在分層小區中實現負荷均衡的方法、裝置及系統的製作方法

2023-05-30 02:45:36 2

專利名稱：在分層小區中實現負荷均衡的方法、裝置及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術，具體涉及一種在分層小區中實現負荷均衡的方法、裝置及系統。
背景技術：
現今無線業務迅速增長而無線帶寬有限，人們需要增大蜂窩網的容量，最直接的 方法就是將蜂窩小區不斷裂化成更小的微蜂窩小區，使頻率復用距離減少，從而提高了單 位面積下的網絡容量。然而蜂窩尺寸的減少將導致呼叫切換次數的增加尤其是高速移動用 戶的呼叫很可能會被迫中斷。解決這種問題有效方法就是使用分層蜂窩網絡結構(如圖1 所示)。分層小區系統可能包含兩層或更多層小區，小區越小就位於層式結構的越底層，較 大的小區用於覆蓋較大的區域，同時當較小的小區負荷過重時，大的小區可為成簇的小小 區提供溢出的信道。HCS(分層小區結構)有助於提高覆蓋面積，增大系統容量，平衡各層之 間的負荷，為具有不同移動特性的用戶提供服務。在HCS中，分層小區系統可能包含兩層或更多層小區，底層的小區用於吸收業務 而上層的小區用於覆蓋。用戶的移動速度決定了哪一層最適於提供服務。低速移動的用戶 儘量由底層小區提供服務，而高速移動的用戶由最上層的小區提供服務。在當底層的小區 的負荷較高而且上層小區負荷較輕時，可以將底層小區中的一部分用戶轉由上層小區提供 服務，以降低底層的負荷、提高整個網絡的容量並改善用戶的體驗。2G/3G系統一般通過人工調整參數完成多層之間的負荷均衡，而在LTE系統中，目 前還沒有對不同層之間的進行負荷均衡的有效方法，並且不同層之間的負荷擁塞控制的相 關參數需要人工配置，不僅增加了運維的成本，而且缺乏靈活性。

發明內容
本發明實施例提供一種在分層小區中實現負荷均衡的方法、裝置及系統，以在分 層小區中自動實現不同層之間的負荷均衡。為此，本發明實施例提供如下技術方案—種在分層小區中實現負荷均衡的方法，包括獲取每層的各基站下的所有小區的負荷；根據每層的各基站下的所有小區的負荷，確定每層的負荷狀態；如果有處於高負荷狀態的層，則對不同層之間的負荷進行負荷均衡調整，並通知 各小區中的UE讀取更新後的系統消息。一種在分層小區中實現負荷均衡的裝置，包括獲取單元，用於獲取每層的各基站下的所有小區的負荷；負荷狀態確定單元，用於根據每層的各基站下的所有小區的負荷，確定每層的負 荷狀態；均衡單元，用於在所述負荷狀態確定單元確定有處於高負荷狀態的層，對不同層之間的負荷進行負荷均衡調整；通知單元，用於在所述均衡單元進行負荷均衡調整過程中，通知各小區中的UE讀 取更新後的系統消息。一種在分層小區中實現負荷均衡的系統，包括操作管理模塊和多個基站，所述多個基站分別位於多層小區的相同或不同層；所述基站，用於根據所述操作管理模塊的通知或周期性地測量該基站下的所有小 區的負荷，並將測量結果報告給所述操作管理模塊；所述操作管理模塊，用於根據各基站的報告獲取每層的各基站下的所有小區的負 荷，根據每層的各基站下的所有小區的負荷，確定每層的負荷狀態，並在有處於高負荷狀態 的層時，對不同層之間的負荷進行負荷均衡調整，在負荷均衡調整完成後，通知各小區中的 UE讀取更新後的系統消息。本發明實施例在分層小區中實現負荷均衡的方法、裝置及系統，在分層小區中，利 用基站上報的負荷信息自適應的調整頻點的頻點偏移值，無需人工的參與，即可在分層小 區中自動實現不同層之間的負荷均衡，降低了運維成本。


圖1是本發明實施例在分層小區中實現負荷均衡的方法的流程圖；圖2是本發明實施例在分層小區中實現負荷均衡的裝置的結構示意圖；圖3是本發明實施例在分層小區中實現負荷均衡的系統的結構示意圖。
