СИСТЕМА И СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТИ УЗЛОВ В СЕТИ Российский патент 2023 года по МПК H04W24/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Варианты осуществления настоящего изобретения в целом относятся к телекоммуникационным разработкам. В частности, настоящее изобретение относится к системам и способам обеспечения отказоустойчивости в сети.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Приведенное ниже описание уровня техники предназначено для предоставления дополнительной информации, относящейся к области изобретения. Данный раздел может включать определенные аспекты уровня техники, которые могут быть связаны с различными признаками настоящего изобретения. Тем не менее, следует понимать, что данный раздел используется только для углубления понимания читателем настоящего изобретения, а не в качестве признания уровня техники.

[0003] Система беспроводной связи содержит цифровой блок gNodeB, соединенный по меньшей мере с одним радиоблоком, через который gNodeB передает беспроводные радиочастотные сигналы на пользовательское устройство и принимает беспроводные радиочастотные сигналы от пользовательского устройства в зоне покрытия радиоблока. Цифровой блок содержит протоколы уровня 1 (L1), уровня 2 (L2) и уровня 3 (L3) стека протоколов стандартов беспроводной связи 5G. В такой системе беспроводной связи, развернутой в действующих сетях, подсистема gNodeB/Базовая сеть должна удовлетворять двум основным критериям. Критерии: (а) высокая доступность, часто называемая критерием FIVE 9s, т.е. 99,999% доступности и (б) низкое время простоя gNodeB, составляющее, например, 21 минуту/год/gNodeB. Кроме того, производители другого оборудования gNodeB должны соблюдать ключевые показатели эффективности (КПЭ) сети, определенные спецификациями проекта 3G Partnership Project (3GPP), например, коэффициент потерянных вызовов < 0,1%; коэффициент поступивших вызовов > 99,5% и т.д., в качестве соглашений об уровне обслуживания оператора сети.

[0004] На уровне техники непредвиденная программная ошибка в программном обеспечении первого уровня (ПО L1) воспринимается программным обеспечением как сбой, следовательно, когда программное обеспечение второго уровня (ПО L2), управляющее ПО L1, не получает периодический контрольный сигнал от ПО L1, оно передает программному обеспечению третьего уровня (ПО L3) команду на прекращение передачи и приема ячеек, что в конечном итоге приводит к перезагрузке или перезапуску цифрового блока в целом, содержащего ПО L1, ПО L2 и ПО L3. Обычно этот процесс занимает порядка нескольких минут, в течение которых действующая сеть остается недоступной и считается неисправной в данном географическом регионе. На уровне техники непредвиденное событие ПО L1 приводит к переходу ПО L1 в состояние контроля и, следовательно, к аварийному завершению работы ПО L1. Если ПО L1 не отвечает в течение нескольких последовательных интервалов передачи, например, 15 интервалов передачи, ПО L2 распознает сбой и сообщает об этом ПО L3. ПО L3 может сообщить базовой сети о неработоспособности ячейки, и базовая сеть может удалить ячейку и запустить ее заново. Время, прошедшее с момента возникновения неожиданного события ПО L1 до повторного запуска ячейки, обычно составляет несколько секунд. Следовательно, настроенные таймеры 3GPP, таймеры T310 и T311 срабатывают (тайм-аут) на пользовательских устройствах, и все пользовательские устройства переходят в состояние IDLE и обрывают вызов, вследствие чего КПЭ сети существенно нарушаются.

[0005] Как правило, часть стека протоколов беспроводной сети 5G L1 реализуют в аппаратных акселераторах, выполняющих, например, операции проверки четности с низкой плотностью и согласование скорости передачи в цепочке обработки нисходящего канала, а также операции проверки четности с низкой плотностью и согласования скорости передачи в цепочке обработки восходящего канала. Такая архитектура позволяет перевести вычислительные операции на аппаратный акселератор в целях экономии времени, а не выполнять их программно. Аппаратные акселераторы управляются конфигурацией, предоставляемой ПО L1 в соответствии с сообщениями DL CONFIG REQUEST и UL CONFIG REQUEST, получаемыми с интервалом передачи 0,5 мс от ПО L2. Иногда, если полученные от ПО L2 атрибуты выходят за пределы диапазона, или ПО L1 передает неожиданные атрибуты аппаратному акселератору в интервале передачи, аппаратному акселератору может потребоваться много циклов для завершения, или завершение в некоторых случаях окажется невозможным. В вариантах осуществления ПО L1, известных на уровне техники, это может привести к сбою ПО L1, после чего ПО L2 не будет получать ответа в течение нескольких интервалов передачи, что в конечном итоге приведет к перезагрузке программного обеспечения цифрового блока. Для восстановления работоспособности gNodeB потребуется несколько секунд, что приведет к перебоям в работе сети и потере вызовов на всех подключенных пользовательских устройствах.

[0006] Поэтому в данной области техники существует потребность в системах и способах, позволяющих преодолеть недостатки, присущие уровню техники.

ЗАДАЧИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Некоторые задачи настоящего изобретения, решенные по меньшей мере одним вариантом осуществления, перечислены ниже.

[0008] Целью настоящего изобретения является построение сети с отказоустойчивыми узлами.

[0009] Целью настоящего изобретения является система, сводящая к минимуму время простоя сети таким образом, чтобы минимизировать ухудшение КПЭ сети.

[0010] Целью настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего ПО L1 удовлетворять требованиям высокой доступности и защищать gNodeB от любого неожиданного исключения ПО L1 в действующих разработках.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] Данный раздел содержит упрощенное представление некоторых задач и аспектов настоящего изобретения, более подробно раскрытых в приведенном ниже описании. Сущность изобретения не определяет ключевые признаки или защищаемый объем заявленного изобретения.

[0012] В одном из аспектов настоящего изобретения предложена система, сводящая к минимуму отключение ячеек и ухудшение ключевых показателей эффективности путем обеспечения отказоустойчивости узлов. Система может содержать ячейку и отличается наличием нескольких пользовательских устройств, соединенных с сетью с возможностью осуществления связи, одно или несколько электронных устройств (gnodes) в сети, выполненных с возможностью создания и/или приема и/или передачи информации по каналу связи, соединенному с возможностью осуществления связи с несколькими пользовательскими устройствами, один или несколько аппаратных акселераторов, соединенных с возможностью осуществления связи с одним или несколькими gnodes. Один или несколько аппаратных акселераторов могут быть настроены модулем уровня 1 (L1) с возможностью обработки информации, полученной посредством соединения в соответствии с инструкцией конфигурации восходящего и нисходящего канала, получаемой в каждом заданном интервале передачи, полученном от модуля уровня 2 (L2), связанного с сетью. Модуль L1 связан с физическим (PHY) уровнем сети, а модуль L2 связан с канальным уровнем сети. Модуль L1 может дополнительно содержать процессор, выполняющий набор исполняемых инструкций, хранящихся в памяти, причем при выполнении этих инструкций процессор инициирует на уровне L1 отслеживание одного или нескольких несоответствий в информации, полученной одним или несколькими аппаратными акселераторами; извлечение из одного или нескольких несоответствий набора атрибутов, относящихся к выходящим за пределы диапазона атрибутам, полученным от модуля L2, или неожиданным атрибутам, переданным модулем L1 одному или нескольким аппаратным акселераторам в заданном интервале передачи, вследствие чего одному или нескольким аппаратным акселераторам требуется больше циклов для завершения обработки информации, или же обработка не завершается вовсе. На основании набора извлеченных атрибутов модуль L1 может сбросить любую из очередей или комбинацию одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора. Сброс может занять заданный интервал времени отключения, длительность которого меньше времени истечения, связанного с таймером (T310) отказа радиоканала, подключенным к сети. Сброс любой из очередей или комбинации одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора выполняется параллельно с одновременным осуществлением взаимодействия «запрос-ответ» между модулями L1 и L2 в течение заданного интервала времени. Взаимодействие «запрос-ответ» может предусматривать отправку сообщения об ошибке в модуль L2 таким образом, чтобы модуль L2 мог деактивировать модуль L1 до перезапуска комбинации одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора. Кроме того, несколько пользовательских устройств в ячейке может быть выполнено с возможностью нахождения в состоянии подключения к радиоресурсам, поскольку заданный интервал времени отключения меньше время истечения таймера T310.

