深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)(DRL)算法對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)施智能連接管理解決方案

概覽概覽

使用帶有圖形神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)(DRL)算法,對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)施智能連接管理解決方案。

管理移動(dòng)用戶設(shè)備與現(xiàn)有無(wú)線電電池的聯(lián)系,優(yōu)化用戶輸送量、手機(jī)覆蓋面最大化和負(fù)載平衡。

利用英特爾智能邊緣開(kāi)放的功能,優(yōu)化計(jì)算密集型業(yè)務(wù),減少網(wǎng)絡(luò)的延遲。

要運(yùn)行引用執(zhí)行, 您需要首先下載并安裝Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包.

一旦您安裝了 Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者體驗(yàn)工具包, 請(qǐng)選擇配置 下載下載參考實(shí)施和下列軟件。

配置 下載

完成時(shí)間 :15-20分鐘

語(yǔ)言:Python*, Go, C, C , Python*, Go, C, C

可用軟件 :

Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包

Open Networking Foundation?Software Defined RAN (SDRAN) Version 1.4?

自動(dòng)移交的智能連接管理 v3. 0

目標(biāo)系統(tǒng)要求

Intel智能邊緣開(kāi)放群集節(jié)點(diǎn)

下列處理器之一:

英特羅·Xeon可縮放處理器

至少64GB內(nèi)存。

至少256GB硬盤。

互聯(lián)網(wǎng)連接。

Ubuntu* 20.04.2 LTS 服務(wù)器

如何運(yùn)作

連接管理(即用戶-細(xì)胞協(xié)會(huì))是任何無(wú)線網(wǎng)絡(luò)確保整個(gè)網(wǎng)絡(luò)順利和平衡運(yùn)作的一個(gè)重要問(wèn)題。傳統(tǒng)的連接管理方法考慮亞最佳解決方案,例如每個(gè)用戶與擁有最大電源的細(xì)胞連接(最大RSRP ) 。然而,這可能導(dǎo)致一些擁擠的細(xì)胞,而其他細(xì)胞的寶貴無(wú)線電資源可能沒(méi)有得到充分利用。在這里,我們利用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能智能解決方案,通過(guò)智能移交管理實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡。

智能連接管理 xApp 是根據(jù)O-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)開(kāi)發(fā)的,目的是優(yōu)化用戶關(guān)聯(lián)和負(fù)負(fù)平衡,以提高用戶設(shè)備(UE)的服務(wù)質(zhì)量要求(QS),連接管理是作為組合圖形優(yōu)化問(wèn)題擬訂的。提出了深強(qiáng)化學(xué)習(xí)(DRL)解決方案,以學(xué)習(xí)圖形神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GNN)對(duì)優(yōu)化 UE協(xié)會(huì)的重量。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建模為智能連接管理xApp 中的虛擬圖形,如下圖1所示。強(qiáng)化學(xué)習(xí)(RL).

Figure 1: GNN Network

開(kāi)放無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟提議的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)虛擬式網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)件,用于設(shè)計(jì)可編程硬件的可編程網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò),通過(guò)人工智能進(jìn)行無(wú)線電接入控制(AI)。

O-RAAN結(jié)構(gòu)的主要貢獻(xiàn)是:

中央股、分配股和無(wú)線電股職能分工

各單位之間標(biāo)準(zhǔn)化接口

引進(jìn)RAN智能控制器(RIC)

引入 RIC 使 xApp 開(kāi)發(fā)者能夠利用AI 技術(shù)來(lái)利用RIC 收集的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。 圖2顯示了分布式控制器的ORAN結(jié)構(gòu)。

Figure 2: O-RAN Architecture

開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)SD-RAN

開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)SD-RAN版本1.4是3GPP符合軟件定義的RAN平臺(tái),符合O-RAN結(jié)構(gòu)。 SD-RAN提供了近實(shí)時(shí) RIC(nRT-RIC)和RAN模擬器,用于模擬RAN和UE。

Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施用于部署SD-RAN 1.4號(hào)釋放版本的 RIC 艙、 RAN 模擬艙和智能連接管理 xApp 艙,如下圖所示。 CM xApp 與 RIC 互動(dòng),從 RAN 模擬器獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),并在不同單元格中進(jìn)行UES的交接。

Figure 3: High Level Deployment Diagram

近RT-RIC 和 xApp 智能邊緣開(kāi)放啟用

智能邊緣開(kāi)放是一個(gè)用于建設(shè)優(yōu)化邊緣平臺(tái)的邊緣計(jì)算軟件工具包。 以智能邊緣開(kāi)放平臺(tái)創(chuàng)建的平臺(tái)可以提供一系列廣泛的服務(wù),從5G RAN和5G核心等網(wǎng)絡(luò)功能到AI、媒體處理和安全工作量。 邊緣平臺(tái)的資源與云層平臺(tái)相比受到限制。 它們需要更高的網(wǎng)絡(luò)性能和更大的自主性,強(qiáng)大的硬件親近性,并面臨更多的威脅矢量。 Intele智能邊緣開(kāi)放通過(guò)提供從云端景觀中選擇的功能工具包應(yīng)對(duì)創(chuàng)建邊緣平臺(tái)的挑戰(zhàn),這些功能包括從云端環(huán)境中選擇的功能、擴(kuò)展的功能和優(yōu)化的功能。

