TR2023019812A2 - A VERSATILE NETWORK SYSTEM WITH SELF-REPAIRING FEATURE - Google Patents

A VERSATILE NETWORK SYSTEM WITH SELF-REPAIRING FEATURE

Info

Publication number
TR2023019812A2
TR2023019812A2 TR2023/019812 TR2023019812A2 TR 2023019812 A2 TR2023019812 A2 TR 2023019812A2 TR 2023/019812 TR2023/019812 TR 2023/019812 TR 2023019812 A2 TR2023019812 A2 TR 2023019812A2
Authority
TR
Turkey
Prior art keywords
network
module
satellite
communication
terrestrial
Prior art date
Application number
TR2023/019812
Other languages
Turkish (tr)
Inventor
Akta Semi̇h
İzzet Sa Lam Mehmet
Bi̇lgi̇n Buse
Original Assignee
Turkcell İleti̇şi̇m Hi̇zmetleri̇ Anoni̇m Şi̇rketi̇
Turkcell Teknoloji̇ Araştirma Ve Geli̇şti̇rme Anoni̇m Şi̇rketi̇
Filing date
Publication date
Application filed by Turkcell İleti̇şi̇m Hi̇zmetleri̇ Anoni̇m Şi̇rketi̇, Turkcell Teknoloji̇ Araştirma Ve Geli̇şti̇rme Anoni̇m Şi̇rketi̇ filed Critical Turkcell İleti̇şi̇m Hi̇zmetleri̇ Anoni̇m Şi̇rketi̇
Publication of TR2023019812A2 publication Critical patent/TR2023019812A2/en

Links

Abstract

Bu buluş, uydu haberleşmesi ve yapay zeka destekli mobil ağ iletişim verisi kullanarak karasal bir şebeke zarar gördüğünde şebek mimarisini yeniden tasarlayarak kendini onarabilen ve iletişimin devamlılığını sağlayan çok yönlü bir şebeke sistemi (1) ile ilgilidir.This invention relates to a versatile network system (1) that can repair itself and ensure continuity of communication by redesigning the network architecture when a terrestrial network is damaged, using satellite communication and artificial intelligence-supported mobile network communication data.

Description

TARIFNAME KENDINI ONARMA ÖZELLIGINE SAHIP ÇOK YÖNLÜ BIR SEBEKE Teknik Alan Bu bulus, uydu haberlesmesi ve yapay zeka destekli mobil ag iletisim verisi kullanarak karasal bir sebeke zarar gördügünde sebek mimarisini yeniden tasarlayarak kendini onarabilen ve iletisimin devamliligini saglayan çok yönlü bir sebeke sistemi ile ilgilidir. Önceki Teknik Mobil sebeke operatörleri abonesi olan mobil kullanicilar için kablosuz ses ve veri iletisimi saglayan bir telekomünikasyon servis saglayicidir. Mobil sebeke operatörleri, ayni ve harici kablosuz ve kablolu telekom sebekelerindeki kullanicilarla abone olunan mobil kullanicilar arasindaki mobil iletisimi gerçeklestiren ve yönetilmesini saglayan bir telekom altyapisina sahiptir. Mobil sebeke operatörleri sahip olduklari baz istasyonlari araciligi ile mobil abonelerin sebeke servislerini kullanmalarini saglamaktadir. Teknigin bilinen durumunda yer alan USS963862A sayili Birlesik Devletler patent dokümaninda geo-senkron yörünge üzerinde en az bir uydu içeren bir entegre telekomünikasyon sisteminden bahsedilmektedir. Sistem, cografi bir bölge üzerinde dagitilmis sabit konumlardaki çok sayida kullanici terminalini içerir ve bu terminaller, en az bir uydu tarafindan iki yönlü kullanici baglantilari ile saglanir. Ayrica, bir uydu hücresel telefon agi, bu telefonun bir kullanici terminali ile iliskilendirildigi bir numara içerir. Sistem, birçok geçis istasyonunu ve ag kontrol merkezini içerir ve bu istasyonlar araciligiyla çagrilarin yönlendirilmesini ve uydu bant genisligi ve gücünün kontrol edilmesini saglar. Fakat US dokümani adaptif bir mimari optimizasyonu gerçeklestirme imkani sunmamakla beraber, yapay zeka destekli akilli planlama yapilmasi ve karasal ve karasal olmayan sebeke mimarilerinin birbirlerini destekleyici sekilde davranmasini saglayacak özellikleri yoktur. yöntemi tanimlanmaktadir. Ilk ag cihazi, bir dizi uydu iletisim baglantisinin trafigini veya bir dizi uydu baz istasyonuna yer istasyonu tarafindan tahsis edilen hava arayüzü kaynaklarini elde eder ve bu bilgiyi ikinci bir ag cihazina gönderir. Gönderilen bilgi, bir uydu iletisim baglantisinin trafiginin belirli bir esik degerine ulastigini veya yer istasyonu tarafindan tahsis edilen bir uydu baz istasyonuna ait hava arayüzü kaynaginin belirli bir esik degerine ulastigini gösterir. Fakat US dokümani adaptif bir mimari optimizasyonu gerçeklestirme imkani sunmamakla beraber, karasal ve karasal olmayan sebekeleri birbirleri ile entegre ederek haberlesme sisteminin performansini artirmasini, yapay zeka destekli akilli planlama yapilmasini ve karasal ve karasal olmayan sebeke mimarilerinin birbirlerini destekleyici sekilde davranmasini saglayacak özellikleri yoktur. CN110493791B sayili Çin dokümaninda yakin uzay platformuna dayali bir hava- uzay-yer entegre ag sistemi mimarisini tanimlar. Sistem, birçok iletisim dügümünü içerir, bu iletisim dügümleri sirasiyla senkron uydu, düsük yörünge uydu, yakin uzay platformu uçagi, yer istasyonu ag geçidi, bulut merkezi ve 5G baz istasyonu olarak belirlenmistir. Bu iletisim dügümleri farkli iletisim baglantilari araciligiyla birbirine baglidir ve ag sistemi mimarisinin anahtarlama hizinin hesaplanmasini saglayan bir formül sunar. Fakat Çin dokümani adaptif bir mimari optimizasyonu gerçeklestirme imkani sunmamakla beraber, yapay zeka destekli akilli planlama yapilmasi ve karasal ve karasal olmayan sebeke mimarilerinin birbirlerini destekleyici sekilde davranmasini saglayacak özellikleri yoktur. veri düzlemini yazilim tanimli aglama (SDN) kullanarak ayiran bir yöntem tanimlanmaktadir. Kontrol düZlemi, bir düsük yörünge (LEO) sistemi üzerinde yürütülür ve LEO sistemi, sadece kontrol düZlemini yönlendirmek için kullanilir. LEO sistemi, veri düZlemine yol olusturur ve yönetir. Bu ag yapisi, özellikle LEO uydulari kullanarak 5G iletisimlerini saglamak için tasarlanmistir. Fakat Kore dokümani adaptif bir mimari optimizasyonu gerçeklestirme imkani sunmamakla beraber, yapay zeka destekli akilli planlama yapilmasi ve karasal ve karasal olmayan sebeke mimarilerinin birbirlerini destekleyici sekilde davranmasini sistemi ve ayrintili yöntemler sunulmaktadir. Bu yöntemler, yüksek-düsük frekansli aglar, spektrum algilama, Doppler frekans kaymasi kompansasyonu, çoklu kullanici erisimi ve bölgesel yönlendirme teknolojilerini içerir. Patent, uydu-yer is birligi içinde dinamik bir spektrum ortaminda kablosuz iletisim kurma, mobil uydu iletisimde Doppler frekans kaymasina yüksek dinamik kompanse etme, mobil uydu iletisim ortaminda çoklu kullaniciya yönelik dogrusal olmayan çoklu erisimi gerçeklestirme ve SDN ve NFV uydu agi mimarileri üzerine dayali olarak segmente yönlendirme teknolojisinin gerçeklestirilmesi yöntemleri sunmaktadir. Fakat Çin dokümaninda uydu haberlesmesi dogrudan telefon (direct-to-phone) yönetime uygun olarak degil kontrol düZlemindeki