件的克隆。也就是说,由vnf处理的网络流量在软件组件及其克隆之间被划分,软件组件及其克隆两者都表示vnf。因此,两个软件组件都可以在最佳操作条件下被操作。与增加被分配给软件组件的单个实例的处理器核的数目相比,这可以允许节省运行时平台的处理资源。

如上所述,vnf可以例如表示无线电小区的rat中使用的通信协议的至少一部分。因此,ran中的协议处理可以被部分地或完全地虚拟化。结果,协议处理可以在gpp平台而不是在专用硬件上执行。这可以允许节省网络运营方的成本。

在一些示例中,软件组件可以是软件容器。软件容器是独立的用户空间实例。软件容器实现(网络)功能的轻量级虚拟化。与虚拟机(vm)类似,软件容器在灵活性、资源供应、去耦合、管理和缩放方面保留了虚拟化的优势。此外,与vm相比,运行时性能较差。完全封装的软件容器可以通过针对服务应用创建分发模型(例如,用于vran的构造方案)来启用服务(例如,vnf)。

图2中示出了使用软件容器的受管理的vran系统200的示例。受管理的vran系统200包括存储库210。存储库210包括用于vran的多个构造方案和与构造方案中的相应构造方案相关联的多个软件容器。

如图2的左侧部分所示,表示vran的功能的软件容器可以在存储库210中注册(即,软件容器可以被提交到存储库210)。术语“vran的功能”和“vnf”在本公开内容中可以在一般意义上理解为不仅包含用于模仿纯ran功能的代码,还包含用于监测这样的功能的代码或用于测试功能的任何其他代码。

例如,在图2中,软件容器212表示分组数据汇聚协议(pdcp),其位于umts中的无线电协议栈和无线电链路控制(rlc)层上的lte空中接口。pdcp向无线电资源控制(rrc)协议和用户平面上层(例如,用户设备(ue)处的互联网协议(ip))提供其服务。此外,除了其他之外,pdcp向上层提供报头压缩。软件容器212表示pdcp的功能,即,它可以被理解为pdcp的虚拟化。在该示例中,软件容器212包括层2lte协议。pdcp软件模块(代码)在容器内被隔离,以防止意外干扰。容器允许父(主)操作系统的资源分配(例如,核的数目)(即,运行时平台的资源分配)。换句话说,软件容器212表示vran系统200的vnf。

此外,软件容器213表示软件容器212的监测和校准功能,即虚拟化pdcp。换句话说,软件容器213包括允许监测和校准软件容器212的代码。软件容器213使用容器监测设备来观察作为pdcp容器212的资源消耗(例如,吞吐量与核的数目或cpu负载与核的数目)的功能的性能行为。此外,它可以通过在不同的流量情况下改变资源分配来提取负载与资源消耗特征。

软件容器211表示用于软件容器212的流量发生器。也就是说,软件容器211包括允许生成人工网络流量作为软件容器212的输入的代码。软件容器211允许典型的pdcp(pdu)流量生成,其可以模拟通常由应用(层)生成的流量同时还考虑系统kpi。

为了测试或校准表示pdcp的软件容器212,软件容器211可以生成网络流量作为用于软件容器212的输入。软件容器213监测和校准软件容器212。也就是说,软件容器211、212和213表示vnf。换句话说,图2示出了包括例如需要被校准的pdcp容器212和pdcp特定的流量发生器211以及执行所需校准的监测&校准容器213的系统架构。监测器容器213还可以包括默认值、值范围、曲线等方面的校准结果(校准输出)。如所指示的,所涉及的容器可以被注册到容器存储库210,并且因此可以使所涉及的容器作为平台优化的运行时映像对于社区可用。

如图2所示,软件容器可以被注册到存储库210。如下所述,单独的软件容器可以由云管理系统220提取和编排。

vran云管理系统220执行整个vran系统200的编排、设置和配置,vran云管理系统220包括vnf的校准构建块(在该示例中:软件容器或容器束)。例如,软件定义网络(sdn)控制器230、交换机240-1和240-2、或演进分组核(epc)250可以使用软件容器而被虚拟化。例如,这些vnf可以被配置有更多核计算资源容量,以便保证期望的性能和资源使用,由于这些功能是系统的关键控制实体的事实。例如,可以将更多处理器核分配给相应的软件容器。根据监测和校准软件,可以另外提供容器231和251。

