CN116601603A - 无线电接入网的计算资源的改进分配 - Google Patents

Abstract

一种方法包括监测以第一部署配置部署的第一服务功能链实例的负载条件，确定阈值负载条件被满足，其中阈值负载条件对应于迁移的触发，确定第二部署配置，以第二部署配置部署第二服务功能实例，将多个传输上下文从第一服务功能链实例迁移到第二服务功能实例，以及从第一服务功能链实例中移除多个传输上下文。

Description

无线电接入网的计算资源的改进分配

技术领域

以下示例性实施例涉及无线通信和计算资源的分配。

背景技术

无线通信允许设备从一个区域自由移动到另一区域。因此，在被无线网络覆盖的位置在给定时间对资源的需求可能会变化。可以利用网络功能的虚拟化来实现计算资源的更好利用。

发明内容

本发明的各种实施例所寻求的保护范围由独立权利要求书规定。本说明书中描述的不属于独立权利要求范围的示例性实施例和特征(如果有的话)将被解释为有助于理解本发明的各种实施例的示例。

根据另一方面，提供了一种装置，该装置包括用于以下的部件：监测以第一部署配置部署的第一服务功能链实例的负载条件，确定阈值负载条件被满足，其中阈值负载条件对应于迁移的触发，确定第二部署配置，以第二部署配置部署第二服务功能实例，将多个传输上下文从第一服务功能链实例迁移到第二服务功能实例，以及从第一服务功能链实例中移除多个传输上下文。

根据另一方面，提供了一种装置，该装置包括至少一个处理器以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，其中该至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与该至少一个处理器一起使得该装置：监测以第一部署配置部署的第一服务功能链实例的负载条件，确定阈值负载条件被满足，其中阈值负载条件对应于迁移的触发，确定第二部署配置，以第二部署配置部署第二服务功能实例，将多个传输上下文从第一服务功能链实例迁移到第二服务功能实例，以及从第一服务功能链实例中移除多个传输上下文。

根据另一方面，提供了一种方法，该方法包括监测以第一部署配置部署的第一服务功能链实例的负载条件，确定阈值负载条件被满足，其中阈值负载条件对应于迁移的触发，确定第二部署配置，以第二部署配置部署第二服务功能实例，将多个传输上下文从第一服务功能链实例迁移到第二服务功能实例，以及从第一服务功能链实例中移除多个传输上下文。

根据另一方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品由计算机可读并且在由计算机执行时被配置为使得计算机执行计算机过程，该计算机过程包括监测以第一部署配置中部署的第一服务功能链实例的负载条件，确定阈值负载条件被满足，其中阈值负载条件对应于迁移的触发，确定第二部署配置，以第二部署配置部署第二服务功能实例，将多个传输上下文从第一服务功能链实例迁移到第二服务功能实例，以及从第一服务功能链实例中移除多个传输上下文。在一些示例中，计算机可以被理解为计算装置。

根据另一方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读介质，该计算机可读介质承载体现在其中以与计算机一起使用的计算机程序代码，该计算机程序代码包括用于执行以下的代码：监测以第一部署配置部署的第一服务功能链实例的负载条件，确定阈值负载条件被满足，其中阈值负载条件对应于迁移的触发，确定第二部署配置，以第二部署配置部署第二服务功能实例，将多个传输上下文从第一服务功能链实例迁移到第二服务功能实例，以及从第一服务功能链实例中移除多个传输上下文。

根据另一方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括指令，该指令用于引起装置执行至少以下操作：监测以第一部署配置部署的第一服务功能链实例的负载条件，确定阈值负载条件被满足，其中阈值负载条件对应于迁移的触发，确定第二部署配置，以第二部署配置部署第二服务功能实例，将多个传输上下文从第一服务功能链实例迁移到第二服务功能实例，以及从第一服务功能链实例中移除多个传输上下文。

根据另一方面，提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质包括程序指令，该程序指令用于引起装置执行至少以下操作：监测以第一部署配置部署的第一服务功能链实例的负载条件，确定阈值负载条件被满足，其中阈值负载条件对应于迁移的触发，确定第二部署配置，以第二部署配置部署第二服务功能实例，将多个传输上下文从第一服务功能链实例迁移到第二服务功能实例，以及从第一服务功能链实例中移除多个传输上下文。

根据另一方面，提供了一种非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质包括程序指令，该程序指令用于引起装置执行至少以下操作：监测以第一部署配置部署的第一服务功能链实例的负载条件，确定阈值负载条件被满足，其中阈值负载条件对应于迁移的触发，确定第二部署配置，以第二部署配置部署第二服务功能实例，将多个传输上下文从第一服务功能链实例迁移到第二服务功能实例，以及从第一服务功能链实例中移除多个传输上下文。

附图说明

下文中，将参考实施例和附图更详细地描述本发明，在附图中图1示出了无线电接入网的示例性实施例。

图2A示出了包括gNB的逻辑组件的示例性实施例。

图2B示出了组件被包括在RAN架构中的示例性实施例。

图3示出了减少硬件资源使用的缩小操作的示例性实施例。

图4A和图4B示出了针对不同小区负载的服务功能链实例的两个不同部署配置的示例性实施例。

图5示出了部署配置的示例性实施例。

图6示出了改进确定目标部署配置的示例性实施例。

图7示出了示例性实施例的流程图，其示出了用于选择新的目标部署配置的过程。

在图8中，示出了根据示例性实施例的流程图，其中执行从第一部署配置到目标部署配置的小区迁移。

图9示出了装置的示例性实施例。

具体实施方式

以下实施例是示例性的。尽管说明书可以在文本中的若干位置引用“一个(an)”、“一个(one)”或“一些(some)”实施例，但这并不一定表示每个引用都是指相同的实施例，也并不一定表示特定特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可以组合以提供其他实施例。

