一種移動負載均衡方法
2023-06-06 14:41:46 1
專利名稱：一種移動負載均衡方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種移動負載均衡方法。
背景技術：
IMT-Advanced (International Mobile Telecommunications - Advanced，先進 的國際移動通信)系統為超過IMT-2000能力的下一代寬帶蜂窩移動通信系統，能夠提供 由行動網路和固定網絡支持的基於包傳輸的移動業務。無論在技術、網絡結構，還是在業 務支撐和服務環境上，IMT-Advanced系統都和傳統蜂窩網絡有很大的不同，具體表現在 IMT-Advanced 系統採用 MIMO (Multiple Input Multiple Output，多輸入多輸出)、無線中 繼、小區間幹擾協調和載波聚合等先進技術；為了減少傳輸時延，採用扁平化網絡結構，如 圖1所示，取代了傳統的集中控制模式，基站間採用協商方式進行相應的無線資源分配和 切換；為了滿足室內高速和綠色通信要求，採用家庭基站技術增強室內覆蓋；改變網絡結 構和增強基站功能，提高IMT-Advanced系統的應急通信能力，實現便捷靈活的高效組網。上述IMT-Advanced系統的新特徵和技術需求使得傳統無線網絡規劃、網絡優化 和網絡管理方法和流程不再高效，需要使用具有學習能力的智能化網絡規劃優化及管理方 法，例如，將S0N(自組織網絡，Self-Organizing Network)引入IMT-Advanced系統，以提高 網絡的自組織能力，簡化無線網絡設計和網絡運維，實現網絡的自配置、自優化和自治癒， 以適合下一代寬帶移動通信系統的技術需求和業務需求。在包括IMT-Advanced系統在內的無線蜂窩網絡中，各小區的業務量隨用戶的到 達呈時間和地理位置上的隨機變化，導致小區負載不均勻，資源利用率低下。為解決上述問 11, ^ 2G/3G (2nd Generation/3rd Generation) 1 LTE (Long Term Evolution,^ 期演進)網絡中使用MLB (Mobility Load Balancing，移動負載均衡)技術，S卩，兩個網絡或 者兩個系統中負載較重的一方將部分負載轉移到另一方中去，達到一種負載均勻分布的狀 態，以提高整體網絡無線資源的利用率，擴大系統容量，為用戶提供多樣化的服務及更好的 服務質量。在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在如下問題
現有的MLB技術通常只考慮選擇負載最輕的小區進行負載轉移，而不考慮選擇其他負 載水平較輕或負載水平在未來有可能變輕的小區進行MLB，浪費了小區資源，並且加重了承 受負載的小區的負擔，提高了其成為過載小區的可能性；而被選擇進行MLB的負載最輕的 小區不考慮自己的負載能力，「冒進」地接受相鄰小區的負載請求，會造成本小區在MLB後出 現過載現象，需要再次發生本小區的MLB過程，導致MLB的桌球效應，浪費了系統資源。
發明內容
本發明的目的在於提供一種移動負載均衡方法，以平穩地實現MLB，為此，本發明 採用如下技術方案
一種移動負載均衡MLB方法，其特徵在於，應用於包括多個小區的小區簇中，設定由所述小區簇中當前負載量最小的小區發起MLB操作並承擔相鄰小區轉移的負載，或者由所述 小區簇中當前負載量最大的小區發起MLB操作並向相鄰小區轉移負載，所述方法包括以下 步驟
小區簇中的各個小區測量自身的負載狀態，將自身的負載狀態信息發送給相鄰小區， 接收相鄰小區的負載狀態信息，將所述相鄰小區的負載狀態信息存儲到自身的鄰小區列表 中；
所述小區簇中的小區檢測到自身的負載狀態和相鄰小區的負載狀態滿足MLB的觸發 條件時，向所述相鄰小區發起MLB操作，並與所述相鄰小區進行負載轉移。本發明的實施例包括以下優點，因為根據小區簇中的各個小區的負載狀態發起 MLB操作，並在相鄰小區間進行負載轉移，能夠平穩地實現MLB，提高負載均衡收斂速度，並 避免桌球效應的出現，節省了網絡信令開銷，降低了網絡交互的負荷，提高了無線資源的利 用率，進行保證整個網絡的穩定性。當然，實施本發明的實施例的任一產品並不一定需要同 時達到以上所述的所有優點。