verinin paylasimi olarak kurgulanmasi ve yapay zeka destekli akilli planlama modülü içermesi özellikleri yoktur. Bulusun Kisa Açiklamasi Bu bulusun amaci, karasal ve karasal olmayan sebekeleri entegre ederek kendi kendini iyilestirebilen ve yapay zeka modelleriyle gelistirilen bir sistem mimari modeline sahip olan bir sistem gerçeklestirmektir. Bulusun diger amaci, kullanici taleplerine aninda yanit veren ve sebeke verimliligini artiran yapay zeka modelleriyle sebeke mimarisinin güncellenebilmesini, karasal sebeke bilesenleri hasar gördügünde iletisimi sürdürmek için otomatik olarak sebeke mimarisinin yeniden tasarlanabilmesini ve yapilan güncellemelerin açiklanabilir yapay zeka ve üretken yapay zeka modelleriyle kontrol merkezine raporlanabilmesini saglayan bir sistem gerçeklestirmektir. Bulusun baska amaci, iletisim altyapisini daha güvenilir, dayanikli ve esnek hale getirerek özellikle afetler ve benzeri acil durumlarda iletisimin kesintisizligini saglayan bir sistem gerçeklestirmektir. Bulusun Ayrintili Açiklamasi Bu bulusun amacina ulasmak için gerçeklestirilen "Kendini Onarma Özelligine Sahip Çok Yönlü Bir Sebeke Sistemi" ekli sekillerde gösterilmis olup, bu sekiller; Sekil 1. Bulus konusu sistemin sematik görünüsüdür. Sekil 2. Bulus konusu sistemde talep ve yetki analiz sunucusunun blok semasinin görünüsüdür. Sekil 3. Bulus konusu sistemde kendi kendini yapilandirma sunucusunun blok semasinin görünüsüdür. Sekil 4. Bulus konusu sistemde uydu haberlesme sunucusunun blok semasinin görünüsüdür. Sekil 5. Bulus konusu sistemde analiz sunucusunun blok semasinin görünüsüdür. Sekilde yer alan parçalar tek tek numaralandirilmis olup, bu numaralarin karsiliklari asagida verilmistir: 1. Sistem 2. Talep ve yetki analiz sunucusu 21. Talep tahminleme modülü 22. Yetki belirleme modülü 23. Yapay zeka ihtiyaci belirleme modülü 24. Acil durum talepleri izleme modülü . Talep ve yetki belirleme modülü 26. Veri toplama ve analiz modülü 3. Kendi kendini yapilandirma sunucusu 31. Performans metrikleri izleme ve degerlendirme modülü 32. Enerji tüketim degerlendirme modülü 33. Konfigürasyon yönetim modülü 34. Uydu acil durum yönetim modülü 36. Sebeke entegrasyon modülü 4. Uydu haberlesme sunucusu 4l. Uydu seçimi modülü 42. Uydu iletisim protokolü modülü 43. Uydu kapasite yönetimi modülü 44. Uydu acil durum yönetimi modülü 45. Uydu haberlesme ve yönetim modülü . Analiz sunucusu 4l. Karar açiklama modülü 42. Degisiklik raporlama modülü 43. Performans izleme ve raporlama modülü 44. Hata ve sorun izleme modülü Karasal ve karasal olmayan sebekelerin entegrasyonuyla, karasal bir sebeke zarar gördügünde sebeke mimarisinin yeniden tasarlanmasini ve iletisimin devamliliginin sürdürülmesini saglayan bulus konusu sistem (1); -sebeke yönetimi ve performans optimizasyonu için kullanici talepleri, sebeke kapasitesi ve acil durumlar gibi faktörleri göz önünde bulundurarak sebeke yönetimini iyilestirmek üzere yapilandirilan en az bir talep ve yetki analiz sunucusu -sebeke elemanlarinin yönetimini ve konfigürasyonunu otomatiklestirmek, sebeke elemanlarinin dinamik bir sekilde çalisabilmesi için enerji tüketimini göz önünde bulundurarak sebeke yapilandirmasini güncellemek ve sebeke yapisini optimize etmek üzere yapilandirilan en az bir kendi kendini yapilandirma sunucusu (3), -uydu haberlesme ve yönetimiyle ilgilenmek, uydu haberlesmesini optimize etmek için uydu haberlesme elemanlarini karasal sebeke elemanlariyla entegre etmek, uydu sistemlerini seçmek, iletisim protokollerini yapilandirmak, uydu kapasitesini yönetmek ve acil durumlar sirasinda önceliklendirmek üzere yapilandirilan en az bir uydu haberlesme sunucusu (4) ve -alinan kararlari ve sebeke yapilandirmasindaki degisiklikleri raporlamak, açiklayici yapay zeka ve makine ögrenme teknikleri kullanarak alinan aksiyonlari analiz etmek ve operatörlere sebeke performansi ve karar süreçleri hakkinda raporlama yapmak üzere yapilandirilan en az bir analiz sunucusu (5) içermektedir. Bulus konusu sistemde (1) yer alan kullanici taleplerini analiz etmek ve sebeke ihtiyaçlarinin belirlemek üzere yapilandirilan talep ve yetki analiz sunucusu (2) -gelecekteki iletisim taleplerini öngörmek için kullanicilarin, trafigin ve yogunlugun talepler üzerindeki etkisini analiz etmek ve gelecekteki iletisim ihtiyaçlarini belirlemek üzere yapilandirilan en az bir talep tahminleme modülü (21), -öncelikli ve kritik iletisim elemanlarini belirlemek ve sosyal medya canli yayinlari gibi düsük öncelikli taleplere öncelik vererek özellikle acil durumlarda sebeke kaynaklarinin etkili bir sekilde kullanilmasini saglamak üzere yapilandirilan en az bir yetki belirleme modülü (22), -yapay zeka algoritmalarinin sebeke optimizasyonu ve gelecekteki ihtiyaçlari tahmin etmek için nasil kullanilacagini analiz etmek ve sürekli ögrenme modellerini kullanarak sebeke yapilandirmasini optimize etmek üzere yapilandirilan en az bir yapay zeka ihtiyaci belirleme modülü (23), -acil durumlar veya özel olaylar sirasinda gelen talepleri toplamak, önceliklendirmek, acil durum taleplerini belirleyerek iletisim elemanlarini söz konusu taleplerin en iyi sekilde karsilanmasi için yeniden yapilandirmak üzere yapilandirilan en az bir acil durum talepleri izleme modülü (24), -diger modüllerden gelen bilgileri kullanarak talepleri belirlemek, yetkileri atamak ve dinamik sekilde taleplerin analiz ederek yetki eslestirmesi yapmak üzere yapilandirilan en az bir talep ve yetki belirleme modülü (25) ve -sebeke performansi ve kullanici talepleri ile ilgili verileri toplamak, analiz etmek, veri madenciligi ve analitik teknikleri kullanarak gelecekteki sebeke ihtiyaçlarini tahmin etmek üzere yapilandirilan en az bir veri toplama ve analiz modülü (26) içermektedir. Bulus konusu sistemde (1) yer alan talep ve yetki analiz sunucusu (2) sebekenin güncel durumunun analiz etmek ve kullanicilarin ihtiyaçlarina göre sebeke performans metriklerini belirlemek üzere yapilandirilmaktadir. Talep ve yetki analiz sunucusu (2) öngörücü (predictive) yapay zeka modelleri kullanarak sebekenin ihtiyaçlarini belirlemek, özellikle afet veya terör gibi acil durumlarda acil aramalari önceliklendirmek ve acil arama ihtiyaci olan hastane gibi bölgelerin alacagi hizmeti maksimize etmek için sebeke mimarisini güncellemek üzere yapilandirilmaktadir. Talep tahminleme modülü (21), gelecekte olusacak talebi geçmis veriler ve AI/ML modelleri kullanarak belirlemek üzere yapilandirilmaktadir. Bu sayede kullanicilarin talepleri, trafik ve yogunluk