TWI892433B

TWI892433B - 開放式無線存取網路的資料收集裝置和資料收集方法

Info

Publication number: TWI892433B
Application number: TW113103318A
Authority: TW
Inventors: 王則涵; 黃昱棠; 曾建超
Original assignee: 中華電信股份有限公司
Priority date: 2024-01-29
Filing date: 2024-01-29
Publication date: 2025-08-01
Also published as: TW202531734A

Abstract

提供一種開放式無線存取網路的資料收集裝置和資料收集方法。方法包含：由處理器提供虛擬網際網路位址；由處理器基於虛擬網際網路位址與開放式無線存取網路中的第一網路元件及第二網路元件進行通訊以接收資料流，並且對資料流進行分群以取得對應於第一網路元件的第一資料；由處理器運行的第一資料處理單元解析第一資料以取得第一網路參數，並且正規化第一網路參數以產生對應於第一網路元件的第一網路元件資訊；以及由第一資料處理單元輸出第一網路元件資訊。

Description

開放式無線存取網路的資料收集裝置和資料收集方法

本發明是有關於一種無線通訊技術，且特別是有關於一種開放式無線存取網路(radio access network，RAN)的資料收集裝置和資料收集方法。

朝開放式無線存取網路(Open RAN)演進為國際主流電信商亟欲發展目標。由於架構引入開放的標準介面，相較於以往傳統封閉式基地台，增加了大量分散式的資料收集需求。此外，網路元件型態與數量的改變，使得電信系統需要具備即時且穩定的資料收集和分析功能，以便在網路運作過程中做出快速地調整與決策，為網路帶來更高的部署彈性。

本發明提供一種開放式無線存取網路的資料收集裝置和資料收集方法，可自動收集網路元件的資訊。

本發明的一種開放式無線存取網路的資料收集裝置，包含處理器以及儲存媒體。儲存媒體儲存多個模組。處理器耦接儲存媒體並且運行第一資料處理單元，其中處理器存取並執行多個模組，其中多個模組包含收集代理模組、收集管理模組、模板解析器以及輸出模組。收集代理模組提供虛擬網際網路位址。收集管理模組基於虛擬網際網路位址與開放式無線存取網路中的第一網路元件及第二網路元件進行通訊以接收資料流，並且對資料流進行分群以取得對應於第一網路元件的第一資料。模板解析器第一資料處理單元執行模板解析器以解析第一資料以取得第一網路參數，並且正規化第一網路參數以產生對應於第一網路元件的第一網路元件資訊。第一資料處理單元執行輸出模組以輸出第一網路元件資訊。

在本發明的一實施例中，上述的多個模組更包含第一資料收集單元以及第二資料收集單元。收集管理模組控制第一資料收集單元通過第一南向介面與第一網路元件進行通訊。收集管理模組控制第二資料收集單元通過第二南向介面與第二網路元件進行通訊。