如本申请中使用的，术语“电路系统”是指以下所有内容：(a)仅硬件电路实现，诸如仅在模拟和/或数字电路系统中的实现，以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(如适用)：(i)(多个)处理器的组合，或者(ii)(多个)处理器/软件的部分，包括(多个)数字信号处理器、软件和(多个)存储器，其一起工作以引起装置执行各种功能，以及(c)电路，诸如(多个)微处理器或(多个)微处理器的一部分，其需要软件或固件来操作，即使软件或固件在物理上不存在。“电路系统”的这个定义适用于该术语在本申请中的所有用途。作为另外的示例，如本申请中使用的，术语“电路系统”还将仅涵盖处理器(或多个处理器)或处理器的一部分及其附带软件和/或固件的实现。例如，如果适用于特定元件，则术语“电路系统”还将涵盖用于移动电话的基带集成电路或应用处理器集成电路、或者服务器、蜂窝网络设备或另一网络设备中的类似集成电路。电路系统的上述实施例也可以被认为是提供用于执行本文档中描述的方法或过程的实施例的部件的实施例。

本文中描述的技术和方法可以通过各种手段来实现。例如，这些技术可以以硬件(一个或多个设备)、固件(一个或多个设备)、软件(一个或多个模块)或其组合来实现。对于硬件实现，实施例的(多个)装置可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、图形处理单元(GPU)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行本文中描述的功能的其他电子单元或其组合内实现。对于固件或软件，实现可以通过执行本文中描述的功能的至少一个芯片组的模块(例如，过程、功能等)来进行。软件代码可以存储在存储器单元中并且由处理器执行。存储器单元可以在处理器内实现，也可以在处理器外部实现。在后一种情况下，存储器单元可以经由任何合适的手段通信地耦合到处理器。此外，本文中描述的系统的组件可以重新布置和/或由附加组件补充，以便于实现关于这些组件而描述的各个方面等，并且它们不限于给定附图中阐述的精确配置，如本领域技术人员将理解的。

本文中描述的实施例可以在通信系统中实现，该通信系统也可以称为无线网络，诸如在以下至少一个中实现：全球移动通信系统(GSM)或任何其他第二代蜂窝通信系统、基于基本宽带码分多址(W-CDMA)的通用移动电信系统(UMTS，3G)、高速分组接入(HSPA)、长期演进(LTE)、高级LTE、基于IEEE 802.11规范的系统、基于IEEE 802.15规范的系统、和/或第五代(5G)移动或蜂窝通信系统。然而，实施例不限于作为示例而给出的系统，而是本领域技术人员可以将该解决方案应用于具有必要特性的其他通信系统。

图1描绘了简化的系统架构的示例，其示出了一些元件和功能实体，它们全部是逻辑单元，其实现可以与所示出的有所不同。图1所示的连接是逻辑连接；实际的物理连接可以有所不同。对于本领域技术人员来说很清楚的是，该系统还可以包括除图1所示的功能和结构之外的其他功能和结构。图1的示例示出了示例性无线电接入网RAN的一部分。

图1示出了被配置为在小区中的一个或多个通信信道上与提供小区的接入节点(诸如(e/g)NodeB)104处于无线连接状态的终端设备100和102。接入节点104也可以称为节点。从终端设备到(e/g)NodeB的物理链路称为上行链路或反向链路，而从(e/g)NodeB到终端设备的物理链路称为下行链路或前向链路。应当理解，(e/g)NodeB或其功能可以通过使用适合于这样的用途的任何节点、主机、服务器或接入点等实体来实现。例如，gNB可以被分解为使得其被拆分为控制单元CU，控制单元CU可以连接到一个或多个远程定位的分布式单元DU，并且DU与CU之间可以有F1接口。应当注意，尽管为了解释的简单性而在本示例性实施例中讨论了一个小区，但是在一些示例性实施例中，一个接入节点可以提供多个小区。

通信系统可以包括一个以上的(e/g)NodeB，在这种情况下，(e/g)NodeB也可以被配置为通过为此目的而设计的有线或无线链路彼此通信。这些链路可以用于信令目的。(e/g)NodeB是计算设备，被配置为控制其耦合到的通信系统的无线电资源。(e/g)NodeB也可以称为基站、接入点、或接口设备，包括能够在无线环境中操作的中继站。(e/g)NodeB包括或耦合到收发器。从(e/g)NodeB的收发器，向天线单元提供连接，该连接建立到用户设备的双向无线电链路。天线单元可以包括多个天线或天线元件。(e/g)NodeB进一步连接到核心网110(CN或下一代核心NGC)。取决于系统，CN侧的对方可以是服务网关(S-GW，路由和转发用户数据分组)、分组数据网络网关(P-GW，用于提供终端设备(UE)与外部分组数据网络的连接)、或移动管理实体(MME)、5G核心中包括的组件，诸如用户面功能(UPF)、核心接入和移动性管理功能(AMF)以及会话管理功能(SMF)等。

终端设备(也可以称为UE、用户设备(user equipment)、用户终端、用户设备(userdevice)等)示出了空中接口上的资源被分配和指派给其的一种类型的设备，并且因此本文中描述的终端设备的任何特征可以与对应装置(诸如中继节点)一起实现。这样的中继节点的一个示例是朝向基站的层3中继(自回程中继)。这样的中继节点的另一示例是层2中继。这样的中继节点可以包含终端设备部分和分布式单元(DU)部分。例如，CU(集中式单元)可以经由F1AP接口来协调DU操作。

终端设备可以是指便携式计算设备，该便携式计算设备包括在具有或没有订户标识模块(SIM)或嵌入式SIM(eSIM)的情况下操作的无线移动通信设备，包括但不限于以下类型的设备：移动台(移动电话)、智能电话、个人数字助理(PDA)、听筒、使用无线调制解调器的设备(警报或测量设备等)、便携式计算机和/或触摸屏计算机、平板电脑、游戏机、笔记本电脑和多媒体设备。应当理解，用户设备也可以是排他性的或几乎排他性的仅上行链路设备，其示例是将图像或视频剪辑加载到网络的相机或摄像机。终端设备也可以是具有在物联网(IoT)网络中进行操作的能力的设备，在该场景中，为对象提供了通过网络传输数据的能力，而无需人与人或人与计算机交互。终端设备还可以利用云，例如用于存储数据和/或访问数据。在一些应用中，终端设备可以包括具有无线电部件(诸如手表、耳机或眼镜)的小型便携式设备，并且计算是在云中执行的。终端设备(或在一些实施例中为层3中继节点)被配置为执行用户设备功能中的一个或多个功能。