verileri gibi metrikler analiz edilerek gelecekteki iletisim ihtiyaçlari belirlenmektedir. Yetki belirleme modülü (22), özellikle acil durumlarda sebekenin verimli kullanilmasi için öncelikli ve kritik haberlesme elemanlarini belirleyerek veri tüketimini artiran sosyal medya canli yayinlari gibi öncelik kategorisinde gerilerde kalan talepleri otomatik olarak teshis etmek üzere yapilandirilmaktadir. Yapay zeka ihtiyaci belirleme modülü (23), sebeke optimizasyonu ve gelecekteki ihtiyaçlari tahmin etmek için hangi yapay zeka algoritmalarinin hangi sekillerde kullanilacagini analiz etmek ve sürekli ögrenme (continuous learning) modellerini çalistirarak yapinin kendini sürekli adapte etmesini saglamak üzere yapilandirilmaktadir. Acil durum talepleri izleme modülü (24), acil durumlar veya özel olaylar sirasinda gelen talepleri toplamak ve önceliklendirmek üzere yapilandirilmaktadir. Veri toplama ve analiz modülü (26), sebeke performansi ve kullanici talepleri ile ilgili verileri toplamak, analiz etmek ve veri kaynaklarindan veri çekerek performans metriklerini güncellemek ve veri madenciligi ve analitik teknikleri kullanarak gelecekteki sebeke ihtiyaçlarini tahniin etmek üzere yapilandirilmaktadir. Talep ve yetki belirleme modülü (25), talep tahminleme modülü, (21), yetki belirleme modülü (22), yapay zeka ihtiyaci belirleme modülü (23), acil durum talepleri izleme modülü (24) ve veri toplama ve analiz modülünden (26) gelen bilgilerle talepleri analiz ederek sebeke yapilandirmasini talepleri en iyi sekilde karsilayacak sekilde belirlemek üzere yapilandirilmaktadir. Talep ve yetki belirleme modülü (25), dinamik bir yapida olan ve farkli durumlara cevap verebilme yetisine sahip olup taleplere karsilik gelecek yetkilerin verilmesi için yapay zeka kullanarak talep yetki eslestirmesi yapmak üzere yapilandirilmaktadir. Bulus konusu sistemde (1) yer alan talep ve yetki analiz sunucusu (2) ile belirlenen ihtiyaçlara uygun olarak sebeke elemanlarini yapilandirmak ve enerji tüketimini optimize etmek üzere yapilandirilan kendi kendini yapilandirma sunucusu (3), -sebeke performansini izlemek, performans düsüslerini algiladiginda otomatik yapilandirma süreçlerini baslatmak üzere yapilandirilan en az bir performans metriklerini izleme ve degerlendirme modülü (31), -enerji verimliligini maksimize etmek için sebeke yapilandirmasini güncellemek ve enerji verimliligine odaklanmak üzere yapilandirilan en az bir enerji tüketimi degerlendirme modülü (32), -iletisim elemanlarinin konfigürasyonlarini otomatik olarak güncellemek, yeni cihazlarin eklenmesi veya mevcut cihazlarin kaldirilmasi gibi degisiklikleri algilayarak yönetmek üzere yapilandirilan en az bir konfigürasyon yönetimi -acil durumlar sirasinda sebeke yapilandirmasini önceliklendirmek ve acil durum hizmetlerini desteklemek üzere yapilandirilan en az bir uydu acil durum yönetimi -modüllerden gelen bilgileri yapay zeka ile birlestirerek sebeke yapilandirmasini otomatik olarak yapmak üzere yapilandirilan en az bir akilli yapilandirma modülü (35) ve -karasal ve karasal olmayan sebeke elemanlarini entegre ederek veri akisini düzenlemek üzere yapilandirilan en az bir sebeke entegrasyon modülü (36) içermektedir. Bulus konusu sistemde (1) yer alan kendi kendini yapilandirma sunucusu (3), karasal ve karasal olmayan sebeke elemanlarini birbirleri ile entegre edildigi ve sebeke mimarisinin tasarlandigi dinamik bir yapilandirma sunucusudur. Kendi kendini yapilandirma sunucusu (3), sebekenin sürekli degisen kosullarini ve kullanim ihtiyaçlarini göz önünde bulundurarak enerji tüketimini optimize etmek ve iletisim elemanlarinin konfigürasyonlarini otomatik olarak güncellemek üzere yapilandirilmaktadir. Performans metrikleri izleme ve degerlendirme modülü (31), sebeke performansini anlik olarak izlemek, degerlendirmek, gecikme süreleri, bant genisligi kullanimi, iletisim kalitesi gibi performans metriklerini sürekli olarak takip etmek ve performans düsüslerini algiladiginda otomatik olarak harekete geçerek sebekenin kendini yeniden yapilandirmasini baslatmak üzere yapilandirilmaktadir. Enerji tüketimi degerlendirme modülü (32) sebekenin enerji verimliligini artirmak için sürekli olarak sebeke mimarisini ve konfigürasyonlarini gözden geçirmek, enerji verimliligi odakli güncellemeler yapmak ve iletisim elemanlarinin enerji tüketimini minimize etmek için gelismis konfigürasyonlari uygulamak üzere yapilandirilmaktadir. Böylelikle sebeke enerji kullanimini sürekli olarak optimize eder. Konfigürasyon yönetimi modülü (33), sebeke elemanlarinin konfigürasyonlarini otomatik olarak güncellemek üzere yapilandirilmaktadir. Konfigürasyon yönetimi modülü (33), yeni cihazlarin eklenmesi veya mevcut cihazlarin kaldirilmasi gibi degisiklikleri hizla algilamak, yönetmek ve iletisim elemanlarinin daha verimli ve dinamik bir sekilde çalismasini saglamak üzere yapilandirilmaktadir. Acil durum yönetimi entegrasyon modülü (34) özellikle acil durumlar veya kesinti sirasinda sebekenin kendini dinamik bir sekilde yeniden yapilandirmasindan sorumlu bir modüldür. Acil durum yönetimi entegrasyon modülü (34) talep ve yetki analiz sunucusundan (2) gelen öncelikli iletisim ihtiyaçlarini aninda ele almak ve iletisim elemanlarini acil durum hizmetlerini desteklemek üzere hizla yeniden yapilandirmak üzere yapilandirilmaktadir. Akilli yapilandirma modülü (35), modüllerden gelen verileri sürekli olarak yapay zeka yöntemleri ile isleyerek sebekenin dinamik yapilandirilmasindan sorumlu bir modüldür. Akilli yapilandirma modülü (35), elde ettigi bilgilere dayanarak, sebekenin gereksinimlerine aninda yanit vermekte ve gereken yapilandirma kararlarini otomatik olarak almaktadir. Akilli yapilandirma modülü (35), bu degerlendirmelerini sebeke entegrasyon modülüne (36) aktarmaktadir. Sebeke entegrasyon modülü (36) karasal ve karasal olmayan sebeke elemanlarini entegre etmektedir. Sebeke entegrasyon modülü (36) güncellenen sebeke mimarisini uygulamak için gereken her türlü degisikligi hizla koordine etmektedir. Sebeke entegrasyon modülü (36) farkli iletisim cihazlarini ve bilesenlerini sebekeye entegre ederek iletisim akisini dinamik bir sekilde düzenler ve optimize eder. Bu sayede sebeke, sürekli olarak degisen kosullara hizla adapte olur ve maksimum verimlilik saglar. Bulus konusu sistemde yer alan, uydu haberlesme elemanlarini karasal sebeke elemanlariyla entegre etmek ve uydu sistemlerini yönetmek üzere yapilandirilan uydu haberlesme sunucusu (4); -kullanici talepleri, uydu konumlari, yerel