CN111538564A - 一种无线设备的共享方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线设备的共享方法及装置，该方法包括：创建N个虚拟设备，所述N个虚拟设备由N个基带处理单元BBU虚拟化获得；将所述基站的目标物理主机中的处理能力分配给所述N个虚拟设备；控制所述N个虚拟设备在所述目标物理主机上运行；其中，N大于1，且N为整数。本发明实施例实现了将多个基带处理单元BBU通过虚拟化的方式在同一物理主机上运行，降低了基站网络部署的成本。

Description

一种无线设备的共享方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种无线设备的共享方法及装置。
背景技术
5G网络建设机遇和挑战并存，主要问题在于5G初期建设和运维方面的成本投入加大。首先从频率以及覆盖场景深化等因素看，5G基站数量会大幅增加。第二，5G的大带宽也将使成本增加，比如基站成本和耗电问题。初期，5G耗电会是4G的两倍左右。但是，随着规模化生产，成本和耗电会有进一步改善的空间。
因此，网络共享成为一些运营商的应对措施之一。目前的网络共享一般采用基础设施共享的形式，即将多个室内基带处理单元(Base Band Unit，简称BBU)设置于同一机房，形成基带池。但该方法仍需要在机房内设置多个BBU设备，而BBU设备的成本较高，可见现有技术中存在基站网络部署的成本较高的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种无线设备的共享方法及装置，以解决基站网络部署的成本较高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：第一方面，本发明实施例提供了一种一种无线设备的共享方法，应用于基站，包括：
创建N个虚拟设备，所述N个虚拟设备由N个基带处理单元BBU虚拟化获得；
将所述基站的目标物理主机中的处理能力分配给所述N个虚拟设备；
控制所述N个虚拟设备在所述目标物理主机上运行；
其中，N大于1，且N为整数。
第二方面，本发明实施例提供了一种无线设备的共享装置，包括：
创建模块，用于创建N个虚拟设备，所述N个虚拟设备由N个基带处理单元BBU虚拟化获得；
分配模块，用于将所述基站的目标物理主机中的处理能力分配给N个虚拟设备；
控制模块，用于控制所述N个虚拟设备在所述目标物理主机上运行；
其中，N大于1，且N为整数。
第三方面，本发明实施例提供了一种无线设备的共享装置，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的无线设备的共享方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的无线设备的共享方法的步骤。
在本发明实施例中，通过创建N个虚拟设备，所述N个虚拟设备由N个基带处理单元BBU虚拟化获得。并将所述基站的目标物理主机中的处理能力分配给所述N个虚拟设备，控制所述N个虚拟设备在所述目标物理主机上运行。从而能够实现将多个基带处理单元BBU通过虚拟化的方式在同一物理主机上运行，实现了同一物理主机处理能力的共享，降低了基站网络部署的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的无线设备的共享方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的无线设备的共享方法的场景实例图之一；
图3是本发明实施例提供的无线设备的共享方法的场景实例图之二；
图4是本发明实施例提供的无线设备的共享方法的场景实例图之三；
图5是本发明实施例提供的无线设备共享装置的结构示意图之一；
图6是本发明实施例提供的网络侧设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，图1是本发明实施例提供的一种移动终端的操作方法的流程图，如图1所示，包括以下步骤：
步骤101、创建N个虚拟设备，所述N个虚拟设备由N个基带处理单元BBU虚拟化获得。
步骤102、将所述基站的目标物理主机中的处理能力分配给所述N个虚拟设备；