本文中描述的各种技术也可以应用于网络物理系统(CPS)，该系统可以被理解为控制物理实体的协作计算元件的系统。CPS可以实现和利用嵌入在物理对象中的不同位置的大量互连ICT设备(传感器、致动器、处理器微控制器等)。移动网络物理系统是网络物理系统的子类别，所讨论的物理系统在移动网络物理系统中具有固有移动性。移动物理系统的示例包括由人类或动物运输的移动机器人和电子器件。

另外，尽管将装置描绘为单个实体，但是可以实现不同的单元、处理器和/或存储器单元(图1中未全部示出)。

5G能够使用多输入多输出(MIMO)天线，比LTE(所谓的小小区概念)多得多的基站或节点，包括与较小基站协作并且采用多种无线电技术的宏站点，这取决于服务需求、用例和/或可用频谱。5G移动通信支持各种用例和相关应用，包括视频流、增强现实、不同的数据共享方式和各种形式的机器类型应用(诸如(大规模)机器类型通信(mMTC))，包括车辆安全、不同传感器和实时控制。5G有望具有多个无线电接口，即，6GHz以下、厘米波(cmWave)和毫米波(mmWave)，并且可与诸如LTE等现有常规无线电接入技术集成。与LTE的集成可以至少在早期阶段实现为系统，在该系统中，由LTE提供宏覆盖，并且5G无线电接口接入通过聚合到LTE而来自小小区。换言之，5G计划同时支持RAT间可操作性(诸如LTE-5G)和RI间可操作性(无线电接口间可操作性，诸如6GHz以下-cmWave、6GHz以上-mmWave-mmWave)。被认为在5G网络中使用的概念中的一个是网络切片，其中可以在同一基础设施中创建多个独立且专用的虚拟子网(网络实例)以运行对延迟、可靠性、吞吐量和移动性具有不同要求的服务。

LTE网络中的当前架构完全分布在无线电中并且完全集中在核心网中。5G中的低延迟应用和服务可能需要使应用靠近无线电，这可能导致局部爆发和多址边缘计算(MEC)。5G使得分析和知识生成可以在数据源处进行。这种方法需要利用可能无法连续地连接到网络的资源，诸如笔记本电脑、智能电话、平板电脑和传感器。MEC为应用和服务托管提供分布式计算环境。它还具有在蜂窝订户附近存储和处理内容以加快响应时间的能力。边缘计算涵盖了广泛的技术，诸如无线传感器网络、移动数据采集、移动签名分析、协作式分布式对等自组织网络和处理(也可分类为本地云/雾计算和网格/网状计算)、露水(dew)计算、移动边缘计算、cloudlet、分布式数据存储和检索、自主自我修复网络、远程云服务、增强和虚拟现实、数据高速缓存、物联网(大规模连接和/或延迟关键)、关键通信(自动驾驶汽车、交通安全、实时分析、时间关键控制、医疗保健应用)。

通信系统还能够与其他网络通信，诸如公共交换电话网络或互联网112，和/或利用由它们提供的服务。通信网络也可以支持云服务的使用，例如，核心网操作的至少一部分可以作为云服务(这在图1中由“云”114描绘)来执行。应当注意，在一些示例中，AP/DU元件104也可以利用云服务。通信系统还可以包括为不同运营商的网络提供用于例如在频谱共享中进行协作的设施的中央控制实体等。

边缘云可以通过利用网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN)或任何其他非ETSI虚拟化架构被引入无线电接入网(RAN)中。使用边缘云可以表示将至少部分在服务器、主机或节点中执行接入节点操作，该服务器、主机或节点操作耦合到包括无线电部分的远程无线电头端或基站。节点操作也可以分布在多个服务器、节点或主机之间。cloudRAN架构的应用使得RAN实时功能能够在RAN侧(在分布式单元DU 104中)执行，并且非实时功能能够以集中式方式(在集中式单元CU 108中)执行。

还应当理解，核心网操作与基站操作之间的功能分配可以不同于LTE的功能分配，或者甚至不存在。可以使用的一些其他技术包括例如大数据和全IP，这可能会改变网络的构建和管理方式。5G(或新无线电NR)网络被设计为支持多个层次结构，其中MEC服务器可以放置在核心与基站或nodeB(gNB)之间。应当理解，MEC也可以应用于4G网络。

5G还可以利用卫星通信来增强或补充5G服务的覆盖范围，例如通过提供回程。可能的用例包括为机器对机器(M2M)或物联网(IoT)设备或为车上乘客提供服务连续性、和/或确保关键通信和/或未来的铁路/海事/航空通信的服务可用性。卫星通信可以利用对地静止地球轨道(GEO)卫星系统，也可以利用低地球轨道(LEO)卫星系统，例如巨型星座(其中部署有数百个(纳米)卫星的系统)。巨型星座中的每个卫星106可以覆盖创建地面小区的若干启用卫星的网络实体。地面小区可以通过地面中继节点104或者位于地面或卫星中的gNB来创建，或者gNB的一部分可以在卫星上，例如DU，并且gNB的一部分可以在地面上，例如CU。另外地或备选地，可以利用高空平台站HAPS系统。HAPS可以被理解为位于高度为20-50公里的物体上并且相对于地球在固定点处的无线电台。例如，宽带接入可以经由HAPS使用在20-25公里的高度连续运行若干月的轻型太阳能飞机和飞艇来提供。