Intels智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)包建在Kubernetes* 之上,這是一個(gè)管理集裝箱化工作量和服務(wù)的生產(chǎn)級(jí)平臺(tái);經(jīng)驗(yàn)包定制并擴(kuò)展了Kubernetes控制平面和邊緣節(jié)點(diǎn),包括微服務(wù)、第三方應(yīng)用、擴(kuò)展和優(yōu)化。控制平面節(jié)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)組成了Intels智能邊緣群集。

Figure 4: Intel? Smart Edge Open Edge Node

Intel智能邊緣開(kāi)放節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)是每個(gè)經(jīng)驗(yàn)包專用的,使開(kāi)發(fā)者能夠?yàn)樘囟ㄟ吘壍攸c(diǎn)的具體使用案例找到解決辦法。

支持的特性

使用SSRAN RIC v1.4.113訂閱RSRP/RRC報(bào)告

SD-RAN v1.4.113部署在Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包上,該工具包支持E2SM MHO服務(wù)模式 v2。

智能連接管理 xApp 使用Golang SDK與SD-RAN RIC進(jìn)行互動(dòng)。 Python調(diào)解層將App與Golang SDK連接。

CM xApp 訂閱定期RSRP報(bào)告E2節(jié)點(diǎn);A3事件RSRP報(bào)告和RRC國(guó)家變化跡象。

連接管理部署

RAN 模擬器正在設(shè)置中模擬 4 E2 節(jié)點(diǎn) 。

RAN 模擬器 v1.4.2 模擬 140 UEs 跨越 7 個(gè)單元格。 模型文件是 RAN 模擬器釋放的一部分 。

使用 OpenVINOTM 自動(dòng)移交

CM xApp 根據(jù) RIC 指示數(shù)對(duì)單元格進(jìn)行UE的交接。 它使用 C 預(yù)處理和 OpenVINOTM 推斷。

CM xApp將這些移交請(qǐng)求以 " 控制請(qǐng)求 " 的形式發(fā)送給RIC, 以啟動(dòng)移交。

CM xApp的移交請(qǐng)求在任何時(shí)候都排隊(duì),在1-10個(gè)請(qǐng)求之間。

節(jié)點(diǎn)特征發(fā)現(xiàn)(NFD)

在包件中啟用了NFD特性,以檢測(cè)平臺(tái)能力和OS安裝信息(Icelake和Ubuntu),并根據(jù)條件部署 xApp。

CPU 管理器 CPU 管理器

CPU 管理器是一個(gè) Kubernetes 功能, 通過(guò)將獨(dú)家 CPU 分配給 某些 pod 容器, 從而更好地安排 Kubernetes 節(jié)點(diǎn)代理 Kubelet 的工作量。 對(duì)于 CM xApp 容器, CPU 請(qǐng)求是 2 個(gè)核心, 請(qǐng)求的內(nèi)存是 2GBGB 2GB 。

開(kāi)始

先決條件

要運(yùn)行引用執(zhí)行, 您需要首先下載并安裝Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包.

確保以下條件得到適當(dāng)滿足,以確保通過(guò)邊緣軟件提供商Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包軟件包順利實(shí)施參考實(shí)施程序。

硬件需求
確保您擁有一個(gè)新的 ESP Intel 智能邊緣開(kāi)闊開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)箱, 安裝硬件Target System Requirements段 次 頁(yè) 次

安裝 Python 附屬庫(kù)

pip3 install –-user Cython? 
sudo apt-get install python3-dev 

確認(rèn)ESP Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)箱安裝工作采取了以下步驟:

代理設(shè)置
如果您在代理服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)背后,請(qǐng)確保代理地址在系統(tǒng)中配置。

export http_proxy=:
export https_proxy=: 

確保:/ eec/wgetrc / ec/wgetrc / ec/wgetrc / ec/wgetrc / etc/wgetrc / etc/wgetrc / etc/wgetrc / etc/wgetrc 以下列需要的代理服務(wù)器設(shè)置配置文件 :

注:使用首選文本編輯器編輯文件,例如,使用命令:sudo vi / etc/ wgettrc

https_proxy=: 
http_proxy=: 
ftp_proxy =: 
use_proxy = on

日期和時(shí)間

確保日期和時(shí)間與當(dāng)前本地時(shí)間同步 。

驗(yàn)證系統(tǒng)上安裝的 ssh 公用密鑰 。

校驗(yàn)非 root 用戶是否為非 root 用戶開(kāi)放的智能智能以密碼創(chuàng)建聰明的開(kāi)放。

安裝引用實(shí)施

選定配置 下載下載參考執(zhí)行,然后按以下步驟安裝。

配置 下載

在進(jìn)一步開(kāi)展工作之前,確保適當(dāng)滿足目標(biāo)系統(tǒng)要求。

對(duì)于單一設(shè)備模式,只需要一臺(tái)機(jī)器。 (兩個(gè)控制器和邊緣節(jié)點(diǎn)將在同一設(shè)備上。)

對(duì)于多設(shè)備模式,請(qǐng)確定您至少擁有兩臺(tái)機(jī)器(一臺(tái)用于控制器,另一臺(tái)用于邊緣節(jié)點(diǎn))。
注:當(dāng)前版本不支持多設(shè)備模式。