[0013] В одном из аспектов настоящего изобретения предложен способ сведения к минимуму отключения ячеек и ухудшения ключевых показателей эффективности (КПЭ) путем обеспечения отказоустойчивости узлов. Способ может содержать этапы отслеживания одного или нескольких несоответствий в информации, полученной одним или несколькими аппаратными акселераторами, соединенными с возможностью осуществления связи с одним или несколькими электронными устройствами (gnodes), выполненными с возможностью создания и/или приема и/или передачи информации по каналу связи, соединенному с возможностью осуществления связи с несколькими пользовательскими устройствами. Один или несколько аппаратных акселераторов настроены модулем уровня 1 (L1) с возможностью обработки информации, полученной посредством соединения в соответствии с инструкцией конфигурации восходящего и нисходящего канала, получаемой в каждом заданном интервале передачи, полученном от модуля уровня 2 (L2), связанного с сетью. Модуль L1 связан с физическим (PHY) уровнем сети, а модуль L2 связан с канальным уровнем сети. Способ может дополнительно содержать этап извлечения из одного или нескольких несоответствий набора атрибутов, относящихся к выходящим за пределы диапазона атрибутам, полученным от модуля L2, или неожиданным атрибутам, переданным модулем L1 одному или нескольким аппаратным акселераторам в заданном интервале передачи, вследствие чего одному или нескольким аппаратным акселераторам требуется больше циклов для завершения обработки информации, или же обработка не завершается вовсе. На основании набора извлеченных атрибутов способ может содержать этап сброса любой из очередей или комбинации одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора. Сброс может занимать заданный интервал времени отключения таким образом, что заданный интервал времени отключения будет меньше времени истечения, связанного с таймером (T310) отказа радиоканала, подключенным к сети, и сброс любой из очередей или комбинации одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора может выполняться параллельно с одновременным осуществлением взаимодействия «запрос-ответ» между модулями L1 и L2 в течение заданного интервала времени. Взаимодействие «запрос-ответ» может предусматривать отправку сообщения об ошибке в модуль L2, вследствие чего модуль L2 деактивирует модуль L1 до перезапуска комбинации одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядра аппаратного акселератора, и несколько пользовательских устройств в ячейке может быть выполнено с возможностью нахождения в состоянии подключения к радиоресурсам, поскольку заданный интервал времени отключения меньше времени истечения таймера T310.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0014] Сопроводительные чертежи, входящие в состав настоящей заявки и являющиеся частью настоящего изобретения, иллюстрируют примерные варианты осуществления раскрытых способов и систем, причем одинаковые ссылочные обозначения относятся к одинаковым элементам на разных чертежах. Компоненты на чертежах не обязательно выполнены в масштабе, вместо этого акцент сделан на наглядной иллюстрации принципов настоящего изобретения. На некоторых рисунках компоненты могут быть изображены в виде блок-схем, которые не обязательно отражают внутреннюю схему каждого компонента. Специалистам в данной области техники очевидно, что такие чертежи изобретения содержат электрические компоненты, электронные компоненты или схемы, обычно используемые для реализации таких компонентов.

[0015] На ФИГ. 1 изображена примерная архитектура системы, в которой или с которой может быть реализована предложенная настоящим изобретением система, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

[0016] На ФИГ. 2 изображена примерная блок-схема, раскрывающая предложенный способ, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

[0017] Вышеизложенное станет более понятным из нижеследующего подробного описания изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0018] В следующем описании в целях пояснения изложены различные конкретные детали, позволяющие глубже понимать варианты осуществления настоящего изобретения. Тем не менее, очевидно, что варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы без этих конкретных деталей. Несколько раскрытых ниже признаков могут использоваться независимо друг от друга или в произвольной комбинации с другими признаками. Отдельный признак может не решать все вышеперечисленные проблемы или решать только некоторые из них. Некоторые из рассмотренных выше проблем не могут быть полностью решены ни одним из раскрытых здесь признаков.

[0019] Последующее описание содержит только примерные варианты осуществления и не может ограничивать объем, применимость или конфигурацию изобретения. Скорее, последующее описание примерных вариантов осуществления дает специалистам в данной области техники информацию, позволяющую реализовать примерный вариант осуществления. Следует понимать, что функции и расположение элементов могут быть изменены различным образом без отклонения от идеи и объема изложенного изобретения.

[0020] Настоящим изобретением предложены эффективные и надежные системы и способы обеспечения отказоустойчивости сети путем использования определенных 3GPP таймеров управления радиоресурсами T310 (таймер отказа радиоканала), N310 (счетчик отказа радиоканала), T311 (таймер восстановления радиоканала), N311 (счетчик восстановления радиоканала) и связанных с ними счетчиков, что обеспечит восстановление L1 в течение суммарного значения таймеров T310 и T311, например, обычно составляющего 100 мс после события исключения ПО L1.

[0021] На ФИГ. 1 изображена примерная архитектура беспроводной сети (100) (также называемая сетевой архитектурой (100)), в которой или с которой может быть реализована система (110), предложенная настоящим изобретением, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано на фигуре, примерная сетевая архитектура (100) может содержать функцию управления радиоресурсами, таймер отказа радиоканала (T310), счетчик отказа радиоканала (N310), таймер восстановления радиоканала (T311), счетчик восстановления радиоканала (N311). Система (110) может быть соединена с возможностью осуществления связи с несколькими первыми вычислительными устройствами (102-1, 102-2, 102-3...102-N) - также называемыми пользовательскими устройствами (102-1, 102-2, 102-3...102-N) и (по отдельности называемым пользовательским устройством (102) и совместно пользовательскими устройствами (102)) через вторые вычислительные устройства (104-1, 104-2,.... 104-N) (также называемые базовыми станциями (104-1, 104-2,...104-N), по отдельности базовой станцией (104) и совместно базовыми станциями (104)), и система (110) может быть также функционально соединена с базовыми станциями (104) через радиоблок (114) открытой сети радиодоступа. Система (110) может быть дополнительно соединена с возможностью осуществления связи с одним или несколькими третьими вычислительными устройствами (106) (также называемыми распределенными блоками gNB (DU) или gNB DU 106), и одним или несколькими четвертыми вычислительными устройствами (116) (также называемыми блоками управления gNB (CU) или gNB CU 116). Одно или несколько четвертых вычислительных устройств (116) могут быть соединены с возможностью осуществления связи с несколькими пятыми вычислительными устройствами (118) (также называемыми первыми узлами (118)). Одно или несколько третьих вычислительных устройств (106) или gNB DU (106) могут представлять собой спутники или любыми развернутые вне земли устройства, но не ограничиваются этими вариантами.