应当注意，所描绘的系统是无线电接入系统的一部分的示例，并且该系统可以包括多个(e/g)NodeB，终端设备可以接入多个无线电小区，并且该系统还可以包括其他装置，诸如物理层中继节点或其他网络元件等。(e/g)NodeB中的至少一个可以是家庭(e/g)NodeB。另外，在无线电通信系统的地理区域中，可以提供有多种类型的无线电小区以及多个无线电小区。无线电小区可以是宏小区(或伞形小区)，它们是直径通常长达数十公里的大型小区、或者是诸如微、毫微微或微微小区等较小小区。图1的(e/g)NodeB可以提供任何种类的这些小区。蜂窝无线电系统可以实现为包括若干种类的小区的多层网络。在一些示例性实施例中，在多层网络中，一个接入节点提供一个种类的一个或多个小区，并且因此提供这样的网络结构需要多个(e/g)NodeB。

为了满足改善通信系统的部署和性能的需要，引入了“即插即用”(e/g)NodeB的概念。除了家庭(e/g)NodeB(H(e/g)nodeB)，能够使用“即插即用”(e/g)NodeB的网络还可以包括家庭nodeB网关或HNB-GW(图1中未示出)。可以安装在运营商网络内的网络内的HNB网关(HNB-GW)可以将业务从大量HNB聚合回核心网。

图2A示出了包括gNB的逻辑组件的示例性实施例。gNB可以执行RAN的数据处理。RAN的数据处理可以包括从一个或多个无线电单元RU(其也可以是远程无线电单元RRU)通过层一L1(即，物理层)、层二L2(即，MAC、RLC和PDCP层)直到层三L3(即，RRC层)的功能。这些层用于执行并且控制在终端设备与核心网之间交换的数据分组的处理。在5G RAN中，存在专用于数据分组的处理的网络功能NF。NF可以处理多个层。应当注意，层本身可以不是网络功能。网络功能可以包括组件，组件可以是逻辑组件，诸如无线电单元RU，其可以是远程无线电单元、分布式单元DU和中央单元CU，其中从逻辑架构的角度来看，RU可以被视为DU的一部分，尽管RU可以被部署为单独的物理实体。在图2A中，示出了两个分布式单元210。CU可以被拆分，使得存在两个部分，控制面部分CU-C和用户面部分CU-U。在图2A中，示出了CU-C222和CU-U 224。应当注意，多个DU 210可以连接到一个CU-C 222。此外，多个CU-U 224可以连接到一个CU-C 222。DU 210与CU-U 224之间的连接可以经由F1-U接口234来建立。DU 210与CU-C 222之间的连接可以经由F1-C接口232来建立。CU-U 224与CU-C 222之间的连接可以经由E1接口236来建立。

图2B示出了示例性实施例，其中组件被包括在RAN架构中。这些组件可以是逻辑组件，并且应当注意，RAN架构中也可以包括其他组件。图2B所示的组件是基带单元BBU池250，该BBU池250包括多个基带单元255、前端链路270和远程无线电单元RRU 260。BBU池250可以被认为是数据中心，并且其中包括的BBU 255具有计算和存储能力。该示例性实施例中的BBU不与RRU并置，而是位于作为BBU池250的集中式位置处。BBU 255包括L1和高层功能的至少一部分，并且可以在给定时间基于网络需求动态地向RRU 260分配资源。RRU 260使得终端设备能够在执行连接所需要的RF功能时连接到网络。

如果诸如gNB等的接入节点包括一起实现接入节点功能的多个组件，则该多个组件可以部署在专用于RAN并且针对RAN而优化的硬件单元上，诸如片上系统SoC。备选地，组件可以被实现为在通用类型的硬件上运行的虚拟功能，该硬件可以位于例如数据中心。如果组件是在通用硬件上运行的虚拟功能，则该部署可以被认为是云RAN(C-RAN)部署。C-RAN部署可以被应用于DU的一部分，该部分可以作为虚拟功能来部署，即RU和CU可以被排除，或者在一些示例中，C-RAN部署可以仅被应用于CU。虚拟化可以被应用于C-RAN部署，使得虚拟网络功能VNF实现通常部署在数据中心的应用的一些行为，诸如弹性(elasticity)和恢复性(resiliency)。换言之，VNF允许独立于硬件设备的类型来实现网络功能。例如，网络运营商可以将某些硬件资源专用于VNF实例，该VNF实例然后实现网络功能。

然而，由于RAN NF组件可以是有状态(stateful)组件，该有状态组件也可以具有严格延迟要求，因此弹性可能无法使用常见的弹性机制来实现。有状态对象(诸如小区上下文和终端设备上下文)到RAN NF组件的映射可以是静态的，其中使用专用硬件，而云部署可能需要动态映射。这可能会由于处理延迟限制而带来问题。服务功能链SFC可以由按照特定顺序连接的网络功能组件组成，从而提供对应服务。SFC可以被实现为VNF的一部分。对于RAN，至少一些功能的尺寸应当根据系统负载进行适配，该系统负载可以使用诸如活动用户数目或活动承载数目等度量来表示，而诸如无线电调度器等一些其他功能对于给定小区可以具有准稳定负载，并且负载可以独立于用户业务。换言之，无线电调度器可以具有与其控制的小区数目成比例的负载，但至少大致独立于这些小区上的用户业务。

为了在C-RAN部署中实现有状态NF的弹性，应当基于VNF实例所引起的处理负载来适配硬件(诸如服务器)的使用。VNF实例可以对应于接入节点的组件，从而实现该组件的功能。例如，这可以通过将诸如小区或终端设备上下文等若干上下文预先分配给与接入节点组件相对应的NFV实例，并且然后随着整体处理负载的改变而改变上下文的分配来实现。