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本發明實施例的方案，下面結合附圖和實施 方式對本發明實施例作進一步的詳細說明。本發明實施例的方法，針對分層小區，獲取每層的各基站下的所有小區的負荷；根 據每層的各基站下的所有小區的負荷，確定每層的負荷狀態；如果有處於高負荷狀態的層， 則對不同層之間的負荷進行負荷均衡調整，並通知各小區中的UE讀取更新後的系統消息。 這樣，當底層的小區的負荷增大時，通過調整頻點的頻點偏移值將底層小區內的部分用戶 轉移到更高層的小區中，從而降低本小區的負荷，達到不同層之間負荷均衡，提高系統的容 量。如圖1所示，是本發明實施例在分層小區中實現負荷均衡的方法的流程圖，包括 以下步驟步驟101，獲取每層的各基站下的所有小區的負荷。在LTE系統中，負荷包含三個要素無線負荷(即空口上的負荷)、傳輸網絡層的 負荷、節點的硬體負荷。其中無線負荷是基於每種QCI (服務質量等級標識)的PRB (物理 資源塊)佔用來確定的。可以在分層小區系統內設置操作管理模塊來實現對負荷均衡的控制，具體地，每 層的各基站可以周期地統計本基站下的所有小區的負荷，並將統計結果上報給所述操作管 理模塊，這樣，所述操作管理模塊就可以根據每層的各基站上報的信息進行負荷均衡的控 制；當然，每層的各基站也可以進行不定期的統計並上報，比如所述操作管理模塊確定需要進行負荷均衡時，通知每層的各基站進行小區負荷的統計及上報。步驟102，根據每層的各基站下的所有小區的負荷，確定每層的負荷狀態。所述操作管理模塊根據所有上報的結果計算出每層的平均小區負荷，並確定每層所處的負荷狀態；具體地，對於每層的各基站下的所有小區的負荷進行平均，獲得該層的平 均小區負荷；如果該層的平均小區負荷超過預設的該層的負荷門限，則確定該層處於重負 荷狀態；否則確定該層處於正常負荷狀態；需要說明的是，每層的負荷門限可以相同，也可以不同。步驟103，如果有處於高負荷狀態的層，則對不同層之間的負荷進行負荷均衡調
整 ο可以根據各層的平均小區負荷確定每層的新的頻點偏移值，具體地，將處於重負荷狀態的層所屬頻點的頻點偏移值減小，將處於正常負荷狀態的層所屬頻點的頻點偏移值 增大。比如，如果底層處於重負荷狀態，則調整該底層的頻點偏移值，將其減小。然後，將每 層的頻點偏移值調整到對應該層的新的頻點偏移值。頻點偏移值增大或減小的具體數值可 以根據仿真或者系統實際應用環境來確定，而且每次負荷均衡調整中頻點偏移值增大或減 小的數值可以相同，也可以不同。步驟104，通知各小區中的UE讀取更新後的系統消息。具體地，可以由操作管理模塊將更新後的系統消息發送給各基站，再由基站通知相應的UE。對於連接狀態下的UE，可以通過測量控制消息通知其讀取更新後的系統消息； 對於空閒狀態下的UE，可以通過尋呼消息通知其讀取更新後的系統消息。所述更新後的系 統消息中包括根據各層的平均小區負荷確定的每層的新的頻點偏移值。可見，本發明實施例的方法，利用基站上報的負荷信息自適應的調整頻點的頻點偏移值，無需人工的參與，即可在分層小區中自動實現不同層之間的負荷均衡，降低了運維 成本。為了適應未來S0N(自組織網絡)的技術特性，在本發明實施例的方法中還可進一步包括以下步驟對不同層之間的負荷進行負荷均衡調整時，啟動一定時器；如果在所述定時器超時後，所述負荷均衡調整仍未完成，則將每層的頻點偏移值恢復到負荷均衡調整前的頻點 偏移值，並通知各小區中的UE讀取更新後的系統消息。需要說明的是，在每次負荷均衡調整或者將每層的頻點偏移值恢復到負荷均衡調整前的頻點偏移值後，都需要通知各小區中的UE讀取更新後的系統消息，在該系統消息中 包含了相應的新的頻點偏移值，UE根據該新的頻點偏移值進行小區切換。在該小區切換過 程中，UE需要進行A3事件判決、報告等處理，具體過程與現有技術中的小區切換過程相同， 在此不再贅述。下面通過具體實施例詳細說明本發明方法中進行不同層之間負荷均衡的實現過程。在以下實施例中，假設分層小區共有2層，分別稱為宏小區層和微小區層。具體過程如下每層的各基站都進行周期性的測量，獲得該基站下的所有小區的負荷。在上行方向，可以根據GBR(保證比特速率)業務資源利用率加NGBR(非保證比特速率)業務PBR(優先級比特速率)需要的資源利用率，統計上行的負荷；而在下行方向，可以根據GBR業務資 源利用率，統計下行的負荷。各基站將測量到的結果報告給操作管理模塊。操作管理模塊將每層的小區上下行負荷進行平均，計算獲得每層的上下行平均小 區負荷。當某小區某層的上行或者下行平均負荷超過該層的負荷門限UpThl或者DownThl， 認為該小區的該層處於重負荷狀態，否則處於正常狀態。每層的負荷門限可以是不同的。 