kosullar ve hava durumu gibi faktörleri göz önünde bulundurarak en iyi haberlesme performansini saglamak için uydu sistemlerini seçmek ve uydu mimarisini organize etmek üzere yapilandirilan en az bir uydu seçimi modülü (41), -uydu iletisim protokollerini yönetmek, veri iletimi, güvenlik, hata düzeltme ve bant genisligi gibi özellikleri yapilandirmak üzere yapilandirilan en az bir uydu iletisim protokolü modülü (42), -uydu kapasitesini yönetmek ve yüksek kapasite ihtiyacini göz önüne alarak organize etmek üzere yapilandirilan en az bir uydu kapasite yönetimi modülü (43), -acil durumlar sirasinda uydu haberlesmesini önceliklendirmek ve sürekliligi saglamak üzere yapilandirilan en az bir uydu acil durum yönetimi modülü (44) ve haberlesme ihtiyaçlarini göz önüne alarak modüllerden gelen isteklere ve bilgilere göre uydu haberlesme yönetimini saglamak üzere yapilandirilan en az bir uydu haberlesme ve yönetim modülü (45) içermektedir. Bulus konusu sistemde yer alan uydu haberlesme sunucusu (4) uydu haberlesme ve yönetim kisimlarindan sorumlu sunucusu olup kendi kendini yapilandirma sunucusundan (3) gelen talepler dogrultusunda uydu haberlesme elemanlarini karasal sebeke elemanlari ile entegre ederek uydularin dogrudan telefon baglantisi (direct-to-phone), ana tasiyici gibi rolleri üstlenmesini saglamaktadir. Uydu seçimi modülü (41) uydu haberlesmesi için kullanilacak uydu sistemlerini seçmekte ve uydu mimarisini organize etmekte görevlidir. Uydu seçimi, en iyi haberlesme performansini saglamak için kullanici talepleri, yerel kosullar ve hava durumu gibi kosullari göz önünde bulundurularak gerçeklestirmek üzere yapilandirilmaktadir. Uydu iletisim protokolü modülü (42), uydu haberlesmesinde kullanilacak protokollerin yönetildigi modül olup veri iletimi, güvenlik, hata düzeltme ve bant genisligi gibi uydu iletisim özelliklerini içermekte ve iletisim protokollerini yapilandirmaktadir. Uydu kapasite yönetimi modülü (43), uydu kapasitesinin yüksek verimlilikle yönetilmesini organize etmeyi ve kapasiteyi yönetmeyi saglamakta olup talep ve yetki degerlendirme analiz sunucusunun (2) gerçeklestirdigi kapasite tahminleri isiginda uydu kaynaklarinin yönetilmesinden ve yogun talep durumunda kapasitenin artirilmasindan ve optimize edilmesinden sorumludur. Uydu acil durum yönetimi modülü (44), acil durumlar veya kesintiler sirasinda uydu haberlesmesinin önceliklendirilmesinden ve yönetilmesinden sorumlu olup acil aramalar veya afet durumlari için ayrilmis kapasiteyi yönlendirmekte ve uydu haberlesmesinin sürekliligini ve güvenilirligini saglamaktadir. Uydu haberlesme ve yönetim modülü (45) elde edilen verilerin hepsini kontrol etmekte ve analiz etmektedir. Bulus konusu sistemde yer alan analiz sunucusu (5); -yapilan kararlari açiklamak, karar süreçlerini anlatmak ve anlasilir, yani zamanda seffaf raporlar hazirlamak üzere yapilandirilan en az bir karar açiklama modülü (51), -sistemde olan degisiklikleri kaydetmek, operatörlere güncellemeler ve degisiklikler hakkinda bilgi vermek üzere yapilandirilan en az bir degisiklik raporlama modülü (52), -sebeke performansini izlemek, raporlar olusturmak, anahtar performans göstergelerini sürekli olarak degerlendirmek üzere yapilandirilan en az bir performans izleme ve raporlama modülü (53), -sebeke üzerindeki hatalari ve sorunlari izlemek, hata ve sorun raporlari üreterek hizli müdahale için operatörlere bilgi saglamak üzere yapilandirilan en az bir hata -sistemde yapilan güncellemeleri ve iyilestirmeleri raporlamak, gelecekteki planlamalar için operatörlere ve iliskili oldugu modüllere bilgi sunmak üzere yapilandirilan en az bir güncelleme ve iyilestirme raporlama modülü (55) içermektedir. Bulus konusu sistemde yer alan analiz sunucusu (5) alinan kararlarin ve mimari degisiklerin raporlandigi ve mobil sebeke operatörlerine durum raporlarinin üretildigi modül olup açiklayici (Explainable - XAI) AI/ML tekniklerinin yardimi ile alinan aksiyonlarin analizleri gerçeklestirmek ve sebeke performansini ve karar süreçlerini anlasilir hale getirerek operatörlere görsel ve yazili raporlar sunmak üzere yapilandirilmaktadir. Karar açiklama modülü (51), yapay zeka modelleri ile alinan kararlarin açiklamasini üretmekte olup karar süreçlerinin nedenlerini ve sonuçlarini anlatir ve kullanicilar için anlasilir ve seffaf bir sekilde kararlari açiklamaktadir. Degisiklik raporlama modülü (52), sistemde yapilan degisiklikleri raporlamakta, yapilan güncellemeleri ve degisiklikleri kaydetmekte ve operatörlere sistemin son durumu hakkinda bilgi saglamaktadir. Performans izleme ve raporlama modülü (53) sebeke performansini izlemekte ve raporlar olusturmakta, anahtar performans göstergelerini (kpi'lar) sürekli olarak gözlemekte ve operatörlere sebeke performansi hakkinda düzenli raporlar sunmaktadir. Hata ve sorun izleme modülü (54), sebeke üzerindeki hatalari ve sorunlari izlemekte, hata ve sorunlari tespit etmekte, kaydetmekte ve takip ederek operatörlere hizli müdahale için hata ve sorun raporlari üretmektedir. Güncelleme ve iyilestirme raporlama modülü (55), sistemde yapilan güncellemeleri ve iyilestirmeleri raporlamakta, yapilan degisiklikleri ve iyilestirmeleri açiklamakta ve operatörlere gelecekteki planlamalar için bilgi saglamaktadir. Bulus konusu sistem (1) kullaniciya veri gizliligi ilkeleri içeren bilgilendirme ve onay sunmakta olup, Kisisel Verilerin Korunmasi Kanunu (KVKK) dahilinde faaliyet göstermektedir. Bu temel kavramlar etrafinda, bulus konusu "Kendini Onarma Özelligine Sahip Çok Yönlü Bir Sebeke Sistemi (1)" ile ilgili çok çesitli uygulamalarin gelistirilmesi mümkün olup, bulus burada açiklanan örneklerle sinirlandirilamaZ, esas olarak istemlerde belirtildigi gibidir. TR DESCRIPTION A VERSATILE NETWORK WITH SELF-REPAIRING FEATURE Technical Field This invention is about a versatile network system that can repair itself and ensure continuity of communication by redesigning the network architecture when a terrestrial network is damaged, using satellite communication and artificial intelligence supported mobile network communication data. Prior Art Mobile network operators is a telecommunications service provider that provides wireless voice and data communications to mobile users who are subscribers to it. Mobile network operators have a telecom infrastructure that enables and manages mobile communication between users in the same and external wireless and wired telecom networks and subscribed mobile users. Mobile network operators enable mobile subscribers