步骤103、控制所述N个虚拟设备在所述目标物理主机上运行；
其中，N大于1，且N为整数。
在步骤101中，上述N个基带处理单元(Base Band Unit，简称BBU)负责基站中空口的基带处理功能(编译码、复用、调制和解调等)、回传和前传接口功能、信令处理、本地和远程操作维护功能，以及gNB系统的工作状态监控和告警信息上报功能。
在本发明实施例中，上述N个基带处理单元BBU通过虚拟化技术得到N个虚拟设备。上述虚拟化技术可以为OpenStack技术、KVM技术或Docker技术等。一个上述虚拟设备可以包括至少一个基站软件，例如L1、L2和L3层协议软件等。其中，L1层协议软件负责实现物理层协议，L2层协议软件负责实现数据链路层协议，L3层协议软件负责实现小区网络层协议，本发明实施例可以通过至少一个基站软件实现一个BBU的功能。
具体的，在5G网络中，上述基带处理单元BBU以协议层划分为集中单元(CentralUnit，简称CU)和分布单元(Distribute Unit，简称DU)，其中集中单元用于集中承载非实时性业务，分布单元主要负责实时性业务的处理。在一实施例中，上述基带处理单元BBU解耦出的集中单元可以由UL2和L3层协议软件或其他软件实现其功能，而分布单元可以由L1和L2层协议软件或其他软件实现其功能。在另一实施例中，上述基带处理单元也可以由一独立软件实现其完整功能。
在步骤102中，上述基站的目标物理主机可以为基于x86/ARM等CPU平台的服务器主机，上述处理能力可以包括上述目标物理主机中CPU、内存、存储器、加速器和网卡等的处理能力。
在步骤103中，上述N个虚拟设备之间逻辑隔离，具体可以通过虚拟机技术或云原生技术等实现在上述目标物理机上运行上述N个虚拟设备。
本发明实施例通过创建N个虚拟设备，所述N个虚拟设备由N个基带处理单元BBU虚拟化获得。并将所述基站的目标物理主机中的处理能力分配给所述N个虚拟设备，控制所述N个虚拟设备在所述目标物理主机上运行。从而能够实现将多个基带处理单元BBU通过虚拟化的方式在同一物理主机上运行，实现了同一物理主机处理能力的共享，降低了基站网络部署的成本。
进一步的，上述N个虚拟设备包括第一虚拟设备，上述步骤103具体可以包括：
在所述目标物理主机上创建M个虚拟机；
控制所述第一虚拟设备在所述M个虚拟机上运行；
其中，每一所述虚拟机对应一第一虚拟设备，M大于1，且M小于或等于N，M为整数。
参照图2，在本发明实施例中，在上述目标物理机上运行上述N个虚拟设备可以通过在上述目标物理主机上创建虚拟机，并控制虚拟设备在虚拟机上运行实现。其中，上述N个虚拟设备以软件的形式运行于上述虚拟机的操作系统中。
进一步的，在M小于N的情况下，上述N个虚拟设备还包括第二虚拟设备，上述步骤103还可以包括：
控制所述第二虚拟设备在所述目标物理主机的操作系统上运行；
其中，所述第二虚拟设备的预设优先级高于所述第一虚拟设备的预设优先级，所述第一虚拟设备与所述第二虚拟设备组成所述N个虚拟设备。
上述第二虚拟设备可以以软件的形式运行于上述目标物理主机的操作系统中。
参照图3，本发明实施例通过在目标物理主机的操作系统中运行第二虚拟设备，并设置第二虚拟设备的预设优先级高于第一虚拟设备的预设优先级，从而可以实现运行于目标物理主机的操作系统中的第二虚拟设备获得高优先级和高实时性，而运行于虚拟机的操作系统中的第一虚拟设备由目标物理主机按需分配处理能力。
进一步的，上述步骤102具体可以包括：
根据预设策略将所述目标物理主机处理的业务划分为实时性业务与非实时性业务；
建立所述目标物理主机的处理器中物理核与所述虚拟机间的绑定关系，所述绑定关系用于在处理所述实时性业务时，控制所述目标物理主机仅通过与所述虚拟机绑定的物理核处理所述实时性业务，所述虚拟机与所述实时性业务对应；
在处理所述非实时性业务时，控制所述目标物理主机基于多个物理核处理资源的共享处理所述非实时性业务。
具体的，上述实时性业务主要为L1层协议业务和L2(MAC)层协议业务等，上述非实时性业务主要为BBU中CU处理的业务和操作维护管理业务(Operation Administrationand Maintenance，简称OAM)等。