假設此時微小區層的下行小區負荷大於微小區層負荷門限MicroDownThl，因此確定微小區 層處於重負荷狀態。而此時操作管理模塊根據各基站上報的信息判斷宏小區層處於正常狀 態。操作管理模塊對微小區層和宏小區層進行負荷均衡調整。按照微小區層所屬頻點 的頻點偏移值減小，宏小區層所屬頻點的頻點偏移增大的原則進行調整，而微小區層和宏 小區層的頻點的新頻點偏移值根據微小區層和宏小區層上報的負荷信息計算獲得。並且微 小區層和宏小區層都通過測量控制消息通知所有連接狀態下的UE，通過尋呼消息通知空閒 狀態下的UE讀取更新後的系統消息。調整完畢後等待下個測量時刻的到來，繼續重複前述過程。需要說明的是，還可以設置一定時器，在操作管理模塊對微小區層和宏小區層進 行負荷均衡調整時，啟動該定時器，如果該定時器超時後所述負荷均衡調整的過程仍未完 成，也就是說，各層的負荷仍未調整到理想狀態，則關閉該定時器，並恢復到進行負荷均衡 處理之前的狀態，即恢復微小區層和宏小區層在進行負荷均衡之前採用的頻點的偏移值， 並且微小區層和宏小區層都通過測量控制消息通知所有連接狀態下的UE、通過尋呼消息通 知空閒狀態下的UE，讀取更新後的系統消息。操作管理模塊根據各基站報告的信息，如果判斷所有的層都處於重負荷狀態，表 明負荷均衡調整失敗，此時，可以將微小區層和宏小區層在進行負荷均衡之前採用的頻點 的偏移值全部恢復，並且微小區層和宏小區層都通過測量控制消息通知所有連接狀態下的 UE，通過尋呼消息通知空閒狀態下的UE讀取更新後的系統消息。本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以 通過程序來指令相關的硬體來完成，所述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中， 所述的存儲介質，如ROM/RAM、磁碟、光碟等。本發明實施例還提供了一種在分層小區中實現負荷均衡的裝置，如圖2所示，是 該裝置的結構示意圖。在該裝置中包括獲取單元201、負荷狀態確定單元202、均衡單元203和通知單元 204。其中，獲取單元201，用於獲取每層的各基站下的所有小區的負荷；負荷狀態確定單元 202，用於根據每層的各基站下的所有小區的負荷，確定每層的負荷狀態；均衡單元203，用 於在所述負荷狀態確定單元202確定有處於高負荷狀態的層，對不同層之間的負荷進行負 荷均衡；通知單元204，用於在所述均衡單元203完成負荷均衡後，通知各小區中的UE讀取 更新後的系統消息。具體地，可以通過測量控制消息通知連接狀態下的UE讀取更新後的系 統消息，通過尋呼消息通知空閒狀態下的UE讀取更新後的系統消息。所述更新後的系統消 息中包括根據各層的平均小區負荷確定的每層的新的頻點偏移值。 在本發明實施例中，所述負荷狀態確定單元202的一種優選結構包括計算子單 元221和判斷子單元222。其中，計算子單元221，用於對於每層的各基站下的所有小區的負荷進行平均，獲得該層的平均小區負荷；判斷子單元222，用於根據所述平均小區負荷判 斷各層所處的負荷狀態，如果該層的平均小區負荷超過預設的該層的負荷門限，則確定該 層處於重負荷狀態，否則確定該層處於正常負荷狀態。在本發明實施例中，所述均衡單元203的一種優選結構包括頻點偏移值確定子 單元231和調整子單元232。其中頻點偏移值確定子單元231，用於根據各層的平均小區負荷確定每層的新的頻點 偏移值，具體地，可以將處於重負荷狀態的層所屬頻點的頻點偏移值減小，將處於正常負荷 狀態的層所屬頻點的頻點偏移值增大。調整子單元232，用於將每層的頻點偏移值調整到對應該層的新的頻點偏移值。