此外,云管理系统220将pdcp、rlc、mac容器束260-1和260-2与它们的特定监测和校准容器261-1和261-2一起设置和配置。因此,vran系统200可以提供虚拟化的lte功能。此外,虚拟化的lte功能可以在有效资源使用情况下按需缩放,例如,通过改变被分配给软件容器的处理器核的数目或者通过设置特定软件容器的克隆。由于作为vran系统的关键组件的无线电资源调度器,mac容器还可以被配置有更多的计算资源容量。

vran云管理系统可以使用来自特定监测器容器的校准结果来优化资源消耗。

vran管理系统200根据vran系统200的构造从vran容器存储库210拉取(查询)pdcp/rlc/mac容器束260-1、260-2。也就是说,vran云管理系统220发现由实际构造方案包括的所有所需类型的组件(容器),用于构建服务于无线电小区的完整vran系统200。因此,特定的vran系统200可以通过在可用的运行时平台上的编排、配置和设置来组成所有所需的校准组件,以便提供所需的执行性能并且实现有效的资源使用。也就是说,所提出的vran构造方案可以基本上改善有效的vran云资源管理。

此外,监测器容器可以可选地提供朝向vran云管理系统220的接口,用于提供关于运行时平台的细节(例如,关于硬件、软件或操作系统的版本的信息)和校准结果。

如图2所示,在运行时平台上执行的软件容器通过相应的前传280-1、280-2(例如,使用cpri的光纤)耦合到两个rrh270-1和270-2。因此,受管理的vran系统200可以服务两个无线电小区。

因此,所提出的(用于虚拟化通信协议的)vran云管理系统220可以基本上改进用于编排、设置和配置的有效云资源管理。共享校准的系统组件可以显著提高vnf可伸缩性、运行时间效率、管理和部署。vran云管理系统220考虑基带处理功能所需的(例如,用于5g的)特定构造方案和运行时性能。

图3中示出了用于管理服务于无线电小区的vran的方法300的另一示例。换句话说,图3示出了图2中所示的vran系统的vran云管理系统220的(主要)任务。初始,网络运营商通过输入所需的vran类型(例如,lte或5g)来提供他的偏好。此外,网络运营商可以提供无线电小区应该服务的ue的数目(即,用户的数目)以及处理时间预算(例如,针对lte小于3ms,并且针对5g小于1ms)。无线电小区的rat、要服务的用户的数目和无线电小区的rat的约束确定了vran的构造方案。

然后,搜索320存储库以寻找所需的(合适的)构造方案。如果不存在所需的构造方案,则运营方可以使用例如通用vran构造方案模板的专门化来提供301。如上所述,构造方案包含对所有所需的虚拟化组件(如sdn、epc、交换机、pdcp、rlc、mac等)的参考。如果存在所需的构造方案,则选择330该构造方案。针对所需的构造方案的选择,可以使用另外标准(例如,运行时平台的配置或vran的前传的参数)。

vran云管理系统将发现340由实际构造方案所包括的所有所需类型的组件(例如,容器),用于构建服务于无线电小区的完整vran系统。另外,诸如cpu类型或操作系统的版本的特定运行时平台信息341以及前传的网络参数342可以允许选择适当校准的组件。

然后,系统从本地vran存储库查询350所有组件(例如,校准的容器)。如果本地存储库未提供所请求的实体,则该查询被自动地转发351到全局vran存储库。组件(例如,容器)被校准到实际运行时平台并且适合于所请求的系统类型(lte、5g等)。

最后,通过在可用的运行时平台上的编排、配置和设置,特定的vran系统可以由所有所需的校准组件组成360。因此,可以在启用运行时平台的有效资源使用的同时提供所需的执行性能。

在下文中,讨论了表示vran的vnf的软件组件的校准。为此目的,图4示出了用于校准表示vran的vnf的软件组件的方法400。

方法400包括:将托管软件组件的运行时平台的第一数目的处理器核分配402给用于第一校准阶段的软件组件,并且将第二数目的处理器核分配给用于不同的第二校准阶段的软件组件。也就是说,运行时平台的总处理资源的不同部分被分配给用于两个校准阶段的软件组件。