[0022] В одном из примерных вариантов осуществления заданное время истечения таймера отказа радиоканала (также называемого T310) может составлять по меньшей мере 100 мс. Такое непродолжительное время может привести к кратковременному сбою пользовательских устройств (102), подключенных к ячейке и работающих с определенной пропускной способностью с различными профилями трафика, если произойдет неожиданное событие программного обеспечения (ПО) L1, вследствие которого в течение 100 мс на пользовательских устройствах (102) будет иметь место отказ радиоканала. Поскольку длительность отказа радиоканала находится в пределах длительности таймера T310, и обычно составляет 100 мс, пользовательские устройства (102) остаются в состоянии RRC CONNECTED и не переходят в состояние RRC IDLE. Таким образом, ни одно из активных пользовательских устройств не потеряет соединение, и будет наблюдаться только кратковременное (100 мс) отключение и потеря пропускной способности.

[0023] Кроме того, система может содержать один или несколько аппаратных акселераторов, соединенных с возможностью осуществления связи с одним или несколькими gnodes (106), и может быть настроена модулем уровня 1 (L1) с возможностью обработки информации, полученной по линии связи в соответствии с инструкцией конфигурации восходящего и нисходящего канала, получаемой в каждом заданном интервале передачи, полученном от модуля уровня 2 (L2), связанного с сетью. Модуль L1 связан с физическим (PHY) уровнем сети, а модуль L2 связан с канальным уровнем сети. Модуль L1 дополнительно содержит процессор, выполняющий набор исполняемых инструкций, хранящихся в памяти, причем при выполнении этих инструкций процессор инициирует на уровне L1 отслеживание одного или нескольких несоответствий в информации, полученной одним или несколькими аппаратными акселераторами. После этого модуль L1 может извлекать из одного или нескольких несоответствий набор атрибутов, относящихся к выходящим за пределы диапазона атрибутам, полученным от модуля L2, или неожиданным атрибутам, переданным модулем L1 одному или нескольким аппаратным акселераторам в заданном интервале передачи, вследствие чего одному или нескольким аппаратным акселераторам требуется больше циклов для завершения обработки информации, или же обработка не завершается вовсе. На основании набора извлеченных атрибутов модуль L1 может сбросить любую из очередей или комбинацию одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора. Сброс может занимать заданный интервал времени отключения таким образом, что заданный интервал времени отключения будет меньше времени истечения, связанного с таймером T310, подключенным к сети, и сброс любой из очередей или комбинации одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора может выполняться параллельно с одновременным осуществлением взаимодействия «запрос-ответ» между модулями L1 и L2 в течение заданного интервала времени. Взаимодействие «запрос-ответ» может предусматривать отправку сообщения об ошибке в модуль L2, и модуль L2 может деактивировать модуль L1 до перезапуска комбинации одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора. Несколько пользовательских устройств в ячейке могут быть выполнены с возможностью нахождения в состоянии подключения к радиоресурсам, поскольку заданный интервал времени отключения меньше времени истечения таймера T310.

[0024] В одном из примерных вариантов осуществления на нескольких пользовательских устройствах, подключенных к сети, имеет место отказ радиоканала в течение второго временного интервала, длительность которого меньше длительности заданного интервала времени отключения.

[0025] В одном из примерных вариантов осуществления несколько пользовательских устройств, подключенных к сети, не переходят в состояние RRC IDLE.

[0026] В одном из примерных вариантов осуществления взаимодействие «запрос-ответ» дополнительно предусматривает остановку цепочки обработки нисходящего канала и восходящего канала в реальном времени и перевод модуля L1 из состояния RUNNING в состояние IDLE. Модуль L1 может возвратить сообщение о физической остановке на модуль L2. Взаимодействие «запрос-ответ» дополнительно предусматривает деактивацию модуля L1 модулем L2, причем модуль L1 продолжает выполнять любую из отправок или комбинацию отправок SLOT INDICATIONS для предотвращения отсчета номеров системных кадров планировщиком L2, не позволяя модулю L2 очистить один или несколько контекстов, связанных с несколькими пользовательскими устройствами и несколькими базами данных, связанными с несколькими пользовательскими устройствами. После этого модуль L2 может отправить новый запрос CONFGURE CELL REQUEST с одним или несколькими заданными атрибутами CELL, в котором один или несколько заданных атрибутов CELL связаны с атрибутами, использованными в исходной конфигурации модуля L1. После этого модуль L1 может конфигурировать цепочку обработки нисходящего и восходящего каналов модуля L1 и переходит в состояние CONFIGURED, в котором модуль L1 отправляет сообщение CONFIGURE CELL RESPONSE на модуль L2 после перехода в состояние CONFIGURED.