確認(rèn)目標(biāo)主機(jī)已配置為 ESP Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包, 詳情見(jiàn)先決條件段 次 頁(yè) 次

將下載的 zip 軟件包移動(dòng)到/home/文件夾 :

mv /Intelligent_Connection_Management.zip /home/

轉(zhuǎn)到/home/使用以下命令并解zip RI 的目錄 :

cd /home/ 
unzip Intelligent_Connection_Management.zip

轉(zhuǎn)到Intelligent_Connection_Management目錄 :

cd Intelligent_Connection_Management

更改可執(zhí)行的邊緣軟件文件的權(quán)限 :

chmod 755 edgesoftware 

運(yùn)行下面的命令以安裝“ 引用執(zhí)行” :

./edgesoftware install 

安裝完成后,您可以看到消息Installation of package complete每個(gè)模塊的安裝狀態(tài)。 Figure 5: Install Successful

注:安裝日志將在下列地點(diǎn)提供:/var/log/esb-cli/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover_/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover/install.log
何 地表示下載的軟件包版本。

如果安裝了 Intel 智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者體驗(yàn)工具, 運(yùn)行以下命令時(shí)應(yīng)該顯示與下面圖像相似的輸出。 所有播客都應(yīng)該處于運(yùn)行或完成階段 。

kubectl get pods -A

Figure 6: Pods Status

使用以下命令列出參考應(yīng)用部署模塊列表 :

./對(duì)應(yīng)軟件清單

Figure 7: List of Modules

應(yīng)用程序輸出

SD-RAN運(yùn)行模擬器將模擬7個(gè)單元格的140UE。

登錄到 ONOS- cli pod , 運(yùn)行以下命令以查看 UES 和 單元格 :

kubectl exec -it  -n smartedge-apps -- /bin/bash 
onos ransim get ueCount?- This?shows?140 
onos ransim get ues - This shows all 140?UEs with their RRC states 
onos ransim get cells - This shows all 7 cells with the TxDB, Neighbours 
exit

Figure 8: UE Information

Figure 9: Cell Information

要檢查訂閱,請(qǐng)?jiān)贠nos-cli內(nèi)部執(zhí)行以下命令:

kubectl exec -it  -n smartedge-apps -- /bin/bash 
onos e2t list subscriptions 
exit

Figure 10: Subscription Information

要檢查e2節(jié)點(diǎn)的訂閱請(qǐng)求,請(qǐng)?jiān)趹?yīng)用程序日志上執(zhí)行以下命令:

kubectl logs  -n smartedge-apps -c cm-xapp | grep "Create subscription successful"

Figure 11: Subscription Logs

在應(yīng)用程序日志上運(yùn)行以下命令,以確認(rèn)App正在發(fā)出移交請(qǐng)求:

kubectl logs  -n smartedge-apps -c cm-xapp | grep "Calling control req"

Figure 12: Handover Logs

RAN Sim記錄也證實(shí)了這一點(diǎn),即XApp發(fā)出的移交請(qǐng)求正在到達(dá)RAN模擬器。

kubectl logs  -n smartedge-apps | grep "HO is done successfully"

Figure 13: RAN Simulator Logs

在程序日志上運(yùn)行以下命令以確認(rèn) HO 處理時(shí)間在 10 毫秒之內(nèi) :

kubectl logs  -n smartedge-apps -c cm-xapp | grep "OpenVINO Inference HO processing time"

Figure 14: HO Processing Time

OpenVINOTM工具包

在自動(dòng)移交應(yīng)用程序的智能連接管理中,圖形神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GNN)和RL(強(qiáng)化學(xué)習(xí))用于一個(gè)最佳UE協(xié)會(huì),OpenVINOTM工具包20221與GNN模型優(yōu)化的發(fā)布使處理移交請(qǐng)求的延遲時(shí)間大大低于10毫秒。

在發(fā)布該版本時(shí), OpenVINOTM 工具包是所使用的默認(rèn)推斷方法。下圖顯示了Python 延時(shí)的延時(shí)率改善情況。

預(yù)處理:C
平行線線Loop: 真實(shí)

OpenVINOTM 推斷時(shí)間

Figure 15: OpenVINOTM 推斷時(shí)間

Python 推斷時(shí)間

Figure 16: Python 推斷時(shí)間

節(jié)點(diǎn)特征發(fā)現(xiàn)(NFD)

節(jié)點(diǎn)功能發(fā)現(xiàn)(NFD)是Kubernetes* 的附加內(nèi)容,用來(lái)檢測(cè)平臺(tái)的硬件和軟件能力,并為之做廣告。

智能連接管理 xApp 使用 OpenVINOTM 工具包的Intel* 發(fā)布方式,該工具包被優(yōu)化用于支持諸如 AVX512VNNI 等特殊指令的 Intel* 處理器,用于優(yōu)化性能。在部署該應(yīng)用程序時(shí),需要與Ubuntu OS 的節(jié)點(diǎn)支持該特性的節(jié)點(diǎn)。 該NFD 功能確保了在有這些特性支持的節(jié)點(diǎn)上部署應(yīng)用程序。