在本發明的一實施例中，上述的第一南向介面包含下列的其中之一：網路配置協定、超文本傳輸通訊協定以及簡易網路管理協定。

在本發明的一實施例中，上述的多個模組更包含資料清單。資料清單儲存網路元件基本資料，其中收集管理模組根據網路元件基本資料對資料流進行分群。

在本發明的一實施例中，上述的收集管理模組基於機器學習演算法對資料流進行分群。

在本發明的一實施例中，上述的模板解析器接收資料解析條件模板，並且根據資料解析條件模板中的規則解析第一資料以取得第一網路參數。

在本發明的一實施例中，上述的規則包含響應於第一網路參數與關鍵字匹配而從第一資料取得第一網路參數。

在本發明的一實施例中，上述的資料解析條件模板更包含輸出格式，其中模板解析器所產生的第一網路元件資訊與輸出格式匹配。

在本發明的一實施例中，上述的模板解析器基於機器學習演算法解析第一資料以取得第一網路參數。

在本發明的一實施例中，上述的多個模組更包含資源分配器。資源分配器偵測處理器的負載，並且根據負載增加處理器所運行的資料處理單元的數量。

在本發明的一實施例中，上述的第一網路參數包含下列的至少其中之一：設備名稱、製造商名稱、模型種類、網路功能種類、網際網路位址以及網路埠。

在本發明的一實施例中，上述的收集管理模組基於第一週期接收第一資料流，並且基於不同於第一週期的第二週期接收第二資料流。

在本發明的一實施例中，上述的多個模組更包含告警模組。第一資料處理單元執行告警模組以響應於判斷第一網路參數異常而輸出告警訊息。

本發明的一種開放式無線存取網路的資料收集方法，適用於包含處理器的資料收集裝置，其中資料收集方法包含：由處理器提供虛擬網際網路位址；由處理器基於虛擬網際網路位址與開放式無線存取網路中的第一網路元件及第二網路元件進行通訊以接收資料流，並且對資料流進行分群以取得對應於第一網路元件的第一資料；由處理器運行的第一資料處理單元解析第一資料以取得第一網路參數，並且正規化第一網路參數以產生對應於第一網路元件的第一網路元件資訊；以及由第一資料處理單元輸出第一網路元件資訊。

基於上述，本發明的資料收集裝置具有多工處理叢集。資料收集裝置可包含多個資料收集單元，且每個資料收集單元都具有收集、處理和傳輸資料的能力。資料收集裝置可透過模板描述達成網路管理資料正規化，進而提升網路的維運效率，並發揮開放式無線存取網路的布建彈性。

100:資料收集裝置

110:處理器

111:資料處理單元

120:儲存媒體

130:收發器

200:網路管理核心功能

201:資料清單

202:收集代理模組

203:資源分配器

204:模板解析器

205:告警模組

206:輸出模組

300:收集管理模組

400:南向介面

500:資料收集單元

600:訊息代理

S301,S302,S303,S304:步驟

圖1根據本發明的一實施例繪示一種開放式無線存取網路的資料收集裝置的示意圖。

圖2根據本發明的一實施例繪示資料收集裝置的多個模組的示意圖。

圖3根據本發明的一實施例繪示一種開放式無線存取網路的資料收集方法的流程圖。

圖1根據本發明的一實施例繪示一種開放式無線存取網路的資料收集裝置100的示意圖。資料收集裝置100可包含處理器110、儲存媒體120以及收發器130。

處理器110例如是中央處理單元(central processing unit，CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微控制單元(micro control unit，MCU)、微處理器(microprocessor)、數位信號處理器(digital signal processor，DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)、圖形處理器(graphics processing unit，GPU)、影像訊號處理器(image signal processor，ISP)、影像處理單元(image processing unit，IPU)、算數邏輯單元(arithmetic logic unit，ALU)、複雜可程式邏輯裝置(complex programmable logic device，CPLD)、現場可程式化邏輯閘陣列(field programmable gate array，FPGA)或其他類似元件或上述元件的組合。處理器110可耦接至儲存媒體120以及收發器130，並且存取和執行儲存於儲存媒體120中的多個模組和各種應用程式。

儲存媒體120例如是任何型態的固定式或可移動式的隨機存取記憶體(random access memory，RAM)、唯讀記憶體(read-only memory，ROM)、快閃記憶體(flash memory)、硬碟(hard disk drive，HDD)、固態硬碟(solid state drive，SSD)或類似元件或上述元件的組合，而用於儲存可由處理器110執行的多個模組或各種應用程式。

收發器130以無線或有線的方式傳送或接收訊號。收發器130還可以執行例如低噪聲放大、阻抗匹配、混頻、向上或向下頻率轉換、濾波、放大以及類似的操作。資料收集裝置100的處理器110可通過收發器130存取開放式無線存取網路。