[0027] Взаимодействие «запрос-ответ» предусматривает отправку модулем L2 сообщения PHY START для перезапуска ячейки на заданном номере системного кадра, полученном из SLOT INDICATIONS. После этого модуль L1 может сбросить несколько баз данных и перезапустить цепочки обработки нисходящего и восходящего канала в реальном времени, и далее отправляет сообщение PHY RESPONSE на модуль L2.

[0028] В одном из примерных вариантов осуществления система (110) завершает взаимодействие «запрос-ответ» в течение суммы заданного времени Т310 истечения и второго заданного времени (Т311) таймеров продолжительности тайм-аута. Заданный интервал времени взаимодействия «запрос-ответ» меньше или по меньшей мере равен заданному интервалу времени отключения.

[0029] В примерном варианте осуществления система (110) может предотвратить повторную загрузку заданных каналов, связанных с одной или несколькими таблицами поиска для нескольких физических сигналов, определенных, но не ограничивающихся беспроводным протоколом 5G L1, из операций ввода/вывода файлов (FIFO), которые будут длиться заданные сотни микросекунд для каждой загрузки, поскольку речь идет о медленной операции ввода/вывода файлов, и вместо этого сохранять их исходно загруженную таблицу поиска в защищенной памяти, когда ячейка активируется в первый раз, и извлекать их из памяти для совершения операций ПО L1.

[0030] В примерном варианте осуществления телекоммуникационная сеть (108) может содержать, в частности, по меньшей мере часть одной или нескольких сетей, содержащих один или несколько узлов, которые передают и/или принимают и/или пересылают и/или генерируют и/или буферизуют и/или хранят и/или маршрутизируют и/или переключают и/или обрабатывают и т.д. одно или несколько сообщений и/или пакетов и/или сигналов и/или волн и/или уровней напряжения или тока и т.д. Сеть может представлять собой, в частности, одну или несколько сетей: беспроводную сеть, проводную сеть, Интернет, интранет, публичную сеть, частную сеть, сеть с коммутацией пакетов, сеть с коммутацией каналов, децентрализованную сеть, сеть инфраструктуры, телефонную сеть общего пользования, кабельную сеть, сотовую сеть, спутниковую сеть, оптоволоконную сеть, а также некоторые их комбинации.

[0031] На ФИГ. 2 изображена примерная блок-схема, раскрывающая предложенный способ, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

[0032] Как показано на фигуре, предложенный способ содержит несколько этапов, в число которых может входить достижение неожиданного состояния в ПО L1 на этапе 204 или возникновение неожиданного события или неожиданного атрибута в некотором состоянии, сообщение ERROR INDICATION передается от ПО L1 в ПО L2 для указания ПО L2 на возникновение состояния неустранимой ошибки, и ПО L2 должно использовать процедуру защиты FAIL SAFE для инициации процесса закрытия ячейки, чтобы перезапустить передачу и прием ячеек ПО L1. В этом процессе ПО L1 завершает все текущие задачи восходящего и нисходящего канала, а также не ставит в очередь никаких задач восходящего и нисходящего канала в течение 0,5 мс (для топологии 5G mu=1) интервала передачи.

[0033] На этапе 206 способ может предусматривать отправку сообщения STOP в ПО L1, когда ПО L2 получает сообщение ERROR INDICATION от ПО L1. ПО L1 - это программный уровень, который предоставляет услуги ПО L2, поэтому ПО L2 является ведущим по отношению к ПО L1.

[0034] На этапе 208 способ может предусматривать выполнение функции PHY STOP, предоставляемой ПО L1, и все задачи обработки восходящего и нисходящего канала будут закрыты, а ПО L1 будет аккуратно завершать обработку восходящего и нисходящего канала L1, начиная с этого номера системного кадра в интервале передачи 0,5 мс. После этого ПО L1 отправляет ответ PHY STOP RESPONSE на ПО L2.

[0035] На этапе 210 способ может предусматривать повторную инициализацию ПО L1, всех его структур, контекстов и указателей восходящего и нисходящего канала, то есть ПО L1, вероятно, будет полностью выведено из неожиданного состояния, возникшего на этапе 1. ПО L1 переходит из состояния RUNNING в состояние IDLE.

[0036] На этапе 212 способ может предусматривать продолжение отправки 0,5 мс SLOT INDICATIONS от ПО L1 в ПО L2 даже после того, как было получено сообщение PHY STOP, и цепочки обработки восходящего и нисходящего канала были остановлены на этапе 3-4. Это необходимо, поскольку ПО L1 является ведущим устройством синхронизации и должно предоставлять 0,5 мс SLOT INDICATIONS в качестве тактов синхронизации для ПО L2, чтобы синхронизация ПО L2 (действующий или текущий номер системного кадра) и синхронизация пользовательского устройства продолжалась, когда ячейка в конечном итоге будет перезапущена на ЭТАПЕ 10.