NFD由Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)箱安裝,在Intel智能邊緣開(kāi)放上作為兩個(gè)艙艙運(yùn)行,如下文所示。

$ kubectl get pods -A | grep smartedge-system

smartedge-system   nfd-release-node-feature-discovery-master-8c74cbd95-fnh79   1/1     Running   0             37d
smartedge-system   nfd-release-node-feature-discovery-worker-h68xg             1/1     Running   0             37d 

在 xApp 部署期間, 它會(huì)發(fā)現(xiàn)平臺(tái)能力和操作系統(tǒng)安裝信息。 只有符合標(biāo)準(zhǔn), 應(yīng)用艙才會(huì)被部署 。

以下產(chǎn)出顯示了智能連接管理 xApp 艙的描述, 顯示該艙與全國(guó)發(fā)展運(yùn)動(dòng)的功能運(yùn)行成功 。

kubectl describe po cm-xapp-74ccd7fcb4-mlm8z -n smartedge-apps
...
...
Node-Selectors:              feature.node.kubernetes.io/cpu-cpuid.AVX512VNNI=true
                             feature.node.kubernetes.io/system-os_release.ID=ubuntu
Tolerations:                 node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300s
                             node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
... 

CPU 管理器 CPU 管理器

CPU 管理器是一個(gè) Kubernetes 的特性,它通過(guò)將獨(dú)家 CPU 分配給 某些 pod 容器來(lái)更好地安排 Kubellet Kubernetes 節(jié)點(diǎn)代理 中的工作量。 CPU 管理器使用 Linux CPUSET 機(jī)制將 PODS 排入單個(gè) CPUs 。 Kubernetes 定義了共享的CPU 集合, 它最初包含系統(tǒng)為系統(tǒng)和 kubelet 本身保留的所有沒(méi)有 CPU 的系統(tǒng) CPU 。

CPU 用于xApp工作量的核心分配能夠優(yōu)化英特爾處理器的性能。

Kubernetes CPU 管理需要設(shè)定 CPU 管理 CPU 管理政策靜靜, 這是Intel智能邊緣打開(kāi)的默認(rèn)選項(xiàng) 。

CM xApp 容器的CPU請(qǐng)求是2個(gè)核心請(qǐng)求的內(nèi)存2GBGB 2GB.

拆卸 RRI 安裝

使用以下命令解除引用執(zhí)行模塊的安裝。 Get從輸出./對(duì)應(yīng)軟件清單命令。

使用以下命令卸載參考執(zhí)行模塊 :

. /edgesoftware uninstall 

Figure 17: Uninstallation Logs

概述和下一步步驟

智能連接管理應(yīng)用程序在Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包上部署時(shí),產(chǎn)生了一個(gè)影響深遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)AI使用案例,利用Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包和SD-RAN的能力,在各單元格之間高效地進(jìn)行智能自動(dòng)傳輸U(kuò)E。

學(xué)習(xí)更多

繼續(xù)學(xué)習(xí),見(jiàn)下列指南和軟件資源:

Intel? Smart Edge Open Architecture

Connection Management xApp

排除故障

試票狀態(tài)檢查

使用以下命令,驗(yàn)證這些艙位是否已經(jīng)準(zhǔn)備好,是否處于運(yùn)行狀態(tài):

kubectl get pods -A

如果任何播客處于圖像 PullBackoff 狀態(tài), 手動(dòng)拖動(dòng)圖像使用 :

docker login
docker pull 

如果任何播客沒(méi)有在運(yùn)行狀態(tài), 請(qǐng)使用以下命令檢查播客故障 :

kubectl describe -n  pod 

安裝失敗

如果 Intel 智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者體驗(yàn)工具安裝在拖動(dòng)諸如遙測(cè)等命名空間艙時(shí)失敗, 請(qǐng)重新啟動(dòng)系統(tǒng)。 重開(kāi)后, 執(zhí)行以下命令 :

reboot
su 
swapoff -a 
systemctl restart kubelet (Wait till all pods are in “Running” state.)
./edgesoftware install

Pod 狀態(tài)顯示長(zhǎng)期“ 容器添加” 。

如果艙位狀態(tài)顯示集裝箱置換或錯(cuò)誤或 CrashLoopBackoff 5 分鐘或5 分鐘以上, 運(yùn)行以下命令 :

reboot
su 
swapoff -a 
systemctl restart kubelet (Wait till all pods are in “Running” state.)
./edgesoftware install 

安裝和調(diào)試日志信息文件路徑

安裝日志信息自動(dòng)移交的智能連接管理模塊將可用于 :

/var/log/esb-cli/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover_/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover/install.log

何 地表示下載的軟件包版本。

例如:

/var/log/esb-cli/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover_3.0.0/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover/install.log

支助論壇支助論壇

若您無(wú)法解決問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系支助論壇支助論壇.?