在本发明实施例中，通过将虚拟机的vCPU与目标物理主机中的CPU物理核建立绑定关系，从而可以减少业务进程在CPU之间的切换，进而保证实时性业务的高实时性。同时通过在处理非实时性业务时，共享目标物理主机的CPU物理核从而可以提升处理效率。
需要说明的是，为了进一步提升共享效率和实时性能，还可以进行如下的具体优化：
在目标物理主机的BIOS设置中，将CPU运行策略设置为性能运行；
将CPU硬件效能状态关闭，并将CPU电源状态设置为C1/C2；
打开最末级缓存预取；
关闭超线程。
在目标物理主机的系统设置中，减少CPU中断；
强制CPU进入高性能状态；
使用hugepage，即大页来减少内存交换；
关闭ksm，即关闭内核相同页面合并。
在目标物理主机和虚拟机的操作系统中，优化spinlocks自旋锁机制，interrupts中断等，以减少不能够响应中断的操作，提高Kernel实时操作系统的实时性。
在虚拟机中，使用hugepage，即大页来减少内存交换并禁用Kvm时钟。
同时对加速器和网卡进行虚拟化，从而可以实现加速器功能及网口(前传或者回传)的共享。
进一步的，上述步骤103还可以包括：
在所述目标物理主机上创建X个网络切片，所述X个网络切片根据所述基站的运营商和所述目标物理主机处理的业务确定；
控制所述X个网络切片在所述目标物理主机上运行；
其中，所述X个网络切片用于实现所述N个虚拟设备的功能，且每一所述虚拟设备对应至少一个所述网络切片，X大于或等于N，X为整数。
参照图4，在本发明实施例中，可以基于云原生技术实现上述N个虚拟设备运行于上述目标物理主机中，具体可以使用Kubernetes或Docker技术，在容器运行环境内实现同一套物理设备上根据运营商和处理的业务隔离出独立运行的网络切片，每一网络切片之间逻辑隔离，从而可以优化基站网络资源分配，实现最大成本效率，满足多元化要求。同时，在该实现方式中，也可以采用如上所述的具体优化方式。
可以理解的是，由于在基站中，每一基带处理单元可以支持多个小区，由于不同运营商的分配频段不同，本发明实施例还可以基于无线接入网(Radio Access Network，简称RAN)共享技术，为每个小区分配不同的陆上公用移动通信网(Public Land MobileNetwork，简称PLMN)标识，以区分不同的运营商。
需要说明的是，本发明实施例中介绍的多种可选的实施方式，彼此可以相互结合实现，也可以单独实现，对此本发明实施例不作限定。
参见图5，图5是本发明实施例提供的无线设备共享装置500的结构图，如图5所示，无线设备共享装置500包括：
创建模块501，用于创建N个虚拟设备，所述N个虚拟设备由N个基带处理单元BBU虚拟化获得；
分配模块502，用于将所述基站的目标物理主机中的处理能力分配给N个虚拟设备；
控制模块503，用于控制所述N个虚拟设备在所述目标物理主机上运行；
其中，N大于1，且N为整数。
进一步的，所述N个虚拟设备包括第一虚拟设备，所述控制模块503包括：
第一创建单元，用于在所述目标物理主机上创建M个虚拟机；
第一控制单元，用于控制所述第一虚拟设备在所述M个虚拟机上运行；
其中，每一所述虚拟机对应一第一虚拟设备，M大于1，且M小于或等于N，M为整数。
进一步的，在M小于N的情况下，所述N个虚拟设备还包括第二虚拟设备，所述控制模块503还包括：
第二控制单元，用于控制所述第二虚拟设备在所述目标物理主机的操作系统上运行；
其中，所述第二虚拟设备的预设优先级高于所述第一虚拟设备的预设优先级，所述第一虚拟设备与所述第二虚拟设备组成所述N个虚拟设备。
进一步的，所述分配模块502包括：
划分单元，用于根据预设策略将所述目标物理主机处理的业务划分为实时性业务与非实时性业务；
建立单元，用于建立所述目标物理主机的处理器中物理核与所述虚拟机间的绑定关系，所述绑定关系用于在处理所述实时性业务时，控制所述目标物理主机仅通过与所述虚拟机绑定的物理核处理所述实时性业务，所述虚拟机与所述实时性业务对应；
在处理所述非实时性业务时，控制所述目标物理主机基于多个物理核处理资源的共享处理所述非实时性业务。
进一步的，所述控制模块503还包括：
第二创建单元，用于在所述目标物理主机上创建X个网络切片，所述X个网络切片根据所述基站的运营商和所述目标物理主机处理的业务确定；