[0037] На этапе 212 способ может предусматривать сохранение в ПО L2 всех контекстов пользовательских устройств, подключенных к системе в настоящее время, когда наступил этап 1; кроме того, ПО L2 будет поддерживать синхронизацию своего планировщика при каждом такте SLOT INDICATION. Хотя ПО L1 прекратило работу, все контексты пользовательских устройств будут оставаться АКТИВНЫМИ в ПО L2 до истечения суммарного значения таймеров T310 и T311. Тем временем, ПО L2 отправит новое сообщение CONFIG REQUEST для конфигурирования ПО L1 с теми же атрибутами ячейки, которые были использованы для первичной конфигурации ячейки.

[0038] На этапе 214 способ может предусматривать конфигурирование цепочек обработки восходящего и нисходящего канала в ПО L1, а также переход программного состояния из состояния IDLE в состояние CONFIGURED посредством ПО L1 при получении сообщения CELL CONFIG REQUEST от ПО L2.

[0039] На этапе 216 способ может предусматривать отправку ответного сообщения CELL CONFIG RESPONSE в ПО L2 из ПО L1 после успешного конфигурирования ячейки.

[0040] На этапе 218 способ может предусматривать запуск ПО L1 в текущем действующем номере системного кадра посредством ПО L2 после получения положительного сообщения CELL CONFIG RESPONSE, путем отправки на него сообщения PHY START.

[0041] На этапе 220 способ может предусматривать сброс цепочки обработки восходящего и нисходящего канала и связанных с ней контекстов задач и указателей, а также подготовку к обработке передаваемых пакетов нисходящего канала и принимаемых пакетов восходящего канала в каждом интервале передачи 0,5 мс посредством ПО L1 после получения сообщения PHY START.

[0042] На этапе 222 способ может дополнительно предусматривать отправку из ПО L1 сообщения PHY RESPONSE, указывающего на то, что ПО L1 теперь находится в состоянии RUNNING и начинает обрабатывать передаваемые пакеты нисходящего канала и принимаемые пакеты восходящего канала в каждом интервале передачи 0,5 мс согласно конфигурационным сообщениям DL CONFIG REQUEST и UL CONFIG REQUEST, полученным соответственно от ПО L2.

[0043] В примерном варианте осуществления ПО L1 может проверить атрибуты, и если они окажутся ошибочными или возникнут любые иные непредвиденные случаи, в которых аппаратному акселератору потребуется слишком много циклов для завершения, ПО L1 переходит к этапу 202, на котором будут сброшены очереди в аппаратном акселераторе и ядро аппаратного акселератора, и выполнен его перезапуск. Этот сброс этапа 0 обычно завершается в течение 100 мс, в течение которых параллельно выполняются этапы 202-220. Таким образом, ячейка будет восстановлена в течение 100 мс (суммарное значение таймеров T310 и T311), что позволить свести к минимуму отключение ячеек и ухудшение ключевых показателей эффективности, как раскрыто в рассмотренных ранее способах.

[0044] Таким образом, настоящим изобретением предложена уникальная и эффективная система, облегчающая внедрение способов отказоустойчивости сети и сводящая к минимуму отключение ячеек и ухудшение ключевых показателей эффективности.

[0045] Хотя в настоящем документе рассмотрены преимущественно предпочтительные варианты осуществления изобретения, очевидна возможность многих других вариантов осуществления и внесения разнообразных изменений в предпочтительные варианты осуществления без отхода от сущности изобретения. Эти и другие изменения в предпочтительных вариантах осуществления изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники из описания в настоящей заявке, при этом следует понимать, что указанное описание лишь иллюстрирует изобретение, но не ограничивает его объем.

ПРЕИМУЩЕСТВА НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0046] Настоящим изобретением предложен подход к построению сети с отказоустойчивыми узлами.

[0047] Настоящим изобретением предложена система, позволяющая свести к минимуму длительность простоя сети и, тем самым, в минимальной степени снизить КПЭ сети.

[0048] Настоящим изобретением предложен способ, позволяющий ПО L1 соответствовать требованиям высокой доступности и защищающий gNodeB от любых неожиданных исключений ПО L1 в действующих разработках.

Настоящим изобретением предложены эффективные и надежные системы и способы обеспечения отказоустойчивости сети путем использования определенных 3GPP таймеров управления радиоресурсами: T310 (таймер отказа радиоканала), N310 (счетчик отказа радиоканала), T311 (таймер восстановления радиоканала), N311 (счетчик восстановления радиоканала) и связанных с ними счетчиков, что обеспечит восстановление L1 в течение суммарного значения таймеров T310 и T311, например, обычно составляющего 100 мс после события исключения ПО L1. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система, сводящая к минимуму отключение ячеек и ухудшение ключевых показателей эффективности путем обеспечения отказоустойчивости узлов и содержащая

ячейку, отличающаяся тем, что:

несколько пользовательских устройств соединены с возможностью осуществления связи с сетью;

одно или несколько электронных устройств (gnodes) в сети выполнены с возможностью создания, и/или приема, и/или передачи информации по каналу связи, соединенному с возможностью осуществления связи с несколькими пользовательскими устройствами;

