CN107766146A - 用于资源重配置的方法以及相应的设备 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了用于资源重配置的方法以及相应的设备。本公开的第一方面提供的方法包括：在用于管理基带单元(BU)池的控制器处，确定所述BU池的系统状态和资源使用情况；基于所述系统状态和所述资源使用情况，标识需要实施重配置的资源，所述资源选自所述BU池中的服务器上运行的虚拟机或所述BU池中的加速器中的处理模块；确定具有所述资源的目标设备的地址，其中所述目标设备选自所述BU池中的服务器或者加速器；以及指示所述目标设备重配置所述资源。本公开的方案实现了可在云RAN中重配置所有的资源。

Description

用于资源重配置的方法以及相应的设备
技术领域
本公开的实施例总体上涉及通信领域，具体地，涉及用于资源重配置的方法以及相应的设备。
背景技术
云无线电接入网络(RAN)是用于未来无线蜂窝通信系统的解决方案。随着5G RAN的研究，云/虚拟RAN成为了未来RAN发展的主要方向。云无线电接入网络的特征可以被归结为：集中处理、开放式平台和虚拟化、动态计算资源管理、支持多标准和多无线接入技术(RAT)。
传统的RAN有高实时需求。在云RAN中，纯粹的通用处理(GPP)平台无法满足实时性能的需求。目前，GPP加硬件加速器阵列是云RAN架构的潜在选择。例如，当RAN的层1在硬件加速阵列中被实施时，层2和层3可以在GPP中被实施。然而，在具有GPP平台和加速器阵列的云RAN中，用于资源重配置的已知方案仍不完善。
发明内容
总体上，本公开的实施例提出用于资源重配置的方法以及相应的设备。
在本公开的第一方面，提供了一种用于资源重配置的方法。该方法包括：在用于管理基带单元(BU)池的控制器处，确定所述BU池的系统状态和资源使用情况；基于所述系统状态和所述资源使用情况，标识需要实施重配置的资源，所述资源选自所述BU池中的服务器上运行的虚拟机或所述BU池中的加速器中的处理模块；确定具有所述资源的目标设备的地址，其中所述目标设备选自所述BU池中的服务器或者加速器；以及指示所述目标设备重配置所述资源。
在某些实施例中，指示所述目标设备重配置所述资源包括：向所述目标设备发送触发对所述资源重配置的信号；以及向所述目标设备发送重配置文件，所述重配置文件中指示了要对所述资源做出的修改。
在某些实施例中，该方法还包括：从所述目标设备接收指示反馈信号，所述反馈信号指示对所述资源的所述重配置是否成功。
在某些实施例中，该方法还包括：响应于所述反馈信号指示所述重配置出错，指示所述目标设备终止对所述资源的所述重配置。
在本公开的第二方面，提供了一种用于资源重配置的方法。该方法包括：从用于管理基带单元(BU)池的控制器，接收对资源重配置的指示，所述资源选自所述BU池中的服务器上运行的虚拟机或所述BU池中的加速器中的处理模块；以及根据所述指示对所述资源执行重配置。
在某些实施例中，接收所述指示包括：接收触发对所述资源重配置的信号；以及接收重配置文件，所述重配置文件中指示了要对所述资源做出的修改。
在某些实施例中，根据所述指示对所述资源执行重配置包括：解析所述信号和所述重配置文件，以确认所述信号和所述重配置文件是否出错；响应于所述信号或所述重配置文件出错，向所述控制器发送指示重配置出错的反馈信号；以及响应于所述信号和所述重配置文件正确，对所述资源应用所述修改。
在某些实施例中，该方法还包括：存储所述重配置文件。
在本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：处理器；以及耦合至所述处理器的存储器，所述处理器被配置为使所述电子设备执行动作，所述动作包括：确定基带单元(BU)池的系统状态和资源使用情况；基于所述系统状态和所述资源使用情况，标识需要实施重配置的资源，所述资源选自所述BU池中的服务器上运行的虚拟机或所述BU池中的加速器中的处理模块；确定具有所述资源的目标设备的地址，其中所述目标设备选自所述BU池中的服务器或者加速器；以及指示所述目标设备重配置所述资源。
在某些实施例中，指示所述目标设备重配置所述资源包括：向所述目标设备发送触发对所述资源重配置的信号；以及向所述目标设备发送重配置文件，所述重配置文件中指示了要对所述资源做出的修改。
在某些实施例中，所述动作还包括：从所述目标设备接收指示反馈信号，所述反馈信号指示对所述资源的所述重配置是否成功。
在某些实施例中，所述动作还包括：响应于所述反馈信号指示所述重配置出错，指示所述目标设备终止对所述资源的所述重配置。
在本公开的第四方面，提供了一种电子器件。该电子器件包括：至少一个处理模块；接口模块，被配置为从用于管理基带单元(BU)池的控制器，接收对资源重配置的指示，所述资源是所述至少一个处理模块中的至少一部分；重配置模块，被配置为根据所述指示对所述资源执行重配置。
在某些实施例中，所述接收模块还被配置为：接收触发对所述资源重配置的信号；以及接收重配置文件，所述重配置文件中指示了要对所述资源做出的修改。