to use network services through their base stations. In the state-of-the-art United States patent document numbered USS963862A, an integrated telecommunication system containing at least one satellite in geosynchronous orbit is mentioned. The system includes a plurality of user terminals at fixed locations distributed over a geographical area, and these terminals are provided with two-way user connections by at least one satellite. Additionally, a satellite cellular telephone network includes a number by which that telephone is associated with a user terminal. The system includes several relay stations and network control centers through which calls are routed and satellite bandwidth and power are controlled. However, while the US document does not offer the opportunity to perform an adaptive architectural optimization, it does not have features that will enable artificial intelligence-supported intelligent planning and terrestrial and non-terrestrial network architectures to behave in a way that supports each other. method is defined. The first network device obtains the traffic of a set of satellite communications links or air interface resources allocated by the ground station to a set of satellite base stations and sends this information to a second network device. The information sent indicates that the traffic of a satellite communication link has reached a certain threshold value or that the air interface resource of a satellite base station allocated by the ground station has reached a certain threshold value. However, although the US document does not offer the opportunity to perform an adaptive architectural optimization, it does not have features that will enable the performance of the communication system to be increased by integrating terrestrial and non-terrestrial networks with each other, artificial intelligence-supported intelligent planning, and terrestrial and non-terrestrial network architectures to behave in a way that supports each other. The Chinese document numbered CN110493791B describes an air-space-ground integrated network system architecture based on a near space platform. The system includes many communication nodes, these communication nodes are designated as synchronous satellite, low orbit satellite, near space platform aircraft, ground station gateway, cloud center and 5G base station, respectively. These communication nodes are connected to each other through different communication links and provide a formula that allows the switching rate of the network system architecture to be calculated. However, while the Chinese document does not offer the opportunity to perform an adaptive architectural optimization, it does not have features that will enable artificial intelligence-supported intelligent planning and terrestrial and non-terrestrial network architectures to behave in a way that supports each other. A method is described that allocates the data plane using software-defined networking (SDN). The control plane is operated on a low orbit (LEO) system, and the LEO system is used only to steer the control plane. The LEO system creates and manages paths to the data plane. This network structure is specifically designed to provide 5G communications using LEO satellites. However, although the Korean document does not offer the opportunity to perform an adaptive architectural optimization, it provides a system and detailed methods for artificial intelligence-supported intelligent planning and for terrestrial and non-terrestrial network architectures to behave in a way that supports each other. These methods include high-low frequency networks, spectrum sensing, Doppler frequency shift compensation, multi-user access and regional routing technologies. The patent covers establishing wireless communication in a dynamic spectrum environment in satellite-ground cooperation, high dynamic compensation for Doppler frequency shift in mobile satellite communication, realizing non-linear multiple access for multiple users in mobile satellite communication environment, and segmentation based on SDN and NFV satellite network architectures. It offers methods of implementing routing technology. However, the Chinese document does not include satellite communication as a sharing of data in the control plane, rather than direct-to-phone management, and does not include an artificial intelligence-supported smart planning module. Brief Description of the Invention The purpose of this invention is to realize a system that can heal itself by integrating terrestrial and non-terrestrial networks and has a system architecture model developed with artificial intelligence models. Another purpose of the invention is to provide a system that enables the network architecture to be updated with artificial intelligence models that instantly respond to user demands and increases network efficiency, the network architecture can be automatically redesigned to maintain communication when terrestrial network components are damaged, and the updates can be reported to the control center with explainable artificial intelligence and productive artificial intelligence models. to realize the system. Another purpose of the invention is to realize a system that ensures uninterrupted communication, especially in disasters and similar emergency situations, by making the communication infrastructure more reliable, durable and flexible. Detailed Description of the Invention "A Versatile Network System with Self-Repairing Feature", which was realized to achieve the purpose of this invention, is shown in the attached figures, and these figures are; Figure 1. Schematic view of the system that is the subject of the invention. Figure 2. Shows the block diagram of the request and authorization analysis server in the system subject to the invention. Figure 3. The block diagram of the self-configuration server in the system subject to the invention. Figure 4. Shows the block diagram of the satellite communication server in the system subject to the invention. Figure 5. Shows the block diagram of the analysis server in the system subject to the invention. The parts in the figure are numbered one by one, and the equivalents of these numbers are given below: 1. System 2. Demand and authorization analysis server 21. Demand forecasting module 22. Authorization determination module 23. Artificial intelligence need determination module 24. Emergency requests monitoring module. Request and authorization