один или несколько аппаратных акселераторов соединены с возможностью осуществления связи с одним или несколькими gnodes и настроены модулем уровня 1 (L1) для возможности обработки информации, полученной посредством соединения в соответствии с инструкцией конфигурации восходящего и нисходящего каналов, получаемой в каждом заданном интервале передачи, полученном от модуля уровня 2 (L2), связанного с сетью, в котором модуль L1 связан с физическим (PHY) уровнем сети, а модуль L2 связан с канальным уровнем сети, и при этом

модуль L1 дополнительно содержит процессор, выполняющий набор исполняемых инструкций, хранящихся в памяти, причем при выполнении этих инструкций процессор инициирует на уровне L1:

отслеживается одно или несколько несоответствий в информации, полученной одним или несколькими аппаратными акселераторами;

извлекается из одного или нескольких несоответствий набор атрибутов, относящихся к выходящим за пределы диапазона атрибутам, полученным от модуля L2, или неожиданным атрибутам, переданным модулем L1 одному или нескольким аппаратным акселераторам в заданном интервале передачи, вследствие чего одному или нескольким аппаратным акселераторам требуется больше циклов для завершения обработки информации или же обработка не завершается вовсе;

сбрасывается любая очередь или комбинация одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора на основании набора извлеченных атрибутов, при этом

сброс занимает заданный интервал времени отключения таким образом, что заданный интервал времени отключения будет меньше времени истечения, связанного с таймером (T310) отказа радиоканала, подключенным к сети,

сброс любой очереди или комбинации одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора выполняется параллельно с одновременным осуществлением взаимодействия «запрос-ответ» для перезапуска ячейки между модулями L1 и L2 в течение заданного интервала времени, в котором взаимодействие «запрос-ответ» для перезапуска ячейки включает отправку сообщения об индикации ошибки на модуль L2,

модуль L2 деактивирует модуль L1 до перезапуска комбинации одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора,

несколько пользовательских устройств в ячейке выполнены с возможностью нахождения в состоянии подключения к радиоресурсам (RRC), пока заданный интервал времени отключения меньше времени истечения таймера T310.

2. Система по п. 1, в которой на нескольких пользовательских устройствах, подключенных к сети, имеет место отказ радиоканала в течение второго временного интервала, длительность которого меньше длительности заданного интервала времени отключения.

3. Система по п. 1, в которой несколько пользовательских устройств, подключенных к сети, не переходят в состояние RRC IDLE.

4. Система по п. 1, в которой взаимодействие «запрос-ответ» дополнительно предусматривает остановку цепочки обработки нисходящего канала и восходящего канала в реальном времени и перевод модуля L1 из состояния RUNNING в состояние IDLE и в которой модуль L1 возвращает ответное сообщение о физической остановке на модуль L2.

5. Система по п. 4, в которой взаимодействие «запрос-ответ» дополнительно предусматривает деактивацию модуля L1 модулем L2, причем модуль L1 продолжает выполнять любую из отправок или комбинацию отправок SLOT INDICATIONS для продолжения предотвращения отсчета номеров системных кадров планировщиком L2, не позволяя модулю L2 очистить один или несколько контекстов, связанных с несколькими пользовательскими устройствами и несколькими базами данных, связанными с несколькими пользовательскими устройствами.

6. Система по п. 5, в которой взаимодействие «запрос-ответ» дополнительно предусматривает отправку модулем L2 нового сообщения CONFGURE CELL REQUEST с одним или несколькими заданными атрибутами CELL, в которой один или несколько заданных атрибутов CELL связаны с атрибутами, использованными в исходной конфигурации модуля L1.

7. Система по п. 6, в которой взаимодействие «запрос-ответ» предусматривает конфигурирование цепочки обработки нисходящего и восходящего канала модуля L1 и переход в состояние CONFIGURED, в которой модуль L1 отправляет сообщение CONFIGURE CELL RESPONSE на модуль L2 после перехода в состояние CONFIGURED.

8. Система по п. 7, в которой взаимодействие «запрос-ответ» предусматривает отправку модулем L2 сообщения PHY START для перезапуска ячейки на заданном номере системного кадра, полученном из SLOT INDICATIONS.

9. Система по п. 8, в которой взаимодействие «запрос-ответ» дополнительно предусматривает сброс модулем L1 нескольких баз данных и перезапуск цепочек обработки нисходящего и восходящего канала в реальном времени, а также последующую отправку сообщения PHY RESPONSE на модуль L2, после чего модуль L1 переходит в состояние RUNNING.

10. Система по п. 1, в которой заданный интервал взаимодействия «запрос-ответ» для перезапуска ячейки меньше заданного интервала времени отключения или, по меньшей мере, равен ему.

