DE-102022126088-B4 - ENERGIEVERWALTUNG FÜR VIRTUALISIERTEN BETRIEB

Abstract

Ein System (100), umfassend: ein virtualisiertes Funkzugangsnetz, vRAN (102, 104, 106), wobei das vRAN (102, 104, 106) umfasst: eine Recheninstanz (200, 202, 300) mit mindestens einem Prozessor (302); und mindestens eine Erweiterungskarte (214), die mit der Recheninstanz (200, 202, 300) verbunden ist, wobei die mindestens eine Erweiterungskarte (214) eine programmierbare Umgebung (210) umfasst, die für die Kommunikation ohne Zugriff auf den mindestens einen Prozessor (302) der Recheninstanz (200, 202, 300) konfiguriert ist, wobei die programmierbare Umgebung (210) umfasst: einen Leistungssteuerungsagenten (212), der dafür konfiguriert ist: Daten über den Stromverbrauch in der programmierbaren Umgebung (210) zu erhalten; die Energieverbrauchsdaten mit mindestens einer ersten vRAN-Leistungskontrollrichtlinie korrelieren; Erleichterung der Kommunikation zumindest der Korrelation mit einem Datenzentrum (260) über einen Out-of-Band-Verwaltungskanal (103, 228), wobei das Datenzentrum (260) so konfiguriert ist, dass es vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinien für eine Vielzahl von vRANs (102, 104, 106) erzeugt; mindestens eine zweite vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie vom Datenzentrum (260) zu erhalten, wobei die mindestens eine zweite vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie zumindest teilweise auf der Korrelation basiert; und Anpassung mindestens einer Leistungseinstellung auf der mindestens einen Erweiterungskarte (214) des vRAN (102, 104, 106) auf der Grundlage der mindestens einen zweiten vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie.

Inventors

• Geetha Ram
• Rodion Naurzalin
• Chengappa Munjandira R.

Assignees

• HEWLETT PACKARD ENTERPRISE DEVELOPMENT LP

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20221010

Priority Date

20220630

Claims (20)