當然，本發明實施例中的負荷狀態確定單元202和均衡單元203並不僅限於上述 這種結構，也可以依據本發明的思想，有其他結構形式。可見，本發明實施例的裝置，可以通過獲取每層的各基站下的所有小區的負荷信 息，自適應的調整頻點的頻點偏移值，無需人工的參與，即可在分層小區中自動實現不同層 之間的負荷均衡，降低了運維成本。需要說明的是，在本發明實施例的裝置中，還可進一步包括定時器205，該定時 器205在所述均衡單元203對不同層之間的負荷進行負荷均衡調整時啟動，並在超時後關 閉。這樣，所述調整子單元232，還用於在所述定時器205超時後，如果所述負荷均衡調整仍 未完成，將每層的頻點偏移值恢復到負荷均衡調整前的頻點偏移值。所述通知單元204在 所述調整子單元232將每層的頻點偏移值恢復到負荷均衡調整前的頻點偏移值後，通知UE 讀取更新後的系統消息。從而可以按照SON的要求在一定的時間內完成負荷均衡的調整， 如果超出該時間，則放棄調整並恢復到調整之前的狀態。本發明實施例還提供了一種在分層小區中實現負荷均衡的系統，如圖3所示，是 該系統的結構示意圖。所述系統包括操作管理模塊301和多個基站，所述多個基站分別位於多層小區 的相同或不同層。為了圖示清楚，在圖3中示出了兩個位於不同層的基站302和303。在該實施例中，所述基站302和303，用於根據所述操作管理模塊301的通知或周 期性地測量該基站下的所有小區的負荷，並將測量結果報告給所述操作管理模塊301 ；所 述操作管理模塊301，用於根據各基站的報告獲取每層的各基站下的所有小區的負荷，根據 每層的各基站下的所有小區的負荷，確定每層的負荷狀態，並在有處於高負荷狀態的層時， 對不同層之間的負荷進行負荷均衡。所述操作管理模塊301的結構與圖2所示裝置相同， 在此不再詳細描述。在運行中，各基站通過測量，獲得該基站下的所有小區的負荷。在上行方向，可以 根據GBR業務資源利用率加NGBR業務PBR需要的資源利用率，統計上行的負荷；而在下行 方向，可以根據GBR業務資源利用率，統計下行的負荷。各基站將測量到的結果報告給操作 管理模塊301。操作管理模塊301將每層的小區上下行負荷進行平均，計算獲得每層的上下行 平均小區負荷。當某小區某層的上行或者下行平均負荷超過該層的負荷門限UpThl或者 DownThl，認為該小區的該層處於重負荷狀態，否則處於正常狀態。每層的負荷門限可以是 不同的。假設此時基站302所屬層的下行小區負荷大於該層負荷門限MicroDownThl，因此確定該層處於重負荷狀態。操作管理模塊301對各層進行負荷均衡。將處於重負荷狀態的層所屬頻點的頻點偏移值減小，將處理正常負荷狀態的層所屬頻點的頻點偏移值增大，具體值可以根據各層 上報的負荷信息計算獲得。然後通過測量控制消息通知所有連接狀態下的UE，通過尋呼消 息通知空閒狀態下的UE讀取更新後的系統消息。可見，本發明實施例的系統，由位於不同層的基站進行本基站內所有小區的負荷 測量統計，並將統計結果報告給操作管理模塊，由操作管理模塊根據基站上報的各小區的 負荷信息自適應地調整頻點的頻點偏移值，無需人工的參與，即可在分層小區中自動實現 不同層之間的負荷均衡，降低了運維成本。以上對本發明實施例進行了詳細介紹，本文中應用了具體實施方式
對本發明進行 了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法、裝置及系統；同時，對於本領 域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜 上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
一種在分層小區中實現負荷均衡的方法，其特徵在於，包括獲取每層的各基站下的所有小區的負荷；根據每層的各基站下的所有小區的負荷，確定每層的負荷狀態；如果有處於高負荷狀態的層，則對不同層之間的負荷進行負荷均衡調整，並通知各小區中的UE讀取更新後的系統消息。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據每層的各基站下的所有小區的 負荷，確定每層的負荷狀態包括對於每層的各基站下的所有小區的負荷進行平均，獲得該層的平均小區負荷； 如果該層的平均小區負荷超過預設的該層的負荷門限，則確定該層處於重負荷狀態； 否則確定該層處於正常負荷狀態。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述對不同層之間的負荷進行負荷均衡 調整包括根據各層的平均小區負荷確定每層的新的頻點偏移值； 將每層的頻點偏移值調整到對應該層的新的頻點偏移值。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述根據各層的平均小區負荷確定每層 的新的頻點偏移值包括將處於重負荷狀態的層所屬頻點的頻點偏移值減小，將處於正常負荷狀態的層所屬頻 點的頻點偏移值增大。