執(zhí)行以下命令以 tar.gz 壓縮格式合并日志文件列表,例如,智能連接_ connition_ management.tar.gz.

tar -czvf Intelligent_Connection_Management.tar.gz /var/log/esb-cli/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover_/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover

何 地表示下載的軟件包版本。

概覽概覽

使用帶有圖形神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)(DRL)算法,對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)施智能連接管理解決方案。

管理移動(dòng)用戶設(shè)備與現(xiàn)有無(wú)線電電池的聯(lián)系,優(yōu)化用戶輸送量、手機(jī)覆蓋面最大化和負(fù)載平衡。

利用英特爾智能邊緣開(kāi)放的功能,優(yōu)化計(jì)算密集型業(yè)務(wù),減少網(wǎng)絡(luò)的延遲。

要運(yùn)行引用執(zhí)行, 您需要首先下載并安裝Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包.

一旦您安裝了 Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者體驗(yàn)工具包, 請(qǐng)選擇配置 下載下載參考實(shí)施和下列軟件。

配置 下載

完成時(shí)間 :15-20分鐘

語(yǔ)言:Python*, Go, C, C , Python*, Go, C, C

可用軟件 :

Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包

Open Networking Foundation?Software Defined RAN (SDRAN) Version 1.4?

自動(dòng)移交的智能連接管理 v3. 0

目標(biāo)系統(tǒng)要求

Intel智能邊緣開(kāi)放群集節(jié)點(diǎn)

下列處理器之一:

英特羅·Xeon可縮放處理器

至少64GB內(nèi)存。

至少256GB硬盤。

互聯(lián)網(wǎng)連接。

Ubuntu* 20.04.2 LTS 服務(wù)器

如何運(yùn)作

連接管理(即用戶-細(xì)胞協(xié)會(huì))是任何無(wú)線網(wǎng)絡(luò)確保整個(gè)網(wǎng)絡(luò)順利和平衡運(yùn)作的一個(gè)重要問(wèn)題。傳統(tǒng)的連接管理方法考慮亞最佳解決方案,例如每個(gè)用戶與擁有最大電源的細(xì)胞連接(最大RSRP ) 。然而,這可能導(dǎo)致一些擁擠的細(xì)胞,而其他細(xì)胞的寶貴無(wú)線電資源可能沒(méi)有得到充分利用。在這里,我們利用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能智能解決方案,通過(guò)智能移交管理實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡。

智能連接管理 xApp 是根據(jù)O-RAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)開(kāi)發(fā)的,目的是優(yōu)化用戶關(guān)聯(lián)和負(fù)負(fù)平衡,以提高用戶設(shè)備(UE)的服務(wù)質(zhì)量要求(QS),連接管理是作為組合圖形優(yōu)化問(wèn)題擬訂的。提出了深強(qiáng)化學(xué)習(xí)(DRL)解決方案,以學(xué)習(xí)圖形神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GNN)對(duì)優(yōu)化 UE協(xié)會(huì)的重量。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建模為智能連接管理xApp 中的虛擬圖形,如下圖1所示。強(qiáng)化學(xué)習(xí)(RL).

Figure 1: GNN Network

開(kāi)放無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟提議的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)虛擬式網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)件,用于設(shè)計(jì)可編程硬件的可編程網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò),通過(guò)人工智能進(jìn)行無(wú)線電接入控制(AI)。

O-RAAN結(jié)構(gòu)的主要貢獻(xiàn)是:

中央股、分配股和無(wú)線電股職能分工

各單位之間標(biāo)準(zhǔn)化接口

引進(jìn)RAN智能控制器(RIC)

引入 RIC 使 xApp 開(kāi)發(fā)者能夠利用AI 技術(shù)來(lái)利用RIC 收集的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。 圖2顯示了分布式控制器的ORAN結(jié)構(gòu)。

Figure 2: O-RAN Architecture

開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)SD-RAN

開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)SD-RAN版本1.4是3GPP符合軟件定義的RAN平臺(tái),符合O-RAN結(jié)構(gòu)。 SD-RAN提供了近實(shí)時(shí) RIC(nRT-RIC)和RAN模擬器,用于模擬RAN和UE。

Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施用于部署SD-RAN 1.4號(hào)釋放版本的 RIC 艙、 RAN 模擬艙和智能連接管理 xApp 艙,如下圖所示。 CM xApp 與 RIC 互動(dòng),從 RAN 模擬器獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),并在不同單元格中進(jìn)行UES的交接。

Figure 3: High Level Deployment Diagram

近RT-RIC 和 xApp 智能邊緣開(kāi)放啟用

智能邊緣開(kāi)放是一個(gè)用于建設(shè)優(yōu)化邊緣平臺(tái)的邊緣計(jì)算軟件工具包。 以智能邊緣開(kāi)放平臺(tái)創(chuàng)建的平臺(tái)可以提供一系列廣泛的服務(wù),從5G RAN和5G核心等網(wǎng)絡(luò)功能到AI、媒體處理和安全工作量。 邊緣平臺(tái)的資源與云層平臺(tái)相比受到限制。 它們需要更高的網(wǎng)絡(luò)性能和更大的自主性,強(qiáng)大的硬件親近性,并面臨更多的威脅矢量。 Intele智能邊緣開(kāi)放通過(guò)提供從云端景觀中選擇的功能工具包應(yīng)對(duì)創(chuàng)建邊緣平臺(tái)的挑戰(zhàn),這些功能包括從云端環(huán)境中選擇的功能、擴(kuò)展的功能和優(yōu)化的功能。