第三控制单元，用于控制所述X个网络切片在所述目标物理主机上运行；
其中，所述X个网络切片用于实现所述N个虚拟设备的功能，且每一所述虚拟设备对应至少一个所述网络切片，X大于或等于N，X为整数。
本发明实施例提供的无线设备共享装置500能够实现图1的方法实施例中无线设备共享装置实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
请参阅图6，图6是本发明实施例提供的网络侧设备的结构图，能够实现上述实施例中无线设备的共享方法的细节，并达到相同的效果。如图6所示，网络侧设备600包括：处理器601、收发机602、存储器603、用户接口604和总线接口，其中：
处理器601，用于读取存储器603中的程序，执行下列过程：
创建N个虚拟设备，所述N个虚拟设备由N个基带处理单元BBU虚拟化获得；将所述基站的目标物理主机中的处理能力分配给所述N个虚拟设备；控制所述N个虚拟设备在所述目标物理主机上运行；
其中，N大于1，且N为整数。
在图6中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器601代表的一个或多个处理器和存储器603代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机602可以是多个元件，即包括发送机和接收机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。针对不同的用户设备，用户接口604还可以是能够外接内接需要设备的接口，连接的设备包括但不限于小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆等。
处理器601负责管理总线架构和通常的处理，存储器603可以存储处理器601在执行操作时所使用的数据。
可选的，程序被处理器601执行时还可实现如下步骤：
在所述目标物理主机上创建M个虚拟机；
控制所述第一虚拟设备在所述M个虚拟机上运行；
其中，每一所述虚拟机对应一第一虚拟设备，M大于1，且M小于或等于N，M为整数。
可选的，程序被处理器601执行时还可实现如下步骤：
控制所述第二虚拟设备在所述目标物理主机的操作系统上运行；
其中，所述第二虚拟设备的预设优先级高于所述第一虚拟设备的预设优先级，所述第一虚拟设备与所述第二虚拟设备组成所述N个虚拟设备。
可选的，程序被处理器601执行时还可实现如下步骤：
根据预设策略将所述目标物理主机处理的业务划分为实时性业务与非实时性业务；
建立所述目标物理主机的处理器中物理核与所述虚拟机间的绑定关系，所述绑定关系用于在处理所述实时性业务时，控制所述目标物理主机仅通过与所述虚拟机绑定的物理核处理所述实时性业务，所述虚拟机与所述实时性业务对应；
在处理所述非实时性业务时，控制所述目标物理主机基于多个物理核处理资源的共享处理所述非实时性业务。
可选的，程序被处理器601执行时还可实现如下步骤：
在所述目标物理主机上创建X个网络切片，所述X个网络切片根据所述基站的运营商和所述目标物理主机处理的业务确定；
控制所述X个网络切片在所述目标物理主机上运行；
其中，所述X个网络切片用于实现所述N个虚拟设备的功能，且每一所述虚拟设备对应至少一个所述网络切片，X大于或等于N，X为整数。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述无线设备的共享方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络主机等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (12)

1.一种无线设备的共享方法，应用于基站，其特征在于，包括：
创建N个虚拟设备，所述N个虚拟设备由N个基带处理单元BBU虚拟化获得；
将所述基站的目标物理主机中的处理能力分配给所述N个虚拟设备；
控制所述N个虚拟设备在所述目标物理主机上运行；
其中，N大于1，且N为整数。
2.根据权利要求1所述的无线设备的共享方法，其特征在于，所述N个虚拟设备包括第一虚拟设备，所述控制所述N个虚拟设备在所述基站的目标物理主机上运行的步骤包括：
在所述目标物理主机上创建M个虚拟机；