1. Ein System (100), umfassend: ein virtualisiertes Funkzugangsnetz, vRAN (102, 104, 106), wobei das vRAN (102, 104, 106) umfasst: eine Recheninstanz (200, 202, 300) mit mindestens einem Prozessor (302); und mindestens eine Erweiterungskarte (214), die mit der Recheninstanz (200, 202, 300) verbunden ist, wobei die mindestens eine Erweiterungskarte (214) eine programmierbare Umgebung (210) umfasst, die für die Kommunikation ohne Zugriff auf den mindestens einen Prozessor (302) der Recheninstanz (200, 202, 300) konfiguriert ist, wobei die programmierbare Umgebung (210) umfasst: einen Leistungssteuerungsagenten (212), der dafür konfiguriert ist: Daten über den Stromverbrauch in der programmierbaren Umgebung (210) zu erhalten; die Energieverbrauchsdaten mit mindestens einer ersten vRAN-Leistungskontrollrichtlinie korrelieren; Erleichterung der Kommunikation zumindest der Korrelation mit einem Datenzentrum (260) über einen Out-of-Band-Verwaltungskanal (103, 228), wobei das Datenzentrum (260) so konfiguriert ist, dass es vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinien für eine Vielzahl von vRANs (102, 104, 106) erzeugt; mindestens eine zweite vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie vom Datenzentrum (260) zu erhalten, wobei die mindestens eine zweite vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie zumindest teilweise auf der Korrelation basiert; und Anpassung mindestens einer Leistungseinstellung auf der mindestens einen Erweiterungskarte (214) des vRAN (102, 104, 106) auf der Grundlage der mindestens einen zweiten vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie.
2. System (100) nach Anspruch 1 , wobei die mindestens eine Erweiterungskarte (214) eine Peripheral Component Interconnect Express (PCIe)-Karte ist.
3. System (100) nach Anspruch 1 , wobei die Energieverbrauchsdaten mindestens eines der folgenden Elemente enthalten: Daten in Bezug auf Last, Energieverbrauch, Leistungszustände, Durchsatz, Ressourcenblockauslastung, Auslastung und Frequenz von digitalen Signalprozessorkernen (DSP), Auslastung von Hochfrequenzsystem-on-Chip (RFSoC) oder Auslastung von Netzwerkchips.
4. System (100) nach Anspruch 1 , wobei der Leistungssteuerungsagent (212) die Kommunikation mit dem Datenzentrum (260) über einen Out-of-Band-Verwaltungskanal (103, 228) ermöglicht, und wobei der Out-of-Band-Verwaltungskanal (103, 228) einen Baseboard Management Controller, BMC (230, 240) und ein Kommunikationsprotokoll umfasst, das einen Informationsaustausch in Bezug auf die erhaltenen Leistungsverbrauchsdaten und die vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinien ermöglicht.
5. System (100) nach Anspruch 4 umfasst ferner eine zweite BMC (230, 240) auf der Recheninstanz (200, 202, 300), die sich zwischen der ersten BMC (230, 240) und dem Datenzentrum (260) befindet.
6. System (100) nach Anspruch 1 , wobei die Recheninstanz (200, 202, 300) kommunikativ mit dem Datenzentrum (260) gekoppelt ist.
7. System (100) nach Anspruch 1 , wobei die mindestens eine erste und mindestens eine zweite vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie eine Anpassung an mindestens eines der folgenden Elemente vorsieht: eine DSP-Frequenz und - Spannung, eine RFSoC-Spannung, eine Netzwerkchipspannung, einen DSP-Kern-Ruhezustand oder einen RFSoC-Ruhezustand.
8. System (100) nach Anspruch 1 , wobei die mindestens eine erste und mindestens eine zweite vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie dynamisch für mindestens ein Segment eines Telekommunikationsnetzes erstellt und angepasst werden.
9. System (100) nach Anspruch 1 , wobei die mindestens eine zweite vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie von der Mehrzahl der vRANs (102, 104, 106) gemeinsam genutzt wird.
10. System (100) nach Anspruch 1 , wobei die programmierbare Umgebung (210) so konfiguriert ist, dass sie eine PHY-Verarbeitungspipeline (270) enthält, in der nicht stromgesteuerte Funktionen ausgeführt werden.