Intels智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)包建在Kubernetes* 之上,這是一個(gè)管理集裝箱化工作量和服務(wù)的生產(chǎn)級(jí)平臺(tái);經(jīng)驗(yàn)包定制并擴(kuò)展了Kubernetes控制平面和邊緣節(jié)點(diǎn),包括微服務(wù)、第三方應(yīng)用、擴(kuò)展和優(yōu)化?？刂破矫婀?jié)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)組成了Intels智能邊緣群集。

Figure 4: Intel? Smart Edge Open Edge Node

Intel智能邊緣開(kāi)放節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)是每個(gè)經(jīng)驗(yàn)包專用的,使開(kāi)發(fā)者能夠?yàn)樘囟ㄟ吘壍攸c(diǎn)的具體使用案例找到解決辦法。

支持的特性

使用SSRAN RIC v1.4.113訂閱RSRP/RRC報(bào)告

SD-RAN v1.4.113部署在Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包上,該工具包支持E2SM MHO服務(wù)模式 v2。

智能連接管理 xApp 使用Golang SDK與SD-RAN RIC進(jìn)行互動(dòng)。 Python調(diào)解層將App與Golang SDK連接。

CM xApp 訂閱定期RSRP報(bào)告E2節(jié)點(diǎn);A3事件RSRP報(bào)告和RRC國(guó)家變化跡象。

連接管理部署

RAN 模擬器正在設(shè)置中模擬 4 E2 節(jié)點(diǎn) 。

RAN 模擬器 v1.4.2 模擬 140 UEs 跨越 7 個(gè)單元格。 模型文件是 RAN 模擬器釋放的一部分 。

使用 OpenVINOTM 自動(dòng)移交

CM xApp 根據(jù) RIC 指示數(shù)對(duì)單元格進(jìn)行UE的交接。 它使用 C 預(yù)處理和 OpenVINOTM 推斷。

CM xApp將這些移交請(qǐng)求以 " 控制請(qǐng)求 " 的形式發(fā)送給RIC, 以啟動(dòng)移交。

CM xApp的移交請(qǐng)求在任何時(shí)候都排隊(duì),在1-10個(gè)請(qǐng)求之間。

節(jié)點(diǎn)特征發(fā)現(xiàn)(NFD)

在包件中啟用了NFD特性,以檢測(cè)平臺(tái)能力和OS安裝信息(Icelake和Ubuntu),并根據(jù)條件部署 xApp。

CPU 管理器 CPU 管理器

CPU 管理器是一個(gè) Kubernetes 功能, 通過(guò)將獨(dú)家 CPU 分配給 某些 pod 容器, 從而更好地安排 Kubernetes 節(jié)點(diǎn)代理 Kubelet 的工作量。 對(duì)于 CM xApp 容器, CPU 請(qǐng)求是 2 個(gè)核心, 請(qǐng)求的內(nèi)存是 2GBGB 2GB 。

開(kāi)始

先決條件

要運(yùn)行引用執(zhí)行, 您需要首先下載并安裝Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包.

確保以下條件得到適當(dāng)滿足,以確保通過(guò)邊緣軟件提供商Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包軟件包順利實(shí)施參考實(shí)施程序。

硬件需求
確保您擁有一個(gè)新的 ESP Intel 智能邊緣開(kāi)闊開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)箱, 安裝硬件Target System Requirements段 次 頁(yè) 次

安裝 Python 附屬庫(kù)

pip3 install –-user Cython? 
sudo apt-get install python3-dev 

確認(rèn)ESP Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)箱安裝工作采取了以下步驟:

代理設(shè)置
如果您在代理服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)背后,請(qǐng)確保代理地址在系統(tǒng)中配置。

export http_proxy=:
export https_proxy=: 

確保:/ eec/wgetrc / ec/wgetrc / ec/wgetrc / ec/wgetrc / etc/wgetrc / etc/wgetrc / etc/wgetrc / etc/wgetrc 以下列需要的代理服務(wù)器設(shè)置配置文件 :

注:使用首選文本編輯器編輯文件,例如,使用命令:sudo vi / etc/ wgettrc

https_proxy=: 
http_proxy=: 
ftp_proxy =: 
use_proxy = on

日期和時(shí)間

確保日期和時(shí)間與當(dāng)前本地時(shí)間同步 。

驗(yàn)證系統(tǒng)上安裝的 ssh 公用密鑰 。

校驗(yàn)非 root 用戶是否為非 root 用戶開(kāi)放的智能智能以密碼創(chuàng)建聰明的開(kāi)放。

安裝引用實(shí)施

選定配置 下載下載參考執(zhí)行,然后按以下步驟安裝。

配置 下載

在進(jìn)一步開(kāi)展工作之前,確保適當(dāng)滿足目標(biāo)系統(tǒng)要求。

對(duì)于單一設(shè)備模式,只需要一臺(tái)機(jī)器。 (兩個(gè)控制器和邊緣節(jié)點(diǎn)將在同一設(shè)備上。)

對(duì)于多設(shè)備模式,請(qǐng)確定您至少擁有兩臺(tái)機(jī)器(一臺(tái)用于控制器,另一臺(tái)用于邊緣節(jié)點(diǎn))。
注:當(dāng)前版本不支持多設(shè)備模式。