圖2根據本發明的一實施例繪示資料收集裝置的多個模組的示意圖。儲存媒體120所儲存的多個模組可包含網路管理核心功能200、收集管理模組300、多個資料收集單元500以及訊息代理(message broker)600。每個資料收集單元500可具有專屬的南向介面400。網路管理核心功能200可包含資料清單(data inventory)201、收集代理模組202、資源分配器203、模板解析器(template parser)204、告警模組205以及輸出模組206。處理器110可運行一或多個資料處理單元111來存取和執行儲存媒體120中的多個模組。

開放式存取網路中可包含一或多個網路元件。網路元件例如是基地台。舉例來說，網路元件可包含諸如無線電單元(radio unit，RU)、分散式單元(distributed unit，DU)或集中式單元(central unit，CU)等網路元件。針對效能管理(performance management，PM)，收集管理模組300可收集兩種資料，其中一種資料是週期性以檔案形式提供的資料，另一種資料是短週期的即時串流資料。收集管理模組300可基於第一週期來接收第一種資料(例如：週期性資料)的資料流，並且基於不同於第一週期的第二週期來接收第二種資料(例如：即時串流資料)的資料流，其中第二週期可短於第一週期。針對故障管理(false management，FM)，當特定狀況發生時，網路元件可發送事件訊息。收集管理模組300可接收來自網路元件的訊息，以進行後續的管理或動態資源調度。

具體來說，收集代理模組202可提供用於與外部裝置進行通訊的虛擬網際網路位址(虛擬網際網路協定(Internet protocol，IP)位址)。收集管理模組300可基於虛擬網際網路位址與開放式無線存取網路中的多個網路元件進行通訊以接收資料流，並且對資料流進行分群以取得對應於特定網路元件的資料。

收集代理模組202可通過不同的資料收集單元500與不同的網路元件進行通訊。資料收集單元500可通過收發器130和南向介面400與網路元件進行通訊，進而從網路元件接收資料。南向介面400所支援的通訊協定可包含但不限於網路配置協定(network configuration protocol，NETCONF)、超文本傳輸通訊協定(hypertext transfer protocol，HTTP)、表現層狀態轉移(representational state transfer，REST)或簡易網路管理協定(simple network management protocol，SNMP)。

在一實施例中，資料清單201可儲存對應於各個網路元件的網路元件基本資訊。收集管理模組300可根據網路元件基本資訊來對所收集到的資料流進行分群，以從資料流中取得來自特定網路元件的資料。網路元件基本資訊可例如包含網路元件的裝置識別碼、製造商識別碼、IP位址或網路元件類別等資訊。舉例來說，網路元件基本資訊可包含網路元件的裝置識別碼。收集管理模組300可根據裝置識別碼從資料流中取出對應於裝置識別碼的網路元件的資料。

在一實施例中，收集管理模組300可基於機器學習演算法來對資料流進行分群，以從資料流中取得來自特定網路元件的資料。機器學習演算法例如包含大型語言模型(large language model，LLM)。舉例來說，收集管理模組300可利用包含過去一段時間所收集的資料流的訓練資料，以監督式學習或半監督式學習的方式來訓練用於執行分群的機器學習模型，其中資料流可包含來自多個網路元件的多筆資料。

模板解析器204可具有模板解析和資料傳送(data transferring)功能。在完成分群並取得網路元件的資料後，資料可經由訊息代理600所提供的傳輸通道傳送到對應的資料處理單元111進行處理。訊息代理600例如通過資料中的裝置識別碼、製造商識別碼、IP位址或網路元件類別等資訊來將資料指派給特定的資料處理單元111。上述的步驟有助於減少由於資料量過大而引起的堵塞問題。訊息代理600的通道與資料收集單元500之間的配置是可以動態調整的。