在某些实施例中，所述重配置模块还被配置为：解析所述信号和所述重配置文件，以确认所述信号和所述重配置文件是否出错；响应于所述信号或所述重配置文件出错，向所述控制器发送指示重配置出错的反馈信号；以及响应于所述信号和所述重配置文件正确，对所述资源应用所述修改。
在某些实施例中，该电子器件还包括：存储模块，被配置为存储所述重配置文件；内部配置接口模块，被配置为通过所述内部配置接口模块对所述资源应用所述修改。
在某些实施例中，所述电子器件是现场可编程门阵列。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：
图1示出了可以实施本公开的某些实施例的示例系统1000的示意图；
图2示出了根据本公开的某些实施例的用于资源重配置的现场可编程门阵列的模块图；
图3示出了根据本公开的某些实施例的在控制器处实施的用于资源重配置的方法的流程图；
图4示出了根据本公开的某些实施例的在目标设备处实施的用于资源重配置的方法的流程图；
图5示出了根据本公开的某些实施例的重配置请求信号的格式；
图6示出了根据本公开的某些实施例的反馈信号的格式；以及
图7示出了根据本公开的某些实施例的一种电子设备的框图。
在所有附图中，相同或相似参考数字表示相同或相似元素。
具体实施方式
在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本公开一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本公开的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本公开的所有实施例。可以理解，在不偏离本公开的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本公开的范围由所附的权利要求所限定。此外，尽管说明书中以特定的顺序描述了方法的步骤，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果，相反，描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
在此使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
在具有GPP平台和加速器阵列的云RAN的研究中，传统的方案目前尚无法解决一些关键的问题。首先，为了共享包括GPP和硬件加速器阵列在内的计算资源，希望计算资源是可重配置的并且可以基于实时资源需求被调度。目前，已经提出了具有GPP和硬件加速器的云RAN架构。然而，在云RAN中的所有计算资源不是可重配置的，特别是硬件加速器。
其次，考虑到RAN系统的潮汐效应，在云RAN系统中应该支持虚拟机的实时迁移。目前，对在具有虚拟平台(例如vmWare、KVM和Linux Container)的GPP平台的实时迁移方面已经做了大量的研究。但是至今为止，很少有对硬件加速器实时迁移的研究。另外，云RAN中的所有的计算资源应该在多标准和多无线电接入技术中共享。所有的计算资源应该可以基于需求被重配置。
为了至少部分地解决上述以及其他潜在的问题，本公开提出了一种在云RAN中实施的用于资源重配置的方案。图1示出了可以实施本公开的实施例的示例系统1000的示意图，该系统1000包括：基带单元(BU)池1100、前回程网络1200和多个射频头1300。分散于不同位置的射频头1300通过前回程网络1200连接至基带单元池1100，以在基带单元池1100中实施集中化的数据处理。
基带单元池1100包括：控制器1110、加速器群1120、服务器群1130(例如GPP平台)以及内部交换网络1140。控制器1110、加速器群1120和服务器群1130通过内部交换网络1140实现数据传输。
控制器1110用于控制基带单元池1100中资源(例如，计算资源)的重配置，在某些实施例中，该资源选自服务器群1130中的服务器上运行的虚拟机或加速器群1120中的加速器上的处理模块。
加速器群1120可以以加速器阵列的形式或者以安装在服务器内的多个插卡(例如，PCIe插卡)的形式来实现。当加速器群1120以安装在服务器内的多个插卡的形式来实现时，加速器的端口是模式端口(例如，PCIe端口)，当加速器群1120以加速器阵列的形式实现时，加速器的端口是10GbE模式端口。
在某些实施例中，每个加速器中包括至少一个电子器件1121，例如现场可编程门阵列(FPGA)或者任何其他硬件加速设备。图2示出了根据本公开的某些实施例的用于资源重配置的现场可编程门阵列200的模块图。FPGA 200可以充当图1中所示的电子器件1121。如图所示，该现场可编程门阵列200包括：至少一个可实施重配置的处理模块202、接口模块204、重配置模块206、内部配置接口模块208和存储模块210。
服务器群1130中的各个服务器(1130-1、1130-2等)包括至少一个电子器件，例如CPU，该CPU可以通过管理程序来配置成至少一个虚拟机。