此外,方法400包括:改变404输入到用于第一校准阶段和用于第二校准阶段的软件组件的网络流量。例如,作为软件组件的输入而被提供的网络流量可以在第一和第二校准阶段期间随时间增加或减少。通常,输入到软件组件的网络流量可以在第一和第二校准阶段期间被任意改变,只要第一和第二校准阶段的变化相同即可。

方法400还包括:监测406用于第一校准阶段和第二校准阶段的软件组件的性能指示符。因此,可以监测软件组件对变化的网络流量输入的性能响应。性能指示符可以是允许在相应校准阶段期间判断软件组件的性能的量。

另外,方法400还包括:如果用于第一校准阶段的软件组件的性能指示符优于用于第二校准阶段的软件组件的性能指示符,则选择408第一数目的处理器核作为用于软件组件的默认分配设置,反之亦然。

该方法可以允许选择多个分配的处理器核作为软件组件的默认分配设置,其在运行时平台上展示软件组件的最高性能。因此,软件组件的默认分配设置可以用作该运行时平台或另外运行时平台上的默认设置。

为了与其他用户共享校准结果,方法400还可以包括:将关于默认分配设置的信息与软件组件一起存储在存储库中,其中存储库包括用于虚拟无线电接入网络的至少一个构造方案,并且其中软件组件与构造方案相关联。如上所述,具有用于vran和相关联的软件组件的构造方案的存储库可以用于以便利和节省资源的方式设置和管理vran。通过将默认分配设置与软件组件一起存储,用于在另外运行时平台上设置vnf的默认设置可以被存储在存储库中。因此,vnf可以在另外运行时平台上被初始配置有从一开始就允许高性能权的设置。

此外,方法400还可以包括:在第一校准阶段期间,将关于托管软件组件的运行时平台的配置的信息与软件组件一起存储在存储库中。运行时平台(例如,云计算系统)可以展示硬件和软件(或软件版本/发布)的各种不同组合。每种组合都可以展示出特定的性能和执行特性。因此,将关于运行时平台的配置的信息存储在存储库中可以允许提供信息,该信息允许在另一运行时平台上为vnf的设置选择最合适的软件组件。例如,在校准期间存储的关于运行时平台的配置的信息可以允许与其他运行时平台的配置(硬件和/或软件)进行比较。

方法400还可以包括:将关于用于默认分配设置的软件组件的性能指示符的信息与软件组件一起存储在存储库中。关于软件组件的性能指示符的信息可以允许针对不同的负载条件预测或估计软件组件的行为。因此,这些信息可以由查询软件组件的另一运行时平台使用,用于配置(管理)软件组件。

此外,方法400还可以包括:监测用于多个另外的校准阶段的软件组件的性能指示符,其中针对每个校准阶段,被分配给软件组件的处理器核的数目是不同的。也就是说,针对多个不同数目的所分配的核来监测软件组件的性能指示符。因此,收集了关于针对不同数目的所分配的处理器核的性能的信息。该方法还可以包括确定被分配给软件组件的处理器核的最大数目和/或最小数目,针对该软件组件,该软件组件的性能指示符在相应的校准阶段期间满足质量标准。该质量标准可以是指示在操作期间软件组件的期望性能的标准。通过确定性能指示符满足质量标准的所分配的处理器核的最大数目和/或最小数目,可以确定所分配的处理器核的范围,这保证了软件组件的足够性能。性能指示符满足质量标准的所分配的处理器核的最大数目和/或最小数目可以由查询软件组件的运行时平台用作配置范围。因此,方法400还可以包括:将关于处理器核的最大数目和/或最小数目的信息与软件组件一起存储在存储库中。因此,可以使该信息对于其他用户/运行时平台可用。

软件组件的性能指示符可以例如基于输入到软件组件的网络流量与由软件组件输出的网络流量之间的比率。也就是说,性能指示符可以是软件组件的吞吐量。软件组件的吞吐量是基本kpi,因为它直接指示软件容器的过载。因此,它可能是明确的性能指示符。

图5中示出了用于校准表示vran中的虚拟化网络协议的软件组件的另一示例性方法500。方法500的目的是分析和生成(提取)特定的负载(资源消耗依赖性)并且生成容器运行时映像,该容器运行时映像可以关于特定容器运行时平台(硬件/操作系统)的资源使用效率而被优化,同时针对所需数目的ue提供其服务。