determination module 26. Data collection and analysis module 3. Self-configuration server 31. Performance metrics monitoring and evaluation module 32. Energy consumption evaluation module 33. Configuration management module 34. Satellite emergency management module 36. Network integration module 4 .Satellite communication server 4l. Satellite selection module 42. Satellite communication protocol module 43. Satellite capacity management module 44. Satellite emergency management module 45. Satellite communication and management module. Analysis server 4l. Decision explanation module 42. Change reporting module 43. Performance monitoring and reporting module 44. Error and problem monitoring module The system of the invention (1), which enables the network architecture to be redesigned and the continuity of communication maintained when a terrestrial network is damaged, with the integration of terrestrial and non-terrestrial networks; -at least one demand and authority analysis server configured to improve network management by taking into account factors such as user demands, network capacity and emergencies for network management and performance optimization -to automate the management and configuration of network elements, to reduce energy consumption so that network elements can operate dynamically At least one self-configuration server (3) configured to update the network configuration and optimize the network structure, - to deal with satellite communications and management, to integrate satellite communication elements with terrestrial network elements to optimize satellite communications, to select satellite systems, to At least one satellite communication server (4) configured to configure protocols, manage satellite capacity and prioritize during emergencies, and - to report decisions taken and changes in the network configuration, analyze actions taken using descriptive artificial intelligence and machine learning techniques, and provide information to operators about network performance and decision making. It includes at least one analysis server (5) configured to report on processes. The demand and authority analysis server (2) configured to analyze user demands and determine network needs in the system subject to the invention (1) - the network server configured to analyze the effects of users, traffic and density on demands and to determine future communication needs in order to predict future communication demands. - at least one demand forecasting module (21), - at least one authorization determination module (22) configured to identify priority and critical communication elements and ensure effective use of network resources, especially in emergency situations, by prioritizing low priority requests such as social media live broadcasts, - At least one artificial intelligence needs determination module (23) configured to analyze how artificial intelligence algorithms can be used for network optimization and predicting future needs and to optimize the network configuration using continuous learning models, -to collect and prioritize incoming requests during emergencies or special events , at least one emergency requests monitoring module (24) configured to identify emergency requests and reconfigure the communication elements to best meet these requests, -determining requests using information from other modules, assigning authorities and dynamically analyzing the requests and matching authorizations and - at least one demand and authorization determination module (25) configured to collect and analyze data regarding network performance and user demands, and at least one data collection and analysis module configured to predict future network needs using data mining and analytical techniques. It contains (26). The demand and authorization analysis server (2) in the system (1) of the invention is configured to analyze the current status of the network and determine network performance metrics according to the needs of the users. The demand and authorization analysis server (2) is configured to determine the needs of the network using predictive artificial intelligence models, to prioritize emergency calls especially in emergencies such as disasters or terrorism, and to update the network architecture to maximize the service that areas such as hospitals in need of emergency calls will receive. The demand forecasting module (21) is configured to determine the future demand using historical data and AI/ML models. In this way, future communication needs are determined by analyzing metrics such as user demands, traffic and density data. The authorization module (22) is configured to automatically diagnose requests that fall behind in the priority category, such as social media live broadcasts that increase data consumption, by determining priority and critical communication elements for efficient use of the network, especially in emergency situations. The artificial intelligence need determination module (23) is configured to analyze which artificial intelligence algorithms will be used in which ways for network optimization and predicting future needs, and to ensure that the structure constantly adapts itself by running continuous learning models. The emergency requests monitoring module (24) is configured to collect and prioritize incoming requests during emergencies or special events. The data collection and analysis module (26) is configured to collect and analyze data regarding network performance and user demands, and to update performance metrics by extracting data from data sources and to predict future network needs using data mining and analytical techniques. Demand and authorization determination module (25), demand estimation module, (21), authorization determination module (22), artificial intelligence need determination module (23), emergency requests monitoring module (24) and data collection and analysis module (26). It is configured to analyze the demands with the incoming information and determine the network configuration to best meet the demands. The request and authorization determination module (25), which has a dynamic structure and the ability to respond to different situations, is configured to match requests and authorizations using artificial intelligence to grant authorizations in response to requests. The demand and authority analysis server (2) located in the system of the invention (1) and the self-configuration server (3) configured