確認(rèn)目標(biāo)主機(jī)已配置為 ESP Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包, 詳情見(jiàn)先決條件段 次 頁(yè) 次

將下載的 zip 軟件包移動(dòng)到/home/文件夾 :

mv /Intelligent_Connection_Management.zip /home/

轉(zhuǎn)到/home/使用以下命令并解zip RI 的目錄 :

cd /home/ 
unzip Intelligent_Connection_Management.zip

轉(zhuǎn)到Intelligent_Connection_Management目錄 :

cd Intelligent_Connection_Management

更改可執(zhí)行的邊緣軟件文件的權(quán)限 :

chmod 755 edgesoftware 

運(yùn)行下面的命令以安裝“ 引用執(zhí)行” :

./edgesoftware install 

安裝完成后,您可以看到消息Installation of package complete每個(gè)模塊的安裝狀態(tài)。 Figure 5: Install Successful

注:安裝日志將在下列地點(diǎn)提供:/var/log/esb-cli/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover_/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover/install.log
何 地表示下載的軟件包版本。

如果安裝了 Intel 智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者體驗(yàn)工具, 運(yùn)行以下命令時(shí)應(yīng)該顯示與下面圖像相似的輸出。 所有播客都應(yīng)該處于運(yùn)行或完成階段 。

kubectl get pods -A

Figure 6: Pods Status

使用以下命令列出參考應(yīng)用部署模塊列表 :

./對(duì)應(yīng)軟件清單

Figure 7: List of Modules

應(yīng)用程序輸出

SD-RAN運(yùn)行模擬器將模擬7個(gè)單元格的140UE。

登錄到 ONOS- cli pod , 運(yùn)行以下命令以查看 UES 和 單元格 :

kubectl exec -it  -n smartedge-apps -- /bin/bash 
onos ransim get ueCount?- This?shows?140 
onos ransim get ues - This shows all 140?UEs with their RRC states 
onos ransim get cells - This shows all 7 cells with the TxDB, Neighbours 
exit

Figure 8: UE Information

Figure 9: Cell Information

要檢查訂閱,請(qǐng)?jiān)贠nos-cli內(nèi)部執(zhí)行以下命令:

kubectl exec -it  -n smartedge-apps -- /bin/bash 
onos e2t list subscriptions 
exit

Figure 10: Subscription Information

要檢查e2節(jié)點(diǎn)的訂閱請(qǐng)求,請(qǐng)?jiān)趹?yīng)用程序日志上執(zhí)行以下命令:

kubectl logs  -n smartedge-apps -c cm-xapp | grep "Create subscription successful"

Figure 11: Subscription Logs

在應(yīng)用程序日志上運(yùn)行以下命令,以確認(rèn)App正在發(fā)出移交請(qǐng)求:

kubectl logs  -n smartedge-apps -c cm-xapp | grep "Calling control req"

Figure 12: Handover Logs

RAN Sim記錄也證實(shí)了這一點(diǎn),即XApp發(fā)出的移交請(qǐng)求正在到達(dá)RAN模擬器。

kubectl logs  -n smartedge-apps | grep "HO is done successfully"

Figure 13: RAN Simulator Logs

在程序日志上運(yùn)行以下命令以確認(rèn) HO 處理時(shí)間在 10 毫秒之內(nèi) :

kubectl logs  -n smartedge-apps -c cm-xapp | grep "OpenVINO Inference HO processing time"

Figure 14: HO Processing Time

OpenVINOTM工具包

在自動(dòng)移交應(yīng)用程序的智能連接管理中,圖形神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GNN)和RL(強(qiáng)化學(xué)習(xí))用于一個(gè)最佳UE協(xié)會(huì),OpenVINOTM工具包20221與GNN模型優(yōu)化的發(fā)布使處理移交請(qǐng)求的延遲時(shí)間大大低于10毫秒。

在發(fā)布該版本時(shí), OpenVINOTM 工具包是所使用的默認(rèn)推斷方法。下圖顯示了Python 延時(shí)的延時(shí)率改善情況。

預(yù)處理:C
平行線線Loop: 真實(shí)

OpenVINOTM 推斷時(shí)間

Figure 15: OpenVINOTM 推斷時(shí)間

Python 推斷時(shí)間

Figure 16: Python 推斷時(shí)間

節(jié)點(diǎn)特征發(fā)現(xiàn)(NFD)

節(jié)點(diǎn)功能發(fā)現(xiàn)(NFD)是Kubernetes* 的附加內(nèi)容,用來(lái)檢測(cè)平臺(tái)的硬件和軟件能力,并為之做廣告。

智能連接管理 xApp 使用 OpenVINOTM 工具包的Intel* 發(fā)布方式,該工具包被優(yōu)化用于支持諸如 AVX512VNNI 等特殊指令的 Intel* 處理器,用于優(yōu)化性能。在部署該應(yīng)用程序時(shí),需要與Ubuntu OS 的節(jié)點(diǎn)支持該特性的節(jié)點(diǎn)。 該NFD 功能確保了在有這些特性支持的節(jié)點(diǎn)上部署應(yīng)用程序。

NFD由Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)箱安裝,在Intel智能邊緣開(kāi)放上作為兩個(gè)艙艙運(yùn)行,如下文所示。