表示协议特定流量生成器的软件容器用于生成510网络流量,作为表示网络协议的软件组件的输入。此外,将初始数目的处理器核(例如,1个处理器核)分配520给表示虚拟化网络协议的软件容器,并且选择特定运行时平台的kpi。针对vran,由基带单元(bbu;即在运行时平台上执行的虚拟化基带功能)服务的ue的数目和处理时间预算(例如,针对协议层1至3,针对lte小于3ms并且针对5g小于1ms)是kpi,并且应该通过系统性能来实现。此外,关于前传容量(即,朝向rrh的网络容量)和延迟的bbu定时要求是被有限的,以便实现最大延迟。例如,lteharq需要8ms的往返时间,即bbu处理时间和前传传送延迟的和的上限。下一代移动网络(ngmn;例如,使用lte-a)需要250μs(微秒)的前传最大单向延迟。如上所述,性能计算可以使用例如pdcp层的输入和输出流量之间的比率,同时符合所服务的ue的所需数目和处理时间预算。

在校准过程期间,监测器容器在不同的负载情况下观察协议容器性能。在方法500中,输入到表示网络协议的软件容器的网络流量被增加530,直到软件容器的性能降低。初始所分配的处理器核的数目的kpi被存储540。

在下一个周期中,所分配的处理器核的数目被增加550,并且随着所分配的处理器核的数目的增加(例如,2个处理器核)重复相同的过程。将该周期的结果与前一周期的结果(例如,使用1个处理器核)比较。所分配的处理器核的数目被进一步增加,并且相应的kpi被存储。然后,关于所分配的核的数目最有效的kpi被选择560。例如,如果与先前核的数目相比性能增加是可忽略的,则可以找到由无线电小区要服务的用户(ue)的所需数目的本地最优值。如此获得的处理器核的数目和例如用户的数目可以被vran管理系统作为参考,以便根据处理资源配置容器或者作为阈值以在启动附加的vm或容器之前动态地按比例放大(按需)。

该容器映像与资源参数(即,运行时平台的参数)一起和包括vran特定参数范围的参数范围可以被导出570,并且因此可以用于云管理系统。如上所述,可以经由包含优化的协议容器的相应容器存储库来接入它们。可选的监测容器可以用于在运行时期间动态地调整(缩放)资源分配以适应于不同的负载情况。

监测器软件容器存储kpi并且构造资源消耗(例如,核的数目)、性能和流量之间的依赖性函数(即,根据构造方案的映射)。为此,监测器软件容器可以例如首先扫描cpu多核架构,并且然后执行校准方法来分析并且确定资源的最小、最大和默认数量(例如,cpu节点和处理器核的数量)并且存储这些值。然后,它可以将他们应用于协议容器和/或将他们作为推荐参数导出到云管理系统。也就是说,如本公开内所讨论的,软件容器的校准可以被离线执行(即,软件组件不是处理真实用户数据的活动vran的一部分)或在线执行(即,软件组件是处理真实用户数据的活动vran的一部分)。

处理器核的默认数目可以是相对最优,其中线程(过程)的数目等于核的数目(即,性能效率是最优的)。通过使用默认资源量,协议(软件容器)的性能可以根据增加的流量更好地缩放。云管理可以使用报告的值来找到资源消耗和性能之间的折衷。此外,除了整个簇的资源分配和可伸缩性之外,云管理系统还可以考虑针对单独的vm或软件容器的特定资源最优化。此外,为了将流量增加到超过所分配的核的数目的负载几乎为100%的水平,可以开始第二软件容器(即,克隆),而不是增加被分配给第一软件容器的核的数目。

在并行线程的数目满足核的数目的情况下,监测器可以通过在性能测量期间增加核的数目来检测用于协议容器的核的最优数目。协议容器仅被用于协议栈上下文内的运行时,或者与监测器容器结合使用,监测器容器实现在运行时期间动态调整资源消耗。

校准方法的结果是针对特定运行时平台(即,硬件和软件发布的组合)的特定协议栈的协议层的最优虚拟化。这很重要,因为硬件参数中或软件中的变化可能完全改变系统的行为。对于主机的操作系统或内核中的变化也是如此。

此外,协议软件容器也可以与在上方和/或下方与其他协议层一起被测试(系统测试),而如图6所示,监测器容器仍然可以用于本地监测和校准。在图6中,使用pdcp流量生成软件容器610和监测并且校准软件容器640一起测试(校准)pdcp软件容器620和rlc软件容器630。