以下结合图3和图4介绍在基带单元池1100内实施的用于资源重配置的方法。首先参考图3，图3示出了根据本公开的某些实施例的在控制器处实施的用于资源重配置的方法300的流程图。
如图所示，在305，控制器1110确定基带单元池1100的系统状态和资源使用情况。系统状态和资源使用情况指示了该基带单元池1100中加速器和服务器的工作状态，以及这些加速器和服务器中各个资源被配置使用的情况。资源选自基带单元池1100池中的服务器上运行的虚拟机或基带单元池1100中的加速器中的处理模块。
在310，当需要对基带单元池1100中的资源重新配置以实现新的应用时，控制器1110基于在步骤305中所确定的系统状态和所述资源使用情况，标识出需要实施重配置的资源。
在315，控制器1110确定具有需要实施重配置的资源的目标设备的地址，其中目标设备选自所述BU池中的服务器或者加速器。在一些实施例中，这例如可以通过查找预先存储的地址映射表来实现。该地址映射表记录了目标设备、电子器件(例如，服务器中的CPU、加速器中的FPGA)、资源(例如，CPU中的虚拟机、FPGA中的处理模块)与地址之间的映射关系。
在320，控制器1110指示目标设备重配置该资源。在某些实施例中，控制器1110基于查找到的地址，向目标设备发送重配置请求信号和重配置文件，以指示该目标设备重新配置需要被实施重配置的资源。重配置请求信号用于触发对该资源的重配置，而重配置文件中指示了要对该资源做出的配置修改或要写入该资源的新的配置文件。
在某些实施例中，该重配置请求信号被配置成具有如图5所示的格式。如图5所示，重配置请求信号500可以包括“标记位(Flag)”字段502，用于指示该信号是请求信号还是反馈信号。在某些实施例中，该标记为占用1位，“0”表示该信号是请求信号，“1”表示该信号是反馈信号。
在一些实施例中，重配置请求信号500还可以包括“目标设备类型(HW Type)”字段504，其用于指示目标设备是服务器还是加速器。在某些实施例中，该标记为占用1位，“0”表示目标设备是服务器，“1”表示目标设备是加速器。
附加地或者备选地，在一些实施例中，“目标设备ID(HW ID)”字段506可以用于指示目标设备的标识。“电子器件ID(Chip ID)”字段508可用于指示目标设备中电子器件的标识。“虚拟机ID(VM ID)”字段510可以用于指示虚拟机的标识。如果目标设备类型指示是服务器，则该字段被使用；如果目标设备类型指示是加速器，则该字段空缺。
在一些实施中，可以使用“处理模块ID(Module ID)”字段512来指示处理模块的标识，如果目标设备类型指示是服务器，则该字段空缺；如果目标设备类型指示是加速器，则该字段被使用。
重配置请求信号500还可以包括“命令(Command)”字段514可以指示实施何种命令。在某些实施例中，该标记为占用2位，“00”被保留，“01”用于调用一个未被使用的资源，“10”用于重配置已被使用的资源，“11”用于关闭或擦除资源中的配置以节省能源。
在某些实施例中，在可选的325，控制器1110可以从目标设备接收指示反馈信号，反馈信号指示对资源的重配置是否成功。当反馈信号指示对资源的重配置不成功时，控制器1110响应于该反馈信号，指示目标设备终止对资源的重配置。注意，接收反馈信号并非是必须的，在某些实施例中可被省略。
在某些实施例中，该反馈信号被配置成具有如图6所示的格式。如图6所示，反馈信号600可以包括“标记位(Flag)”字段602，用于指示该信号是请求信号还是反馈信号。在某些实施例中，该标记为占用1位，“0”表示该信号是请求信号，“1”表示该信号是反馈信号。
在一些实施例中，反馈信号600还可以包括“目标设备类型(HW Type)”字段604，其用于指示目标设备是服务器还是加速器。在某些实施例中，该标记为占用1位，“0”表示目标设备是服务器，“1”表示目标设备是加速器。
附加地或者备选地，在一些实施例中，“目标设备ID(HW ID)”字段606可以用于指示目标设备的标识。“电子器件ID(Chip ID)”字段608可用于指示目标设备中电子器件的标识。“虚拟机ID(VM ID)”字段610可以用于指示虚拟机的标识。如果目标设备类型指示是服务器，则该字段被使用；如果目标设备类型指示是加速器，则该字段空缺。
在一些实施例中，可以使用“处理模块ID(Module ID)”字段612来指示处理模块的标识，如果目标设备类型指示是服务器，则该字段空缺；如果目标设备类型指示是加速器，则该字段被使用。
反馈信号600还可以包括“原因(Reason)”字段614可以指示对资源的重配置是否成功，以及如果不成功则进一步指示失败的原因。在某些实施例中，该字段占用3位，“000”表示重配置成功，“001”表示因目标设备ID出错而导致重配置失败，“010”表示因电子器件ID出错而导致重配置失败，“011”表示因虚拟机ID出错而导致重配置失败，“100”表示因处理模块ID出错而导致重配置失败，“101”表示因重配置文件出错而导致重配置失败，“110”表示因未知原因而导致重配置失败。
图4示出了根据本公开的某些实施例的在目标设备处实施的用于资源重配置的方法的流程图。如图所示，在405，目标设备从用于管理基带单元(BU)池的控制器，接收对资源重配置的指示。