图3示出了减少硬件资源使用的缩小(scale-in)操作的示例性实施例。在该示例性实施例中，在缩小操作的不同实例，存在部署配置312和314以及其对应部署状态310和320。与接入节点中包括的至少一个组件相对应的NFV实例的第一部署状态310是初始部署状态。然后，第二部署状态320是与接入节点中包括的至少一个组件相对应的NFV实例的目标使用。从第一部署状态310到第二部署状态320资源使用将被减少。应当注意，一个或多个SFC的实例也可以对应于接入节点的一个或多个组件。在该示例性实施例中，部署状态310和320由计算机节点350和计算机节点360执行。计算机节点可以被理解为能够执行SFC实例中包括的功能的一组硬件资源。硬件资源可以通过配置被分配给计算机节点，使得计算机节点可以被理解为由一组资源分配构成。在该示例性实施例中，计算机节点350和360执行实现第一小区330和第二小区340的SFC实例。在本文档的上下文中，执行SFC实例也可以理解为运行SFC实例。部署配置312的水平服务分解示出了由小区提供的服务以及对应功能如何分配给计算机节点350和360。在第一部署状态310中，第一小区330和第二小区340都是高负载的。在第二部署状态320，即，在目标部署中，与使用第一部署状态310时普遍存在的情况相比，第一小区330和第二小区340在资源使用方面具有更低的小区负载和更小的覆盖区(footprint)。

部署配置312的水平服务分解在图3的上部中示出。第一计算机节点350在第一部署状态310中具有分配331-333和341-342。分配331对应于第一小区330的服务1的实例1。分配332对应于第一小区330的服务2的实例1。分配333对应于第一小区330的服务1的实例2。分配341对应于第二小区340的服务1的实例1。分配342对应于第二小区340的服务2的实例1。分配343对应于第二小区340的服务1的实例2。另一方面，第二计算机节点360在第一部署状态310中具有分配334-335和344-345。分配334对应于第一小区330的服务2的实例2。分配335对应于第一小区330的服务1的实例3。分配344对应于第二小区340的服务2的实例2。分配345对应于第二小区340的服务1的实例3。在第二部署状态320中，实例的分配被修改，使得分配343从计算机节点350中被移除，并且对计算机节点360的所有分配也被移除，从而释放计算机节点360中的资源。

图3的下部示出了关于有状态服务的资源使用适配的部署配置314。服务337对应于第一小区330的服务1，并且被分配给计算机节点350。服务338对应于第一小区330的服务2，并且也被分配给第一部署状态310中的计算机节点350。与第二小区340的服务1相对应的服务347和与第二小区340的服务2相对应的服务348被分配给第一部署状态310中的计算机节点360。在目标部署状态320中，计算机节点360从分配中被释放出来。计算机节点350具有分配370和380。分配370与第一小区370和第二小区340的服务1相对应。分配380与第一小区330和第二小区340的服务2相对应。

因此，在一些示例性实施例中可以有两种备选方案：水平分解每个上下文并且将NF组件实例分配给每个片段，使得实例数目随着给定上下文的负载而变化，或者将若干上下文预先分配给NF组件实例并且在整体处理负载变化时改变上下文的分配。这两个选项都需要负载监测和操作，以便在预先确定的负载条件被满足时适配部署的配置。应当注意，在一些其他示例性实施例中，当被认为是阈值负载条件的负载条件被满足时，上下文的分配可以改变。阈值负载条件可以被动态地确定，并且动态地确定的阈值负载条件也可以被连续地适配。在本文中描述的至少一些示例性实施例中，重点是通过适配分配给软件实例的上下文的数目来确保计算资源可缩放性的选项。在给定SFC实例的运行时间期间，可能不可以更新部署配置，但相反，部署修改可能需要以可控方式实现，例如通过从要移除的实例中排出(drain)上下文并且将上下文移动到其他实例。可以有益的是，通过在给定时间在缩放操作中涉及有限数目的服务器实例来逐步修改VNF部署配置，而不需要整体负载重新平衡，从而避免昂贵的状态共享，该状态共享可能难以应用于使用一个或多个SFC实例而实现的实时NF组件。

如果要缩放RAN软件组件，则要考虑到这些组件可以专用于在定时约束内处理功能。所部署的SFC实例可以对应于一个或多个RAN组件和/或RAN组件的一部分。所部署的SFC实例可以包括若干功能，这些功能在所支持的上下文(诸如小区)的数目方面具有给定容量。另外地或备选地，所部署的SFC实例可以包括在处理吞吐量方面具有给定容量的若干功能。对于给定RAN部署，小区的总数不改变，而平均吞吐量需求周期性地变化。例如，24小时时段可以划分为一组高峰时段和一组非高峰时段。在高业务高峰时段，小区将处理更高吞吐量的业务，因此SFC实例可以支持更少的小区，因为分配给SFC实例的计算资源由SFC实例在其上执行的计算机节点(诸如服务器)确定和限制。然而，在低业务非高峰时段，同一服务器可以具有执行SFC实例所需要的资源，该SFC实例被配置为支持更多的小区，但总体吞吐量较低。在这种低业务部署配置中，不需要像在高业务部署配置中那样多的SFC实例，因为一个或多个SFC实例可以支持比在高业务配置中更高数目的小区。因此，不需要那么多的计算机节点来服务于相同数目的小区，并且可以执行缩小。

当从第一部署配置移动到第二部署配置时(这可以通过确定存在预定负载条件来触发)，一个或多个SFC实例将与作为目标配置的第二部署配置一起部署。然而应当注意，在一些示例性实施例中，取代具有触发从第一部署配置移动到第二部署配置的预定负载条件，阈值负载条件可以对应于这样的触发。阈值负载条件也可以是预定负载条件，或者可以是动态确定的负载条件，或者是这两者的组合。此外，动态确定的阈值负载条件可以连续地调节。在示例性实施例中，第一部署配置用于与高吞吐量相对应的扩展(scaled-out)配置，而第二部署配置是与较低吞吐量相对应的缩小(scaled-in)部署配置。在一些备选示例实施例中，第一部署配置和第二部署配置也可以是相反的。传输上下文(诸如小区)被逐个移动到目标部署配置中的已部署实例。应当注意，在一些示例性实施例中，替代或除了逐个移动传输上下文，还可以分组移动传输上下文。还应当注意，移动也可以被视为迁移传输上下文。在第一部署配置中，给定时刻的一个小区可以被关闭，从而使该时间点的服务降级风险最小化。在一些示例性实施例中，在第一部署配置中，一次只能关闭一个小区。此外，在一些示例性实施例中，终端设备可以立即重新定位到仍在服务中并且服务于相同地理区域的另一小区。当不再有更多上下文被映射到被选择用于从第一部署配置中移除的SFC实例时，该SFC实例从部署中被释放，并且分配给被移除的SFC实例的计算资源变为可用于其他分配。如果不再有更多小区能够被添加在目标配置的给定SFC实例中，则另一SFC实例被部署在目标部署配置中，直到来自前一部署的所有小区都被移除，并且其相关实例也可以被移除。应当注意，在一些示例性实施例中，从第一部署配置中移除旧的传输上下文可以至少部分与将传输上下文迁移到第二部署配置同时执行，从而加速该过程。