控制所述第一虚拟设备在所述M个虚拟机上运行；
其中，每一所述虚拟机对应一第一虚拟设备，M大于1，且M小于或等于N，M为整数。
3.根据权利要求2所述的无线设备的共享方法，其特征在于，在M小于N的情况下，所述N个虚拟设备还包括第二虚拟设备，所述控制所述N个虚拟设备在所述基站的目标物理主机上运行的步骤还包括：
控制所述第二虚拟设备在所述目标物理主机的操作系统上运行；
其中，所述第二虚拟设备的预设优先级高于所述第一虚拟设备的预设优先级，所述第一虚拟设备与所述第二虚拟设备组成所述N个虚拟设备。
4.根据权利要求1所述的无线设备的共享方法，其特征在于，所述将所述目标物理主机中的处理能力分配给N个虚拟设备的步骤包括：
根据预设策略将所述目标物理主机处理的业务划分为实时性业务与非实时性业务；
建立所述目标物理主机的处理器中物理核与所述虚拟机间的绑定关系，所述绑定关系用于在处理所述实时性业务时，控制所述目标物理主机仅通过与所述虚拟机绑定的物理核处理所述实时性业务，所述虚拟机与所述实时性业务对应；
在处理所述非实时性业务时，控制所述目标物理主机基于多个物理核处理资源的共享处理所述非实时性业务。
5.根据权利要求1所述的无线设备的共享方法，其特征在于，所述控制所述N个虚拟设备在所述基站的目标物理主机上运行的步骤还包括：
在所述目标物理主机上创建X个网络切片，所述X个网络切片根据所述基站的运营商和所述目标物理主机处理的业务确定；
控制所述X个网络切片在所述目标物理主机上运行；
其中，所述X个网络切片用于实现所述N个虚拟设备的功能，且每一所述虚拟设备对应至少一个所述网络切片，X大于或等于N，X为整数。
6.一种无线设备共享装置，应用于基站，其特征在于，包括：
创建模块，用于创建N个虚拟设备，所述N个虚拟设备由N个基带处理单元BBU虚拟化获得；
分配模块，用于将所述基站的目标物理主机中的处理能力分配给N个虚拟设备；
控制模块，用于控制所述N个虚拟设备在所述目标物理主机上运行；
其中，N大于1，且N为整数。
7.根据权利要求6所述的无线设备共享装置，其特征在于，所述N个虚拟设备包括第一虚拟设备，所述控制模块包括：
第一创建单元，用于在所述目标物理主机上创建M个虚拟机；
第一控制单元，用于控制所述第一虚拟设备在所述M个虚拟机上运行；
其中，每一所述虚拟机对应一第一虚拟设备，M大于1，且M小于或等于N，M为整数。
8.根据权利要求7所述的无线设备共享装置，其特征在于，在M小于N的情况下，所述N个虚拟设备还包括第二虚拟设备，所述控制模块还包括：
第二控制单元，用于控制所述第二虚拟设备在所述目标物理主机的操作系统上运行；
其中，所述第二虚拟设备的预设优先级高于所述第一虚拟设备的预设优先级，所述第一虚拟设备与所述第二虚拟设备组成所述N个虚拟设备。
9.根据权利要求6所述的无线设备共享装置，其特征在于，所述分配模块包括：
划分单元，用于根据预设策略将所述目标物理主机处理的业务划分为实时性业务与非实时性业务；
建立单元，用于建立所述目标物理主机的处理器中物理核与所述虚拟机间的绑定关系，所述绑定关系用于在处理所述实时性业务时，控制所述目标物理主机仅通过与所述虚拟机绑定的物理核处理所述实时性业务，所述虚拟机与所述实时性业务对应；
在处理所述非实时性业务时，控制所述目标物理主机基于多个物理核处理资源的共享处理所述非实时性业务。
10.根据权利要求6所述的无线设备共享装置，其特征在于，所述控制模块还包括：
第二创建单元，用于在所述目标物理主机上创建X个网络切片，所述X个网络切片根据所述基站的运营商和所述目标物理主机处理的业务确定；
第三控制单元，用于控制所述X个网络切片在所述目标物理主机上运行；
其中，所述X个网络切片用于实现所述N个虚拟设备的功能，且每一所述虚拟设备对应至少一个所述网络切片，X大于或等于N，X为整数。
11.一种无线设备共享装置，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的无线设备的共享方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的无线设备的共享方法的步骤。
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