根据所提出的概念或本文描述的一个或多个示例的校准结果是例如vm或软件容器(包括可选的监测)的集合。它们可以从某些硬件和软件平台的存储库接入,并且针对有效处理资源使用和运行时行为进行优化,同时符合系统kpi。

所提出的用于例如虚拟化通信协议的vran云管理可以改进用于(也在运行时的)编排、设置和配置的有效云资源管理。共享校准的系统组件可以显著地改进vnf可伸缩性、运行时效率、管理和部署。

与一个或多个先前详细的示例和附图一起被提及和描述的方面和特征也可以与一个或多个其他示例组合,以便于替换其他示例的相同特征或以便于将特征附加地引入其他示例。

示例还可以是一种计算机程序,该计算机程序具有程序代码,该程序代码用于当计算机程序在计算机或处理器上被执行时执行一个或多个上述方法。各种上述方法的步骤、操作或过程可以由被编程的计算机或处理器来执行。示例还可以涵盖诸如数字数据存储介质的程序存储设备,其是机器、处理器或计算机可读和编码机器可执行、处理器可执行或计算机可执行指令的程序。这些指令执行或引起执行上述方法的一些或全部动作。程序存储设备可以包括或者是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。另外示例还可以涵盖被编程为执行上述方法的动作的计算机、处理器或控制单元或被编程为执行上述方法的动作的(现场)可编程逻辑阵列((f)pla)或(现场)可编程门阵列((f)pga)。

说明书和附图仅说明了本公开的原理。因此,应当理解,本领域技术人员将能够设计各种布置,这些布置虽然未在本文中明确描述或示出,但是体现了本公开的原理并且被包括在其精神和范围内。此外,本文所述的所有示例原则上旨在明确地仅用于教学目的以帮助读者理解本公开的原理和发明人为促进本领域而提供的概念,并且将被解释为不限于这些具体列举的示例和条件。此外,本文中叙述本公开的原理、方面和示例的所有陈述以及其具体示例旨在涵盖其等同物。

附图中所示的各种元件的功能,包括被标记为“部件”、“用于提供传感器信号的部件”、“用于生成发射信号的部件”等的任何功能块,可以以专用硬件(诸如“信号提供器”、“信号处理单元”、“处理器”、“控制器”等)的形式实现,以及能够与适当的软件相关联地执行软件的硬件。当由处理器提供时,功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器或由多个单独的处理器提供,其中一些或全部可以是共享的。然而,术语“处理器”或“控制器”到目前为止不限于专门能够执行软件的硬件,而是可以包括数字信号处理器(dsp)硬件、网络处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、用于存储软件的只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和非易失性存储器。还可以包括其他常规的和/或定制的硬件。

例如,框图可以示出实现本公开的原理的高级电路图。类似地,流程表、流程图、状态转换图、伪代码等可以表示各种过程、操作或步骤,其可以例如基本上在计算机可读介质中被表示并且因此由计算机或处理器执行,无论是否明确示出了这样的计算机或处理器。说明书或权利要求中公开的方法可以通过具有用于执行这些方法的每个相应动作的部件的设备来实现。

应当理解,除非明确地或隐含地另外说明,例如出于技术原因,否则说明书或权利要求中公开的多个动作、过程、操作、步骤或功能的公开内容可以不被解释为在特定顺序内。因此,多个动作或功能的公开不会将这些限制为特定的顺序,除非由于技术原因,这些动作或功能不可互换。此外,在一些示例中,单个动作、功能、过程、操作或步骤可以包括或可以分别被分成多个子动作、子功能、子过程、子操作或子步骤。除非明确排除,否则可以包括这样的子动作并且是该单一动作的公开的一部分。

此外,以下权利要求在此并入到详细描述中,其中每项权利要求可以作为单独的示例独立存在。虽然每项权利要求可以独立作为单独的示例,但应注意,虽然从属权利要求可以在权利要求中提及与一项或多项其他权利要求的特定组合,但是其他示例也可以包括从属权利要求与每个其它从属或独立权利要求的主题的组合。除非声明不旨在特定组合,否则本文明确提出了这样的组合。此外,即使权利要求不直接从属于独立权利要求,也旨在将该权利要求的特征包括到任何其他独立权利要求。

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