to configure the network elements in accordance with the determined needs and to optimize energy consumption, - to monitor the network performance and initiate automatic configuration processes when it detects performance decreases. -at least one performance metrics monitoring and evaluation module (31) configured to initiate, -at least one energy consumption evaluation module (32) configured to update the grid configuration to maximize energy efficiency and to focus on energy efficiency, -automatically update the configurations of communication elements, At least one configuration management configured to detect and manage changes such as adding new devices or removing existing devices - At least one satellite emergency management configured to prioritize network configuration and support emergency services during emergencies - Automating network configuration by combining information from modules with artificial intelligence It includes at least one smart configuration module (35) configured to do the same and at least one network integration module (36) configured to regulate the data flow by integrating terrestrial and non-terrestrial network elements. The self-configuration server (3) located in the system (1) of the invention is a dynamic configuration server in which terrestrial and non-terrestrial network elements are integrated with each other and the network architecture is designed. The self-configuration server (3) is configured to optimize energy consumption and automatically update the configurations of communication elements, taking into account the constantly changing conditions and usage needs of the network. The performance metrics monitoring and evaluation module (31) is configured to instantly monitor and evaluate the network performance, to continuously monitor performance metrics such as latency times, bandwidth usage, communication quality, and to automatically take action when it detects performance drops and initiate the self-restructuring of the network. The energy consumption evaluation module (32) is configured to constantly review the network architecture and configurations to increase the energy efficiency of the network, to make energy efficiency-oriented updates and to apply advanced configurations to minimize the energy consumption of communication elements. In this way, the grid constantly optimizes energy usage. The configuration management module (33) is configured to automatically update the configurations of the network elements. The configuration management module (33) is configured to quickly detect and manage changes such as adding new devices or removing existing devices and ensuring that communication elements work more efficiently and dynamically. The emergency management integration module (34) is a module responsible for the dynamic restructuring of the network, especially during emergencies or outages. The emergency management integration module (34) is configured to immediately address the priority communication needs coming from the request and authority analysis server (2) and to quickly reconfigure the communication elements to support emergency services. The smart configuration module (35) is a module responsible for the dynamic configuration of the network by continuously processing the data coming from the modules with artificial intelligence methods. Based on the information it obtains, the smart configuration module (35) instantly responds to the requirements of the network and automatically makes the necessary configuration decisions. The smart configuration module (35) transfers these evaluations to the network integration module (36). The grid integration module (36) integrates terrestrial and non-terrestrial grid elements. The grid integration module (36) quickly coordinates any changes required to implement the updated grid architecture. The network integration module (36) dynamically organizes and optimizes the communication flow by integrating different communication devices and components into the network. In this way, the network quickly adapts to constantly changing conditions and provides maximum efficiency. The satellite communication server (4) in the system subject to the invention is configured to integrate satellite communication elements with terrestrial network elements and manage satellite systems; -at least one satellite selection module (41) configured to select satellite systems and organize the satellite architecture to ensure the best communication performance, taking into account factors such as user demands, satellite positions, local conditions and weather conditions, -to manage satellite communication protocols, data - at least one satellite communication protocol module (42) configured to configure features such as transmission, security, error correction and bandwidth, - at least one satellite capacity management module (43) configured to manage the satellite capacity and organize it considering the need for high capacity. , -at least one satellite emergency management module (44) configured to prioritize satellite communications and ensure continuity during emergencies, and at least one satellite communication and management module configured to provide satellite communication management according to the requests and information coming from the modules, taking into account the communication needs It contains (45). The satellite communication server (4) in the system subject to the invention is the server responsible for the satellite communication and management parts, and in line with the requests from the self-configuration server (3), it integrates the satellite communication elements with the terrestrial network elements and enables direct-to-phone connection of the satellites. It enables it to take on roles such as the main carrier. The satellite selection module (41) is responsible for selecting the satellite systems to be used for satellite communication and organizing the satellite architecture. Satellite selection is structured to ensure the best communication performance, taking into account conditions such as user demands, local conditions and weather. The satellite communication protocol module (42) is the module in which the protocols to be used in satellite communication are managed and it includes satellite communication features such as data transmission, security, error correction and bandwidth and configures the communication protocols. The satellite capacity