11. Ein Verfahren (400), das Folgendes umfasst: Beschaffung (410) von Energieverbrauchsdaten in einem virtualisierten Funkzugangsnetz, vRAN (102, 104, 106) über einen Leistungssteuerungsagenten (212), die sich auf eine programmierbare Umgebung (210) von mindestens einer Erweiterungskarte (214) beziehen, die mit einer Recheninstanz (200, 202, 300) gekoppelt ist, ohne auf mindestens einen Prozessor (302) der Recheninstanz (200, 202, 300) zuzugreifen; Korrelieren (420) der Energieverbrauchsdaten mit mindestens einer ersten vRAN-Leistungskontrollrichtlinie; Erleichterung (430) der Kommunikation von mindestens den Energieverbrauchsdaten an ein Datenzentrum (260), wobei das Datenzentrum (260) so konfiguriert ist, dass es vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinien für eine Vielzahl von vRANs (102, 104, 106) erzeugt; Erhalten (440) von mindestens einer zweiten vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie vom Datenzentrum (260), wobei die mindestens eine zweite vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie zumindest teilweise auf den Leistungsverbrauchsdaten basiert; und Einstellung (450) mindestens einer Leistungseinstellung auf der mindestens einen Erweiterungskarte (214) des vRAN (102, 104, 106) durch den Leistungssteuerungsagenten (212) auf der Grundlage der mindestens einen zweiten VRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie.
12. Verfahren (400) nach Anspruch 11 , wobei die mindestens eine Erweiterungskarte (214) eine Peripheral Component Interconnect Express (PCIe)-Karte ist.
13. Verfahren (400) nach Anspruch 11 , wobei die Energieverbrauchsdaten mindestens eines der folgenden Elemente enthalten: Daten in Bezug auf Last, Energieverbrauch, Leistungszustände, Durchsatz, Ressourcenblockauslastung, Auslastung und Frequenz von digitalen Signalprozessorkernen (DSP), Auslastung von Hochfrequenzsystem-on-Chip (RFSoC) oder Netzwerkchipauslastung.
14. Verfahren (400) nach Anspruch 11 , wobei ein Out-of-Band-Verwaltungskanal (103, 228) die Kommunikation mit dem Datenzentrum (260) erleichtert und wobei der Out-of-Band-Verwaltungskanal (103, 228) einen Baseboard-Management-Controller, BMC (230, 240) und ein Kommunikationsprotokoll umfasst, das einen Informationsaustausch in Bezug auf mindestens eines von Energieverbrauchsdaten und vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinien erleichtert.
15. Verfahren (400) nach Anspruch 14 , wobei der Out-of-Band-Verwaltungskanal (103, 228) ferner eine zweite BMC (230, 240) auf der Recheninstanz (200, 202, 300) umfasst, die sich zwischen der ersten BMC (230, 240) und dem Leistungssteuerungsagenten (212) befindet.
16. Verfahren (400) nach Anspruch 11 , wobei die mindestens eine erste und mindestens eine zweite vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie eine Anpassung an mindestens eines der folgenden Elemente umfasst: eine DSP-Frequenz und - Spannung, eine RFSoC-Spannung, eine Netzwerkchipspannung, einen DSP-Kern-Ruhezustand oder einen RFSoC-Ruhezustand.
17. Verfahren (400) nach Anspruch 11 , wobei die mindestens eine erste und die mindestens eine zweite vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie dynamisch für mindestens ein Segment eines Telekommunikationsnetzes erstellt und angepasst werden und wobei die mindestens eine zweite vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie von der Vielzahl der vRANs (102, 104, 106) gemeinsam genutzt wird.
18. Verfahren (400) nach Anspruch 11 umfasst ferner die Durchführung von nicht stromgesteuerten Funktionen durch die Recheninstanz (200, 202, 300) über eine PHY-Verarbeitungspipeline (270).
19. Ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium, das Folgendes umfasst: computerlesbare Anweisungen, die, wenn sie von mindestens einem Prozessor ausgeführt werden, der mit mindestens einem Speicher verbunden ist, den mindestens einen Prozessor veranlassen,: von mindestens einem virtualisierten Funkzugangsnetz, vRAN (102, 104, 106) einer Vielzahl von vRANs (102, 104, 106) eine Korrelation von Leistungsverbrauchsdaten mit mindestens einer ersten vRAN-Leistungssteuerungsrichtlinie empfangen, wobei sich die Leistungsverbrauchsdaten auf eine programmierbare Umgebung (210) auf mindestens einer Erweiterungskarte (214) in dem mindestens einen vRAN (102, 104, 106) beziehen; mindestens eine zweite vRAN-Leistungskontrollrichtline zumindest teilweise auf der Grundlage der Korrelation zu erzeugen; und die mindestens eine zweite vRAN-Leistungskontrollrichtline an das mindestens eine der mehreren vRANs (102, 104, 106) übertragen.
20. Nicht-transitorisches computerlesbare Medium nach Anspruch 19 , wobei die mindestens eine Erweiterungskarte (214) mit einer Recheninstanz (200, 202, 300) an dem mindestens einen vRAN (102, 104, 106) gekoppelt ist, und wobei die Erweiterungskarte (214) an dem mindestens einen vRAN (102, 104, 106) so konfiguriert ist, dass sie außerhalb der Recheninstanz (200, 202, 300) kommuniziert, ohne auf eine CPU der Recheninstanz (200, 202, 300) zuzugreifen.