資源分配器203可分析網路元件的資料以取得網路元件效能數值，進而判斷初始化的網路元件之配置是否足以支援場域所需的網路服務。在一實施例中，資源分配器203可偵測處理器110的負載，並且根據負載來增加或減少處理器110所運行的資料處理單元111的數量。舉例來說，若處理器110的負載低於閾值，則資源分配器203可增加處理器110同時運行的資料處理單元111的數量。若處理器110的負載高於閾值，則資源分配器203可減少處理器110同時運行的資料處理單元111的數量。

資料處理單元111可執行模板解析器204以解析資料以取得網路參數。資料處理單元111可正規化網路參數以產生具有統一格式的對應於網路元件的網路元件資訊。在一實施例中，輸出模組206可根據網路元件資訊產生對應的統計報表或視覺化分析圖表，並可通過收發器130輸出所產生的統計報表或視覺化分析圖表。網路參數可包含但不限於設備名稱(或裝置識別碼)、製造商名稱(或製造商識別碼)、模型種類、網路功能種類(例如：RU、DU或CU)、網際網路位址或網路埠。

在一實施例中，模板解析器204可接收資料解析條件模板，並且根據資料解析條件模板中的規則來解析資料以取得網路參數。上述的規則例如包含：在判斷資料中的網路參數與特定關鍵字匹配後，從資料取出該網路參數。

在一實施例中，模板解析器204可基於機器學習演算法解析資料以取得網路參數。機器學習演算法例如包含大型語言模型。舉例來說，模板解析器204可利用包含過去一段時間所收集的資料的訓練資料，以監督式學習或半監督式學習的方式來訓練用於解析資料的機器學習模型，其中資料可包含一或多個網路參數。

在一實施例中，資料解析條件模板可包含輸出格式。由模板解析器204正規化網路參數所產生的網路元件資訊可與輸出格式匹配。也就是說，模板解析器204可將網路元件資訊轉換為統一的格式。

資料處理單元111可執行輸出模組206以輸出網路元件資訊或相關的資訊(例如：統計報表或視覺化分析圖表)以供網管人員參考。例如，輸出模組206可通過收發器130將網路元件資訊傳送給顯示裝置以通過顯示裝置輸出網路元件資訊。

在一實施例中，資料處理單元111可執行告警模組205以判斷網路參數是否異常，並且在網路參數異常時通過收發器130輸出告警訊息。舉例來說，告警模組205可通過收發器130傳送告警訊息給網管人員的終端裝置，以提示網管人員對網路元件進行檢測。告警模組205可通過簡訊或電子郵件傳送告警訊息，減少障礙事件引起的客訴次數，進而提高網路運營的效率和可靠性。

圖3根據本發明的一實施例繪示一種開放式無線存取網路的資料收集方法的流程圖，其中所述資料收集方法可由如圖1所示的資料收集裝置100實施。在步驟S301中，由處理器提供虛擬網際網路位址。在步驟S302中，由處理器基於虛擬網際網路位址與開放式無線存取網路中的第一網路元件及第二網路元件進行通訊以接收資料流，並且對資料流進行分群以取得對應於第一網路元件的第一資料。在步驟S303中，由處理器運行的第一資料處理單元解析第一資料以取得第一網路參數，並且正規化第一網路參數以產生對應於第一網路元件的第一網路元件資訊。在步驟S304中，由第一資料處理單元輸出第一網路元件資訊。

綜上所述，本發明具有以下特點和功效：資料收集裝置可具有微服務架構，其中微服務架構由多個資料處理單元實施。資料收集裝置可包含多個資料收集單元，且每個資料收集單元可支援多種南向協定。每個資料收集單元或資料處理單元都具有能力執行資料的收集、處理或傳輸，以有效地管理和分析大量的網路資料。資料收集裝置可屬於邏輯上的單一實體，其橫向延展擴充處理能力不影響資料收集的方式；資料收集裝置可根據模板的描述執行網路管理資料正規化。這有助於提升維運效率，確保網路資料的一致性和結構化；考慮到網路元件的型態和數量不斷變化，資料收集裝置可即時且穩定地執行資料收集和分析。這有助於在網路運作過程中快速調整配置參數或決策，提高網路部署的彈性和動態性。