management module (43) ensures organizing and managing the satellite capacity with high efficiency and is responsible for managing satellite resources in the light of the capacity estimates made by the demand and authority evaluation analysis server (2) and increasing and optimizing the capacity in case of peak demand. The satellite emergency management module (44) is responsible for prioritizing and managing satellite communications during emergencies or outages, directing the capacity reserved for emergency calls or disaster situations and ensuring the continuity and reliability of satellite communications. The satellite communication and management module (45) controls and analyzes all the data obtained. The analysis server (5) included in the system subject to the invention; -at least one decision explanation module (51) configured to explain the decisions made, to explain the decision processes and to prepare understandable, that is, transparent reports in time, -at least one change reporting module (51) configured to record the changes in the system and to inform the operators about updates and changes. 52), -at least one performance monitoring and reporting module (53) configured to monitor network performance, create reports, continuously evaluate key performance indicators, -monitor errors and problems on the network, provide information to operators for rapid intervention by producing error and problem reports It includes at least one update and improvement reporting module (55) configured to report updates and improvements made to the system and to provide information to operators and related modules for future planning. The analysis server (5) in the system subject to the invention is the module where the decisions taken and architectural changes are reported and status reports are produced for mobile network operators. It is used to analyze the actions taken with the help of Explainable (XAI) AI / ML techniques and to make the network performance and decision processes understandable. It is configured to provide visual and written reports to operators. The decision explanation module (51) produces an explanation of the decisions taken with artificial intelligence models, explains the reasons and results of the decision processes and explains the decisions in an understandable and transparent way for the users. The change reporting module (52) reports the changes made in the system, records the updates and changes made, and provides operators with information about the latest status of the system. The performance monitoring and reporting module (53) monitors the network performance and creates reports, constantly monitors key performance indicators (KPIs) and provides operators with regular reports on network performance. Error and problem monitoring module (54) monitors errors and problems on the network, detects errors and problems, records and tracks them, and produces error and problem reports for quick intervention to operators. The update and improvement reporting module (55) reports the updates and improvements made to the system, explains the changes and improvements made, and provides information to operators for future planning. The system subject to the invention (1) provides information and approval to the user, including data privacy principles, and operates within the scope of the Personal Data Protection Law (KVKK). Around these basic concepts, it is possible to develop a wide variety of applications related to the subject of the invention, "A Versatile Network System with Self-Repairing Feature (1)", and the invention cannot be limited to the examples explained here, it is essentially as stated in the claims.TR

TR2023/019812 2023-12-29 A VERSATILE NETWORK SYSTEM WITH SELF-REPAIRING FEATURE TR2023019812A2 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TR2023019812A2 true TR2023019812A2 (en) 2024-02-21

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kibria et al. Big data analytics, machine learning, and artificial intelligence in next-generation wireless networks
CN113328777B (en) Hierarchical network operation and maintenance and resource management and control system and method for giant satellite constellation
US6917816B2 (en) Method and apparatus for analyzing and designing various network configuration scenarios
US20220007199A1 (en) Method and Apparatus for Monitoring and Predicting Capacity Utilization and Preemptively Reconfiguring the Network in a Spectrum Controlled Network
US7742436B2 (en) Distributed networking agent and method of making and using the same
CN109460952B (en) Heterogeneous network convergence communication device and communication method for emergency logistics
CN109597867A (en) A kind of emergence treating method and system based on GIS
WO2019034805A1 (en) Customer-centric cognitive self-organizing networks
EP2790424A1 (en) Mobility management method, system and equipment for group terminals
Manjunatha et al. Multi-band heterogeneous wireless network architecture for industrial automation: A techno-economic analysis
Benmammar et al. Performance improvement of wireless link reliability in the context of cognitive radio
TR2023019812A2 (en) A VERSATILE NETWORK SYSTEM WITH SELF-REPAIRING FEATURE
Rago et al. Towards an optimal management of the 5G cloud-RAN through a spatio-temporal prediction of users’ dynamics
CN111740867A (en) Method for automatically optimizing, scheduling and routing of wide area network service traffic
US11683715B2 (en) Multi-tenant wireless network management based on traffic monitoring
Kumar et al. Machine learning: The panacea for 5g complexities
CN112165351B (en) HTS gateway station data processing method and system based on 5G heterogeneous access architecture
US20210410017A1 (en) Cellular network core management system
Boucetta et al. Heuristic optimization algorithms for qos management in uav assisted cellular networks
Galli et al. AI for Zero-Touch Management of Satellite Networks in B5G and 6G Infrastructures.
Ishizu et al. Cognitive wireless network infrastructure and restoration activities for the earthquake disaster
Shadad et al. Efficient and Reliable Management of 5G Network Slicing based on Deep Learning
CN115412149B (en) Cloud-based satellite communication ground network operation management system and method
US20220338029A1 (en) Self-organizing network system
CN115085803B (en) Submarine cable fault determination method and device, storage medium and electronic equipment