部署在系统中的SFC实例的负载条件，以及在另外一些示例性实施例中包括SFC的单独功能中的至少一些的负载条件，可以被监测以确定目标部署配置。目标部署配置可以使得将满足当前所需要的吞吐量的最少计算资源被分配给SFC实例。可以利用组件来连续地确定和/或提出目标部署配置。该组件可以利用机器学习和/或人工智能，并且训练一个或多个算法，换言之，利用机器学习技术或人工智能而定义的一个或多个算法，例如关于负载变化模式和其他可用数据，诸如可预测的大规模事件。然后，该组件还可以确定用于缩小或扩展部署配置的阈值负载条件。该组件可以进一步预测在不久的将来对部署操作的缩小或扩展的需要。换言之，触发部署操作的缩放的负载条件可以由组件预期。实体可以用于在上下文到目标部署的迁移期间协调SFC实例的部署和移除。还可以存在用于上下文迁移的控制功能，该控制功能跟随上下文状态并且处理到SFC实例的小区映射。

为了避免在适配使用SFC实例而执行的实时VNF的资源使用时在若干SFC实例之间拆分有状态对象处理，可以根据负载条件来适配每个处理实例的上下文数目。这需要重新映射计算机节点之间的上下文。计算机节点可以由可以被认为是资源优化控制器ROC的实体来控制。ROC可以与现有RAN控制功能和软件组件协调器交互。ROC由此可以使计算资源的使用适合服务负载。由ROC实现的处理步骤包括标识部署缩放需求以及配置部署和计算资源使用，以达到所使用的资源量适合负载条件的状态。这可以通过时间约束RAN用户面功能的基于云的部署的可缩放性来实现对业务条件的适应，这可以有益于例如云上DU，其也可以被理解为虚拟化分布式单元vDU，其中一些L1和L2实时用户面功能可以在通用处理器上运行。vDU可以使用OS级虚拟化来部署，即，在软件容器中，并且由诸如Kubernetes等容器管理框架来管理。DU功能可以分别部署在单独的容器中，或者两个或更多个实例可以分组在单个容器中。此外，在一些示例性实施例中，容器可以被分组为一组。一个分组可以是有益的，因为它可以允许具有可以称为舱(pod)的单个可管理实例。舱可以被配置为分配给它的服务器节点的所有可用资源。一个舱可以包括一组小区的SFC，因此舱可以是部署实例。SFC也可以包括运行一个或若干NF组件的独立舱。

图4A和图4B示出了针对不同小区负载的SFC实例的两个不同部署配置的示例性实施例。在这些示例性实施例中，小区401-406和411-418通过在SFC中包括的功能实例中配置其上下文数据来被映射到SFC实例。在任何给定时间，一个小区的业务在单个SFC实例中被处理，因为动态上下文配置的近实时更新将立即可用于服务于该小区的SFC实例的任何功能。然而，应当注意，动态数据共享可以通过具有较少约束定时的不同功能来实现。

在与RAN小区上下文相关的这些示例性实施例中，首先选择目标部署配置。在可以由ROC执行的目标部署配置的选择之后，诸如小区等每个传输上下文在第一部署的SFC实例中顺序地被关闭，并且然后在目标部署的实例中被建立。此外，为了加速小区切换，小区配置数据的更静态的部分可以被发送到目标实例中的功能。在这些示例性实施例中，小区关闭和建立过程都是涉及诸如RU或核心网等对等元件的端到端过程。因此，在小区切换期间可能会出现短暂的服务中断。然而，在一些备选示例性实施例中，可以加速实例之间的小区迁移，使得其对至少一部分对等实体是透明的。对于小区关闭和建立，可以重新使用现有网络调试或关闭场景中定义的过程。

在图4A和图4B所示的示例性实施例中，诸如Kubernetes等部署编排器利用不同VNFC部署类型来实例化与一个或多个VNF组件相对应的不同SFC实例。应当注意，在本文档的上下文中，VNFC可以被理解为舱。这些实例包括容器450、460和470中的各种功能，这些功能被包括作为舱440。在图4A的示例性实施例中，舱440的实例使用计算机节点420来实现。计算机节点410的处理核心被示出为410。虚线示出了容器中包括的功能(功能L2、451、452和453)到处理核心的映射。还示出了容器即服务CaaS 480。容器即服务可以被理解为包括诸如Kubernetes等容器编排系统的平台组件。在图4B的示例性实施例中，存在更多的传输上下文，诸如由舱440中包括的SFC实例实现和服务的小区。舱440的实例现在由计算机节点430来实现。图4A所示的示例性实施例的部署配置可以用于高吞吐量，而图4B所示的示例性实施例用于低吞吐量。

图5示出了部署配置的示例性实施例，其中小区上下文耦合到实现该小区的所有必要服务的软件实例。在该示例性实施例中，每个软件组件专用于一个小区，并且每个服务器的总体平台负载随着小区吞吐量和处理负载而变化。在该示例性实施例中，不是在现有SFC实例之间移动小区上下文映射，而是将归属于给定小区的SFC实例的部署从一个计算机节点移动到另一计算机节点。因此，每个计算机节点处理的小区的数目可以改变。图5示出了第一部署配置510，其中有两个计算机节点530和535，它们被分配给实现小区542、544、546和548的SFC实例。在该示例性实施例中，每个小区包括三个不同服务(S1、S2和S3)。例如，当需要高吞吐量时，可以利用该第一部署510。在第二部署配置520中，SFC实例全部由计算机节点530实现，并且计算机节点535可以被释放用于其他用途。应当注意，还可以具有目标部署配置，换言之，第二配置，其中仅计算机节点535的部分资源被释放以使它们可用于其他应用。