S301, S302, S303, S304:步驟

Claims

一種開放式無線存取網路的資料收集裝置，包括：儲存媒體，儲存多個模組；以及處理器，耦接所述儲存媒體並且運行第一資料處理單元，其中所述處理器存取並執行所述多個模組，其中所述多個模組包括：收集代理模組，提供虛擬網際網路位址；收集管理模組，基於所述虛擬網際網路位址與所述開放式無線存取網路中的第一網路元件及第二網路元件進行通訊以接收資料流，並且對所述資料流進行分群以取得對應於所述第一網路元件的第一資料；模板解析器，所述第一資料處理單元執行所述模板解析器以解析所述第一資料以取得第一網路參數，並且正規化所述第一網路參數以產生對應於所述第一網路元件的第一網路元件資訊；以及輸出模組，所述第一資料處理單元執行所述輸出模組以輸出所述第一網路元件資訊。
如請求項1所述的資料收集裝置，其中所述多個模組更包括：第一資料收集單元，其中所述收集管理模組控制所述第一資料收集單元通過第一南向介面與所述第一網路元件進行通訊；以及第二資料收集單元，其中所述收集管理模組控制所述第二資料收集單元通過第二南向介面與所述第二網路元件進行通訊。
如請求項2所述的資料收集裝置，其中所述第一南向介面包括下列的其中之一：網路配置協定、超文本傳輸通訊協定以及簡易網路管理協定。
如請求項1所述的資料收集裝置，其中所述多個模組更包括：資料清單，儲存網路元件基本資料，其中所述收集管理模組根據所述網路元件基本資料對所述資料流進行分群。
如請求項1所述的資料收集裝置，其中所述收集管理模組基於機器學習演算法對所述資料流進行分群。
如請求項1所述的資料收集裝置，其中所述模板解析器接收資料解析條件模板，並且根據所述資料解析條件模板中的規則解析所述第一資料以取得所述第一網路參數。
如請求項6所述的資料收集裝置，其中所述規則包括響應於所述第一網路參數與關鍵字匹配而從所述第一資料取得所述第一網路參數。
如請求項6所述的資料收集裝置，其中所述資料解析條件模板更包括輸出格式，其中所述模板解析器所產生的所述第一網路元件資訊與所述輸出格式匹配。
如請求項1所述的資料收集裝置，其中所述模板解析器基於機器學習演算法解析所述第一資料以取得所述第一網路參數。
如請求項1所述的資料收集裝置，其中所述多個模組更包括：資源分配器，偵測所述處理器的負載，並且根據所述負載增加所述處理器所運行的資料處理單元的數量。
如請求項1所述的資料收集裝置，其中所述第一網路參數包括下列的至少其中之一：設備名稱、製造商名稱、模型種類、網路功能種類、網際網路位址以及網路埠。
如請求項1所述的資料收集裝置，其中所述收集管理模組基於第一週期接收第一資料流，並且基於不同於所述第一週期的第二週期接收第二資料流。
如請求項1所述的資料收集裝置，其中所述多個模組更包括：告警模組，所述第一資料處理單元執行所述告警模組以響應於判斷所述第一網路參數異常而輸出告警訊息。
一種開放式無線存取網路的資料收集方法，適用於包括處理器的資料收集裝置，其中所述資料收集方法包括：由所述處理器提供虛擬網際網路位址；由所述處理器基於所述虛擬網際網路位址與所述開放式無線存取網路中的第一網路元件及第二網路元件進行通訊以接收資料流，並且對所述資料流進行分群以取得對應於所述第一網路元件的第一資料；由所述處理器運行的第一資料處理單元解析所述第一資料以取得第一網路參數，並且正規化所述第一網路參數以產生對應於所述第一網路元件的第一網路元件資訊；以及由所述第一資料處理單元輸出所述第一網路元件資訊。