具体而言，当目标设备从控制器接收指示对资源重配置的重配置请求信号和重配置文件时，目标设备基于重配置请求信号中的电子器件ID字段，把该重配置请求信号和重配置文件发送至相应的电子器件中，以便该电子器件中的资源被实施相应的重配置。
在步骤410，根据指示对资源执行重配置。为此，目标设备中的电子器件首先解析重配置请求信号和重配置文件，以确认该信号和该重配置文件是否出错。如果出错，则需要向控制器发送指示重配置出错的反馈信号，其中反馈信号中包括指示出错的原因的字段。如果没有出错，则基于该重配置请求信号和该重配置文件对相应的资源实施重配置，并在实施完重配置之后向控制器发送指示重配置成功的反馈信号。在某些实施例中，由于重配置文件可能会在多次不同的重配置过程中被重复的使用，因此可以把该重配置文件存储在存储器中以备下次使用。
在某些实施例中，控制器1110可以通过图7所公开的电子设备700来实现。如图7所示，该电子设备700包括处理器702、储存器704，存储器704存储有可由处理器702运行的指令706。存储器704可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以利用任何合适的数据存储技术来实现，包括但不限于基于半导体的存储器件、磁存储器件和系统、光存储器件和系统。尽管图7中仅仅示出了一个存储器单元，但是在电子设备700中可以有多个物理不同的存储器单元。
处理器702可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以包括但不限于通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)以及基于处理器的多核处理器架构中的一个或多个多个。电子设备700也可以包括多个处理器702。图3所描述的过程中的各个步骤、功能、特征可由处理器702来执行和实现，具体细节不再赘述。
此外，如上所述，在某些实施例中，加速器中包括的至少一个电子器件1121可以通过图2所公开的现场可编程门阵列200来实现。接口模块204，被配置为从用于管理基带单元(BU)池的控制器1110，接收对资源重配置的指示，其中该资源是处理模块202中的至少一部分。该指示包括重配置请求信号和重配置文件。在某些实施例中该接口模块204是10GbE模式端口。
重配置模块206被配置为根据指示对所述资源执行重配置。具体的，重配置模块206可被配置为解析重配置请求信号和重配置文件，以确认该信号和该重配置文件是否出错。如果出错，则需要向控制器发送指示重配置出错的反馈信号，其中反馈信号中包括指示出错的原因的字段。如果没有出错，则基于该重配置请求信号和该重配置文件对相应的资源实施重配置，并在实施完重配置之后向控制器发送指示重配置成功的反馈信号。
内部配置接口模块208是重配置模块206与处理模块202之间的接口模块。重配置模块206可以通过内部配置接口模块208对处理模块202实施修改。
存储模块210被配置为存储重配置文件。在一些实施例中，存储模块210可以是现场可编程门阵列200中的一部分，也可以是独立于该现场可编程门阵列200的模块。
图2和7中公开的这些模块可以部分或者全部地实现为硬件模块、固件模块或者其任意组合。一般而言，本公开的各种示例实施例可以在硬件或专用电路、逻辑，或其任何组合中实施。某些方面可以在硬件中实施，而其他方面可以在可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件中实施。当本公开的实施例的各方面被图示或描述为框图、流程图或使用某些其他图形表示时，将理解此处描述的方框、装置、系统、技术或方法可以作为非限制性的示例在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备，或其某些组合中实施。
用于实现本公开的方法的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言编写。这些计算机程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器，使得程序代码在被计算机或其他可编程的数据处理装置执行的时候，引起在流程图和/或框图中规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在计算机上、部分在计算机上、作为独立的软件包、部分在计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是包含或存储用于或有关于指令执行系统、装置或设备的程序的任何有形介质。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置或设备，或其任意合适的组合。机器可读存储介质的更详细示例包括带有一根或多根导线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存储存取器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光存储设备、磁存储设备，或其任意合适的组合。
尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题并不限于上文描述的特定特征或动作。相反，上文描述的特定特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而被公开的。

Claims (17)

1.一种用于资源重配置的方法，包括：
在用于管理基带单元(BU)池的控制器处，确定所述BU池的系统状态和资源使用情况；
基于所述系统状态和所述资源使用情况，标识需要实施重配置的资源，所述资源选自所述BU池中的服务器上运行的虚拟机或所述BU池中的加速器中的处理模块；
确定具有所述资源的目标设备的地址，其中所述目标设备选自所述BU池中的服务器或者加速器；以及
指示所述目标设备重配置所述资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其中指示所述目标设备重配置所述资源包括：
向所述目标设备发送触发对所述资源重配置的信号；以及
向所述目标设备发送重配置文件，所述重配置文件中指示了要对所述资源做出的修改。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述目标设备接收指示反馈信号，所述反馈信号指示对所述资源的所述重配置是否成功。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
响应于所述反馈信号指示所述重配置出错，指示所述目标设备终止对所述资源的所述重配置。
5.一种用于资源重配置的方法，包括：
从用于管理基带单元(BU)池的控制器，接收对资源重配置的指示，所述资源选自所述BU池中的服务器上运行的虚拟机或所述BU池中的加速器中的处理模块；以及
根据所述指示对所述资源执行重配置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中接收所述指示包括：
接收触发对所述资源重配置的信号；以及
接收重配置文件，所述重配置文件中指示了要对所述资源做出的修改。
7.根据权利要求6所述的方法，其中根据所述指示对所述资源执行重配置包括：
解析所述信号和所述重配置文件，以确认所述信号和所述重配置文件是否出错；
响应于所述信号或所述重配置文件出错，向所述控制器发送指示重配置出错的反馈信号；以及
响应于所述信号和所述重配置文件正确，对所述资源应用所述修改。
8.根据权利要求6所述的方法，还包括：
存储所述重配置文件。
9.一种电子设备，包括：
处理器；以及
耦合至所述处理器的存储器，所述处理器被配置为使所述电子设备执行动作，所述动作包括：
确定基带单元(BU)池的系统状态和资源使用情况；
基于所述系统状态和所述资源使用情况，标识需要实施重配置的资源，所述资源选自所述BU池中的服务器上运行的虚拟机或所述BU池中的加速器中的处理模块；
确定具有所述资源的目标设备的地址，其中所述目标设备选自所述BU池中的服务器或者加速器；以及
指示所述目标设备重配置所述资源。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中指示所述目标设备重配置所述资源包括：
向所述目标设备发送触发对所述资源重配置的信号；以及
向所述目标设备发送重配置文件，所述重配置文件中指示了要对所述资源做出的修改。
11.根据权利要求9所述的电子设备，所述动作还包括：
从所述目标设备接收指示反馈信号，所述反馈信号指示对所述资源的所述重配置是否成功。
12.根据权利要求11所述的电子设备，所述动作还包括：
响应于所述反馈信号指示所述重配置出错，指示所述目标设备终止对所述资源的所述重配置。
13.一种电子器件，包括：
至少一个处理模块；
接口模块，被配置为从用于管理基带单元(BU)池的控制器接收对资源重配置的指示，所述资源是所述至少一个处理模块中的至少一部分；
重配置模块，被配置为根据所述指示对所述资源执行重配置。
14.根据权利要求13所述的电子器件，所述接收模块还被配置为：
接收触发对所述资源重配置的信号；以及
接收重配置文件，所述重配置文件中指示了要对所述资源做出的修改。
15.根据权利要求14所述的电子器件，所述重配置模块还被配置为：
解析所述信号和所述重配置文件，以确认所述信号和所述重配置文件是否出错；
响应于所述信号或所述重配置文件出错，向所述控制器发送指示重配置出错的反馈信号；以及
响应于所述信号和所述重配置文件正确，对所述资源应用所述修改。
16.根据权利要求14所述的电子器件，还包括：
存储模块，被配置为存储所述重配置文件；
内部配置接口模块，被配置为通过所述内部配置接口模块对所述资源应用所述修改。
17.根据权利要求13-16中任一所述的电子器件，其中所述电子器件是现场可编程门阵列。
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