5.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括如果在預定時間內所述負荷均衡調整仍未完成，則將每層的頻點偏移值恢復到負荷均 衡調整前的頻點偏移值，並通知各小區中的UE讀取更新後的系統消息。
6.根據權利要求1或5所述的方法，其特徵在於，所述通知各小區中的UE讀取更新後 的系統消息包括通過測量控制消息通知連接狀態下的UE讀取更新後的系統消息； 通過尋呼消息通知空閒狀態下的UE讀取更新後的系統消息。
7.根據權利要求1至5任一項所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括 各小區中的UE根據更新後的系統消息進行小區切換。
8.—種在分層小區中實現負荷均衡的裝置，其特徵在於，包括 獲取單元，用於獲取每層的各基站下的所有小區的負荷；負荷狀態確定單元，用於根據每層的各基站下的所有小區的負荷，確定每層的負荷狀態；均衡單元，用於在所述負荷狀態確定單元確定有處於高負荷狀態的層，對不同層之間 的負荷進行負荷均衡調整；通知單元，用於在所述均衡單元進行負荷均衡調整過程中，通知各小區中的UE讀取更 新後的系統消息。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述負荷狀態確定單元包括計算子單元，用於對於每層的各基站下的所有小區的負荷進行平均，獲得該層的平均 小區負荷；判斷子單元，用於根據所述平均小區負荷判斷各層所處的負荷狀態，如果該層的平均小區負荷超過預設的該層的負荷門限，則確定該層處於重負荷狀態，否則確定該層處於正 常負荷狀態。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述均衡單元包括頻點偏移值確定子單元，用於根據各層的平均小區負荷確定每層的新的頻點偏移值； 調整子單元，用於將每層的頻點偏移值調整到對應該層的新的頻點偏移值。
11.根據權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述裝置還包括定時器，在所述均衡單元對不同層之間的負荷進行負荷均衡調整時啟動，並在超時後 關閉；所述調整子單元，還用於在所述定時器超時後，如果所述負荷均衡調整仍未完成，將每 層的頻點偏移值恢復到負荷均衡調整前的頻點偏移值。
12.—種在分層小區中實現負荷均衡的系統，其特徵在於，包括操作管理模塊和多個 基站，所述多個基站分別位於多層小區的相同或不同層；所述基站，用於根據所述操作管理模塊的通知或周期性地測量該基站下的所有小區的 負荷，並將測量結果報告給所述操作管理模塊；所述操作管理模塊，用於根據各基站的報告獲取每層的各基站下的所有小區的負荷， 根據每層的各基站下的所有小區的負荷，確定每層的負荷狀態，並在有處於高負荷狀態的 層時，對不同層之間的負荷進行負荷均衡調整，在負荷均衡調整完成後，通知各小區中的UE 讀取更新後的系統消息。
13.根據權利要求12所述的系統，其特徵在於，所述操作管理模塊包括 獲取單元，用於獲取每層的各基站下的所有小區的負荷；負荷狀態確定單元，用於根據每層的各基站下的所有小區的負荷，確定每層的負荷狀態；均衡單元，用於在所述負荷狀態確定單元確定有處於高負荷狀態的層，對不同層之間 的負荷進行負荷均衡調整；通知單元，用於在所述均衡單元進行負荷均衡調整過程中，通知各小區中的UE讀取更 新後的系統消息。
全文摘要
本發明公開了一種在分層小區中實現負荷均衡的方法、裝置及系統，所述方法包括獲取每層的各基站下的所有小區的負荷；根據每層的各基站下的所有小區的負荷，確定每層的負荷狀態；如果有處於高負荷狀態的層，則對不同層之間的負荷進行負荷均衡調整，並通知各小區中的UE讀取更新後的系統消息。利用本發明，可以在分層小區中自動實現不同層之間的負荷均衡。
文檔編號H04W28/08GK101801031SQ20091007689
公開日2010年8月11日 申請日期2009年2月5日 優先權日2009年2月5日
發明者寇會如, 許森, 趙瑾波 申請人:大唐移動通信設備有限公司