11. Способ для обеспечения минимальных отключений ячеек и ухудшений ключевых показателей эффективности путем обеспечения отказоустойчивости узлов и содержащий следующие этапы:

отслеживается одно или несколько несоответствий в информации, полученной одним или несколькими аппаратными акселераторами, которые соединены с возможностью осуществления связи с одним или несколькими электронными устройствами (gnodes), выполненными с возможностью создания, и/или приема, и/или передачи информации по каналу связи, соединенному с возможностью осуществления связи с несколькими пользовательскими устройствами;

при этом один или несколько аппаратных акселераторов настроены модулем уровня 1 (L1) для возможности обработки информации, полученной посредством соединения в соответствии с инструкцией конфигурации восходящего и нисходящего канала, получаемой в каждом заданном интервале передачи, полученном от модуля уровня 2 (L2), связанного с сетью, в котором модуль L1 связан с физическим (PHY) уровнем сети, а модуль L2 связан с канальным уровнем сети, и модуль L1 дополнительно содержит процессор, выполняющий набор исполняемых инструкций, хранящихся в памяти;

извлекается из одного или нескольких несоответствий набор атрибутов, относящихся к выходящим за пределы диапазона атрибутам, полученным от модуля L2, или неожиданным атрибутам, переданным модулем L1 одному или нескольким аппаратным акселераторам в заданном интервале передачи, вследствие чего одному или нескольким аппаратным акселераторам требуется больше циклов для завершения обработки информации или же обработка не завершается вовсе;

сбрасывается любая очередь или комбинация одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора на основании набора извлеченных атрибутов,

при этом сбрасывание занимает заданный интервал времени отключения таким образом, что заданный интервал времени отключения будет меньше времени истечения, связанного с таймером (T310) отказа радиоканала, подключенным к сети,

при этом сбрасывание любой очереди или комбинации одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора выполняется параллельно с одновременным осуществлением взаимодействия «запрос-ответ» между модулями L1 и L2 в течение заданного интервала времени, в котором взаимодействие «запрос-ответ» для перезапуска ячейки включает отправку сообщения об индикации ошибки на модуль L2,

при этом модуль L2 деактивирует модуль L1 до перезапуска комбинации одной или нескольких очередей в аппаратном акселераторе и ядре аппаратного акселератора, и

при этом несколько пользовательских устройств в ячейке выполнены с возможностью нахождения в состоянии подключения к радиоресурсам, пока заданный интервал времени отключения меньше времени истечения таймера T310.

12. Способ по п. 11, в котором на нескольких пользовательских устройствах, подключенных к сети, имеет место отказ радиоканала в течение второго временного интервала, длительность которого меньше длительности заданного интервала времени отключения.

13. Способ по п. 11, в котором несколько пользовательских устройств, подключенных к сети, не переходят в состояние RRC IDLE.

14. Способ по п. 11, в котором взаимодействие «запрос-ответ» дополнительно предусматривает остановку цепочки обработки нисходящего канала и восходящего канала в реальном времени и перевод модуля L1 из состояния RUNNING в состояние IDLE и в котором модуль L1 возвращает ответное сообщение о физической остановке на модуль L2.

15. Способ по п. 14, в котором взаимодействие «запрос-ответ» дополнительно предусматривает деактивацию модуля L1 модулем L2, причем модуль L1 продолжает выполнять любую из отправок или комбинацию отправок SLOT INDICATIONS для продолжения предотвращения отсчета номеров системных кадров планировщиком L2, не позволяя модулю L2 очистить один или несколько контекстов, связанных с несколькими пользовательскими устройствами и несколькими базами данных, связанными с несколькими пользовательскими устройствами.

16. Способ по п. 15, в котором взаимодействие «запрос-ответ» дополнительно предусматривает отправку модулем L2 нового сообщения CONFGURE CELL REQUEST с одним или несколькими заданными атрибутами CELL, в котором один или несколько заданных атрибутов CELL связаны с атрибутами, использованными в исходной конфигурации модуля L1.

17. Способ по п. 16, в котором взаимодействие «запрос-ответ» предусматривает конфигурирование цепочки обработки нисходящего и восходящего канала модуля L1 и перевод модуля L1 в состояние CONFIGURED, в котором модуль L1 отправляет сообщение CONFIGURE CELL RESPONSE на модуль L2 после перехода в состояние CONFIGURED.

18. Способ по п. 17, в котором взаимодействие «запрос-ответ» предусматривает отправку модулем L2 сообщения PHY START для перезапуска ячейки на заданном номере системного кадра, полученном из SLOT INDICATIONS.

19. Способ по п. 18, в котором взаимодействие «запрос-ответ» дополнительно предусматривает сброс модулем L1 нескольких баз данных и перезапуск цепочек обработки нисходящего и восходящего канала в реальном времени, а также последующую отправку сообщения PHY RESPONSE на модуль L2, после чего модуль L1 переходит в состояние RUNNING.

20. Способ по п. 11, в котором заданный интервал взаимодействия «запрос-ответ» для перезапуска ячейки меньше заданного интервала времени отключения или, по меньшей мере, равен ему.