Description

HINTERGRUND Die Infrastruktur des Funkzugangsnetzes (RAN) wird in mobilen Telekommunikationsnetzen, wie z. B. mobilen Breitbandnetzen, verwendet, um Benutzergeräte (UE) mit einem Kernnetz zu verbinden. RANs übernehmen Funktionen wie die Verarbeitung von Funksignalen, die Kontrolle von Funkressourcen und die Verarbeitung von Signalen, damit ein Teilnehmer die Dienste des Kernnetzes nutzen kann. In jüngster Zeit wurde die RAN-Technologie virtualisiert, so dass sie in Verbindung mit verschiedenen Funktionskomponenten auf Allzweck-Rechenplattformen ausgeführt werden kann. WO 2021 / 234 728 A1 offenbart ein System zur Bereitstellung eines portablen virtuellen Funkzugangsnetzes (vRAN) über eine Vielzahl von RAN-Hardwareplattformen, das ein Waveform Development Kit und eine Ausführungsumgebung mit einem RAN-Hypervisor umfasst. Der Hypervisor virtualisiert dabei spektrale Ressourcen, um die Portabilität des vRAN über verschiedene Hardwareplattformen hinweg zu gewährleisten. Aus WO 2018 / 009 344 A1 ist ein Verfahren zum Verwalten von Slicing in einem virtuellen Funkzugangsnetz (vRAN) bekannt, bei dem für jede vRAN-Slice eine Slice-Identität und eine Zuteilung von Funkressourcen konfiguriert wird. Ein Slice-Manager ordnet dabei eine Teilnehmerprofil-Identität (SPID) einer bestimmten vRAN-Slice zu, um den Teilnehmerverkehr zu steuern. US 2022 / 0 104 119 A1 betrifft ein System zur Leistungs- und Umgebungs-Orchestrierung (P&EO), das Informationen über den Zustand der Netzauslastung verwendet, um den Strombedarf für Elemente eines Funkzugangsnetzes (RAN) zu reduzieren. Hierfür werden vordefinierte Szenarien mit Schwellenwerten für die Netzauslastung verwendet, um das RAN bei geringer Last für einen reduzierten Stromverbrauch neu zu konfigurieren. KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN Verschiedene Objekte, Merkmale, Aspekte und Vorteile des erfindungsgemäßen Gegenstands werden aus der folgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern gleiche Komponenten darstellen, deutlicher. 1 zeigt ein Übersichtsdiagramm eines Systems von vRANs, die gemäß einem Beispiel über ein Netz kommunizieren können.2 zeigt eine Recheninstanz in Kommunikation mit einem Rechenzentrum für dezentrales Ruhezustandsmanagement gemäß einem Beispiel.3 zeigt eine Inline-Architektur für eine vRAN-Recheninstanz gemäß einem Beispiel.4 zeigt ein Flussdiagramm von Schritten, die von einem Energiekontrollagenten auf einer Erweiterungskarte eines vRAN gemäß einem Beispiel durchgeführt werden.5 zeigt ein Flussdiagramm von Schritten, die von einem Leistungssteuerungsagenten durchgeführt werden, der auf einer Erweiterungskarte eines vRAN in Übereinstimmung mit einem anderen Beispiel arbeitet.6 zeigt ein Flussdiagramm der Schritte einer vRAN-Leistungssteuerungsfunktion, z. B. auf einem computerlesbaren Medium, z. B. in einem Rechenzentrum, gemäß einem Beispiel.7 zeigt ein Blockdiagramm eines verteilten Computersystems, das für die Implementierung eines oder mehrerer Aspekte der verschiedenen Beispiele verwendet werden kann. Während die Beispiele unter Bezugnahme auf die obigen Zeichnungen beschrieben werden, sind die Zeichnungen zur Veranschaulichung gedacht, und verschiedene andere Beispiele sind mit dem Geist und innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung vereinbar. AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG Diese Offenlegung bezieht sich auf ein System, ein Verfahren und ein computerlesbares Medium, die eine neue dynamische, kontextspezifische Architektur für die Energiesparsamkeit und -verwaltung bereitstellen. In verschiedenen Beispielen kann diese Verwaltungsarchitektur insbesondere mit virtualisierten Funkzugangsnetzen (vRANs) verwendet werden, die Funktionen der physikalischen Schicht enthalten, die in einer Programmierumgebung einer Peripherie, wie einer PCle-Erweiterungskarte (Peripheral Component Interconnect Express), ausgeführt werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System für den energieeffizienten Betrieb eines virtualisierten Funkzugangsnetzes (vRAN) zu schaffen, insbesondere für Architekturen, bei denen rechenintensive Funktionen der physikalischen Schicht auf dedizierte Erweiterungskarten ausgelagert sind. Dabei soll der Stromverbrauch bei geringer oder stoßweiser Netzwerkauslastung dynamisch und kontextabhängig reduziert werden, ohne die strengen Latenz- und Jitter-Anforderungen des vRAN zu verletzen, welche herkömmliche Energiesparmechanismen ungeeignet machen. Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 11 und ein nichttransitorisches computerlesbares Medium gemäß Anspruch 19 gelöst. Jüngste Änderungen in der Architektur von vRANs haben dazu geführt, dass die physikalische Schicht des vRAN nicht mehr primär auf einem Prozessor einer Computerinstanz, sondern auf einer Erweiterungskarte ausgeführt wird. Infolgedessen ist der Stromverbrauch der Erweiterungskarte erheblich gestiegen. Außerdem hat die Erweiterungskarte nur eine begrenzte Anzahl von Ruhezuständen, und