$ kubectl get pods -A | grep smartedge-system

smartedge-system   nfd-release-node-feature-discovery-master-8c74cbd95-fnh79   1/1     Running   0             37d
smartedge-system   nfd-release-node-feature-discovery-worker-h68xg             1/1     Running   0             37d 

在 xApp 部署期間, 它會(huì)發(fā)現(xiàn)平臺(tái)能力和操作系統(tǒng)安裝信息。 只有符合標(biāo)準(zhǔn), 應(yīng)用艙才會(huì)被部署 。

以下產(chǎn)出顯示了智能連接管理 xApp 艙的描述, 顯示該艙與全國(guó)發(fā)展運(yùn)動(dòng)的功能運(yùn)行成功 。

kubectl describe po cm-xapp-74ccd7fcb4-mlm8z -n smartedge-apps
...
...
Node-Selectors:              feature.node.kubernetes.io/cpu-cpuid.AVX512VNNI=true
                             feature.node.kubernetes.io/system-os_release.ID=ubuntu
Tolerations:                 node.kubernetes.io/not-ready:NoExecute op=Exists for 300s
                             node.kubernetes.io/unreachable:NoExecute op=Exists for 300s
... 

CPU 管理器 CPU 管理器

CPU 管理器是一個(gè) Kubernetes 的特性,它通過(guò)將獨(dú)家 CPU 分配給 某些 pod 容器來(lái)更好地安排 Kubellet Kubernetes 節(jié)點(diǎn)代理 中的工作量。 CPU 管理器使用 Linux CPUSET 機(jī)制將 PODS 排入單個(gè) CPUs 。 Kubernetes 定義了共享的CPU 集合, 它最初包含系統(tǒng)為系統(tǒng)和 kubelet 本身保留的所有沒(méi)有 CPU 的系統(tǒng) CPU 。

CPU 用于xApp工作量的核心分配能夠優(yōu)化英特爾處理器的性能。

Kubernetes CPU 管理需要設(shè)定 CPU 管理 CPU 管理政策靜靜, 這是Intel智能邊緣打開(kāi)的默認(rèn)選項(xiàng) 。

CM xApp 容器的CPU請(qǐng)求是2個(gè)核心請(qǐng)求的內(nèi)存2GBGB 2GB.

拆卸 RRI 安裝

使用以下命令解除引用執(zhí)行模塊的安裝。 Get從輸出./對(duì)應(yīng)軟件清單命令。

使用以下命令卸載參考執(zhí)行模塊 :

. /edgesoftware uninstall 

Figure 17: Uninstallation Logs

概述和下一步步驟

智能連接管理應(yīng)用程序在Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包上部署時(shí),產(chǎn)生了一個(gè)影響深遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)AI使用案例,利用Intel智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者經(jīng)驗(yàn)工具包和SD-RAN的能力,在各單元格之間高效地進(jìn)行智能自動(dòng)傳輸U(kuò)E。

學(xué)習(xí)更多

繼續(xù)學(xué)習(xí),見(jiàn)下列指南和軟件資源:

Intel? Smart Edge Open Architecture

Connection Management xApp

排除故障

試票狀態(tài)檢查

使用以下命令,驗(yàn)證這些艙位是否已經(jīng)準(zhǔn)備好,是否處于運(yùn)行狀態(tài):

kubectl get pods -A

如果任何播客處于圖像 PullBackoff 狀態(tài), 手動(dòng)拖動(dòng)圖像使用 :

docker login
docker pull 

如果任何播客沒(méi)有在運(yùn)行狀態(tài), 請(qǐng)使用以下命令檢查播客故障 :

kubectl describe -n  pod 

安裝失敗

如果 Intel 智能邊緣開(kāi)放開(kāi)發(fā)者體驗(yàn)工具安裝在拖動(dòng)諸如遙測(cè)等命名空間艙時(shí)失敗, 請(qǐng)重新啟動(dòng)系統(tǒng)。 重開(kāi)后, 執(zhí)行以下命令 :

reboot
su 
swapoff -a 
systemctl restart kubelet (Wait till all pods are in “Running” state.)
./edgesoftware install

Pod 狀態(tài)顯示長(zhǎng)期“ 容器添加” 。

如果艙位狀態(tài)顯示集裝箱置換或錯(cuò)誤或 CrashLoopBackoff 5 分鐘或5 分鐘以上, 運(yùn)行以下命令 :

reboot
su 
swapoff -a 
systemctl restart kubelet (Wait till all pods are in “Running” state.)
./edgesoftware install 

安裝和調(diào)試日志信息文件路徑

安裝日志信息自動(dòng)移交的智能連接管理模塊將可用于 :

/var/log/esb-cli/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover_/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover/install.log

何 地表示下載的軟件包版本。

例如:

/var/log/esb-cli/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover_3.0.0/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover/install.log

支助論壇支助論壇

若您無(wú)法解決問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系支助論壇支助論壇.?

執(zhí)行以下命令以 tar.gz 壓縮格式合并日志文件列表,例如,智能連接_ connition_ management.tar.gz.

tar -czvf Intelligent_Connection_Management.tar.gz /var/log/esb-cli/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover_/Intelligent_Connection_Management_for_Automated_Handover

何 地表示下載的軟件包版本。

審核編輯：彭菁