图6示出了通过利用对测量样本的学习来改进对目标部署配置的确定的示例性实施例，例如通过微调用于确定业务负载是否继续变化的阈值。例如，在手动触发小区迁移过程的情况下，该动作可以用作学习算法(诸如强化学习)的输入。在该示例性实施例中，存在ROC 620，ROC 620包括部署类型控件622、负载监测624和小区映射控件626。ROC 620与学习和预测组件610交互，在一些其他示例性实施例中，学习和预测组件610可以是可选的。学习和预测组件610包括用于基于负载测量进行学习的组件612以及用于优化和/或迁移事件的预测的组件614。作为另一可选特征，ROC 620可以接收SW升级616和/或SW健康检查618输入。在该示例性实施例中，学习和预测组件610使用海量数据分析和机器学习技术来提供可以针对每个小区而定制的业务负载预测。学习和预测组件610可以基于可用的传统测量并且基于公共数据来提供其预测，诸如：实时交通堵塞、足球比赛时间表和地点、大型户外音乐会和节日、以及我们所知道的可以引发交通的突然且显著的增加的类似事件。学习和预测组件610用于准备和设置特定部署配置，并且强制提前重新部署小区，而不是对负载激增作出反应，以使业务过渡更加平稳并且尽可能消除服务中断。由于预测可以很早就可用，因此可以通过例如添加计算机节点以为部署配置的变化做好准备，来对较慢的云资源(诸如VM)进行深度重塑。

ROC 620基于实现了三个小区681、682和683的SFC实例660来执行负载监测691。然后ROC 620向部署编排630传输新的实例请求692，部署编排630还包括SFC部署类型的列表635。部署编排630可以可选地发起部署693，使得小区681由目标部署配置中的SFC实例670部署，而不是由第一部署配置中的SFC实例660部署。ROC 620还可以向执行操作、管理和维护功能的组件640传输目标小区映射694，该组件640然后向控制控制面中的实时操作的组件650传输小区映射更新。组件650然后可以向SFC实例660传输小区关闭指令696。在该示例性实施例中，小区关闭指令包括关闭小区681的指令。组件650还可以向SFC实例670传输小区建立指令697。在该示例性实施例中，小区建立指令包括用于建立小区681的指令。这样，在该示例性实施例中，可以控制小区到目标实例的迁移。

图7示出了示例性实施例的流程图，其示出了用于选择新的目标部署配置的过程。该过程可以在图6的示例性实施例中所示的ROC 620中使用，以选择新的目标部署配置。通过根据吞吐量和用户数目以及计算资源的负载来连续监测小区的负载，可以在任何时间点计算哪个部署配置最适合于所标识的业务模型或模式。在一些示例性实施例中，业务模型或模式的标识可以是预测的业务模型或模式。如果所标识的业务模型或模式已经达到稳定状态，诸如最小或最大，其预期在阈值时间段内不会改变，则可以启动迁移过程，并且专用协调功能与处理平台和RAN功能的其他控制和管理功能交互，以将系统从初始部署配置改变为目标部署配置。

在图7中，在710中，对负载进行监测。这可以是对SFC实例和/或由相应SFC实例实现的一个或多个小区的负载的连续监测。在720中，确定是否要部署与当前配置不同的目标配置，该目标配置可以被理解为第一配置。如果不是，则继续710的监测。如果是，则在730中，确定所监测的负载是否预期在未来的预定时间段内继续改变。如果是，则继续710的负载监测。如果不是，则可以确定达到稳定状态，并且在740中，发起从第一部署到所确定的第二部署的迁移。在该示例性实施例中，监测旨在标识与特定部署配置相对应的业务模型。一旦标识出业务模型，就可以触发向对应部署模型的转变。在标识业务模型时可以使用人工智能。这也可以通过在应用对应部署之后分析系统性能，并且然后调节在人工智能算法中使用的参数来动态地进行。

应当注意，在一些示例性实施例中，至少部分基于负载监测，可以部署新的服务功能链实例，并且另外地或备选地，至少部分基于负载监测，可以移除一个或多个现有服务功能链实例。

在图8中，示出了根据示例性实施例的流程图，其中执行从第一部署配置到目标部署配置的小区迁移。在该示例性实施例中，可以在尚未分配的计算机节点中部署新的目标SFC实例。当从源SFC实例中移除所有小区时，SFC实例本身也会被移除，并且被替换为目标部署配置的SFC实例。这可以在小区在源SFC实例与目标SFC实例之间逐渐移动期间重复，直到源部署配置的所有实例都被移除。

在图8中，在810中，提供为目标配置部署新的舱的请求。然后在820中，在目标部署配置中部署新的舱实例，并且将要迁移的小区映射到新的舱实例。在830中，然后将小区一个接一个地移动到目标舱实例，然后从原始部署配置关闭小区。在832中，如果在原始部署配置中存在剩余小区，则在834中确定目标部署配置的舱实例中是否存在可用于至少一个小区的剩余容量。如果是，则处理流程返回到830，如果不是，则处理流返回到810。如果在832中确定在原始舱实例中没有更多小区，则该过程在836中停止。在830中移动小区之后，在840中，确定原始部署配置中的任何舱实例是否没有活动小区。如果是这样的情况，则在850中，发送删除没有活动小区的舱实例的请求。由于被删除的舱在其专用计算机节点上运行，因此它现在可用，并且在860中，向诸如Kubernetes等容器(该容器编排系统控制舱部署)编排系统发送通知，即新的计算机节点现在可用于其他分配。在870中，确定初始配置是否存在剩余的任何舱实例。如果存在，则处理流程返回到810，如果没有，则处理流程在880中停止。

除了VNF覆盖区适配之外，在软件更新或主动自动修复的情况下，也可以使用上面关于上下文迁移过程而描述的示例性实施例。由于ROC组件(其可以是逻辑组件)具有将小区从现有实例从容地移动到新实例的能力，因此它可以从控制需要移除给定实例的操作的外部功能接收用于这样的操作的命令。在软件升级的情况下，目标配置包括具有新软件版本的整套实例。该操作的先决条件是协调器具有新版本的VNFC类型的映像。在主动自动修复的情况下，如果健康检查监测功能检测到异常可能导致实例失败的情况，则该特定实例的小区可以移动到具有相同类型的新部署实例。

图9的装置900示出了可以是接入节点或被包括在接入节点中的装置的示例实施例。该装置可以是例如适用于接入节点以实现所描述的实施例的电路系统或芯片组。装置900可以是包括一个或多个电子电路系统的电子设备。装置900可以包括通信控制电路系统910(诸如至少一个处理器)以及包括计算机程序代码(软件)922的至少一个存储器920，其中至少一个存储器和计算机程序代码(软件)922被配置为与至少一个处理器一起使得装置900执行上述接入节点的示例实施例中的任何一个实施例。

存储器920可以使用任何合适的数据存储技术来实现，诸如基于半导体的存储器设备、闪存、磁存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可移动存储器。存储器可以包括用于存储配置数据的配置数据库。例如，配置数据库可以存储例如当前相邻小区列表，并且在一些示例性实施例中，存储在检测到的相邻小区中使用的帧的结构、与一个或多个终端设备相关的配置数据(诸如天线的数目)、以及与一个或多个终端设备和一个或多个小区相关的用于业务配置的历史数据。

装置900还可以包括通信接口930，通信接口930包括用于根据一个或多个通信协议实现通信连接的硬件和/或软件。通信接口930可以为该装置提供在蜂窝通信系统中进行通信的无线电通信能力。例如，通信接口可以向终端设备提供无线电接口。装置900还可以包括朝向诸如网络协调器装置等核心网和/或朝向蜂窝通信系统的接入节点的另一接口。装置900还可以包括调度器940，调度器940被配置为分配资源。

在本文档的上下文中，“存储器”或“计算机可读介质”可以是任何非暂态介质或手段，其可以包含、存储、传送、传播或传输指令，以供指令执行系统、装置或设备(诸如计算机)使用或与之相结合使用。

尽管上面已经参考根据附图的示例描述了本发明，但是很清楚的是，本发明不限于此，而是可以在所附权利要求的范围内以若干方式进行修改。因此，所有词语和表达都应当被广义地解释，并且它们旨在说明而不是限制实施例。对于本领域技术人员来说很清楚的是，随着技术的进步，本发明的概念可以以各种方式实现。此外，本领域技术人员清楚，所描述的实施例可以而非必须以各种方式与其他实施例组合。

Claims (15)

1.一种装置，包括至少一个处理器以及至少一个存储器，所述至少一个存储器包括计算机程序代码，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使得所述装置：

监测以第一部署配置部署的第一服务功能链实例的负载条件；

确定阈值负载条件被满足，其中所述阈值负载条件对应于迁移的触发；

确定第二部署配置；

以所述第二部署配置部署第二服务功能实例；

将多个传输上下文从所述第一服务功能链实例迁移到所述第二服务功能实例；以及

从所述第一服务功能链实例中移除所述多个传输上下文。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个传输上下文被一次一个传输上下文地迁移，或者所述多个传输上下文被分组迁移。

3.根据任一前述权利要求所述的装置，其中在所述多个传输上下文被迁移到所述第二服务功能链实例之后，所述多个传输上下文从所述第一服务功能链实例中被移除。

4.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述装置还被配置为监测所述第一服务功能链实例中包括的至少一个功能的负载条件。

5.根据任一前述权利要求所述的装置，其中监测所述负载条件包括：使用利用一种或多种机器学习技术而定义的算法来预测负载条件。

6.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述装置还被配置为确定所述负载条件是否被预期在预定时间段期间改变，并且如果所述负载条件被预期在所述预定时间段期间不改变，则执行第二服务功能链实例以所述第二部署配置的所述部署。

7.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述装置还被配置为确定所述第一服务功能链实例中是否存在活动传输上下文，并且如果所述第一服务功能链实例中不存在所述活动传输上下文，则发送移除所述第一服务功能链实例的请求。

8.根据任一前述权利要求所述的装置，其中由所述第一服务功能链实例实现的传输上下文的数目不同于由所述第二服务功能实例实现的小区的数目。

9.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述第一服务功能链实例由第一计算机节点执行。

10.根据任一前述权利要求所述的装置，其中与所述第一部署配置相比，一个或多个服务功能链上的上下文传输分布在所述第二部署配置中被优化。

11.根据任一前述权利要求所述的装置，其中与所述第一部署相比，所述第二部署配置中硬件资源的分配被优化。

12.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述装置还被使得至少部分基于负载监测，来移除所述第一服务功能链实例或所述第二服务功能链实例中的至少一项。

13.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述装置包括gNB的至少一部分。

14.一种方法，包括：

监测以第一部署配置部署的第一服务功能链实例的负载条件；

确定阈值负载条件被满足，其中所述阈值负载条件对应于迁移的触发；

确定第二部署配置；

以所述第二部署配置部署第二服务功能实例；

将多个传输上下文从所述第一服务功能链实例迁移到所述第二服务功能实例；以及

从所述第一服务功能链实例中移除所述多个传输上下文。

15.一种计算机程序产品，包括指令，所述指令用于使得装置执行至少以下操作：

监测以第一部署配置部署的第一服务功能链实例的负载条件；

确定阈值负载条件被满足，其中所述阈值负载条件对应于迁移的触发；

确定第二部署配置；

以所述第二部署配置部署第二服务功能实例；

将多个传输上下文从所述第一服务功能链实例迁移到所述第二服务功能实例；以及

从所述第一服务功能链实例中移除所述多个传输上下文。