圖1為現有技術中的IMT-Advanced系統的架構示意圖； 圖2為本發明實施例中的MLB方法流程圖3為本發明實施例中的主動MLB操作流程圖； 圖4為本發明實施例中的主動MLB操作的場景示意圖； 圖5為本發明實施例中的被動MLB操作流程圖； 圖6為本發明實施例中的被動MLB操作的場景示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明中的附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯 然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施 例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬 於本發明保護的範圍。本發明實施例中的上層網管可以根據所管轄網絡內部的人口密度、業務水平和各 小區通信類型等因素，將轄區內的小區劃分入不同的小區簇，並將劃分結果通知給各個小 區。本發明實施例中的MLB方法以包括多個小區的小區簇為基本單位，不同小區簇中的小 區可以同時進行MLB操作，各個小區簇可以按照預設的MLB周期進行MLB操作，MLB周期為 從開始測量小區負載到MLB結束的時間段，可以包括多個負載測量時長和一個MLB時長，其 中，一個MLB周期包含的負載測量時長的個數與小區簇包含的小區的個數相同。如圖2所示，為本發明實施例中的MLB方法流程圖，包括以下步驟
步驟201，小區簇中的各個小區測量自身的負載狀態，將自身的負載狀態信息發送給相 鄰小區，接收相鄰小區的負載狀態信息，將相鄰小區的負載狀態信息存儲到自身的鄰小區 列表中。具體地，同一小區簇中的各個小區可以按照各自的負載測量時長輪流測量自身的 負載狀態，將自身的負載狀態信息發送給同一小區簇中的相鄰小區。各個小區可以在其他小區的負載測量時長內接收同一小區簇中的相鄰小區的負載狀態信息，將該相鄰小區的負 載狀態信息存儲到自身的鄰小區列表中。其中，同一小區簇中的各個小區的負載測量時長
可以互不重疊。 例如，一個小區簇的MLB周期為Ti (i=l，2，…)，Ti可以包括N個負載測量時長 Tij (j=l，2，…，N)和一個MLB時長Ts^i，並滿足以下關係
其中，Uij和Tmi^的長度均可由上層設定。在Tij內，小區簇中的第j個小區測量自 身的負載狀態，並通過X2接口發送自身負載狀態信息到各個相鄰小區；小區簇中的其他小 區接收各自的相鄰小區的負載狀態信息，並儲存到自身的鄰小區列表中。在最後一個負載 測量時長TiN結束後，小區簇中的所有小區均完成對自身負載狀態的測量和對鄰小區列表 中的負載狀態信息的更新。小區簇中的小區的負載狀態包括輕載、中載、輕微過載和嚴重過 載，每種狀態對應的負載狀態信息可以通過2比特數據表示。步驟202，小區簇中的小區檢測自身的負載狀態和相鄰小區的負載狀態是否滿足 MLB的觸發條件，如果滿足，則執行步驟203 ；否則，結束當前MLB周期的操作，等待下一 MLB 周期的負載測量時刻。具體地，小區簇中的小區根據自身的負載狀態和存儲在鄰小區列表中的相鄰小區 的負載狀態信息，判斷是否滿足MLB的觸發條件。其中，MLB的觸發條件可以為同一小區 簇中的相鄰小區間同時出現輕載小區和輕微過載小區、輕載小區和嚴重過載小區，或者中 載小區和嚴重過載小區。如果相鄰小區間的狀態不滿足上述條件，說明當前網絡不需要發 起MLB(例如，輕載小區和中載小區同時出現)，或者即使發起MLB，網絡的負載狀況也無法得 到改善(例如，輕微過載小區和嚴重過載小區同時出現)，因此，當前網絡不允許發起MLB操 作。步驟203，滿足MLB的觸發條件的小區向相鄰小區發起MLB操作，並與相鄰小區進 行負載轉移。具體地，小區簇中的小區檢測自身的負載狀態和相鄰小區的負載狀態滿足MLB的 觸發條件時，與相鄰小區進行MLB操作。其中，上述發起MLB操作的小區可以為小區簇中負 載最小或最大的小區，上述小區為輕載小區時，該輕載小區可以與過載量最大的相鄰小區 進行負載轉移，該相鄰小區為輕微過載小區或嚴重過載小區；上述小區為嚴重過載小區時， 該嚴重過載小區可以與相鄰的未過載小區進行負載轉移，該未過載小區為輕載小區和/或 中載小區。步驟204，發起上一次MLB操作的小區確定轉移負載後自身的負載狀態，接收相鄰 小區在轉移負載後的負載狀態信息。步驟205，發起上一次MLB操作的小區檢測自身的負載狀態和相鄰小區的負載狀 態是否滿足MLB的觸發條件，如果滿足，則執行步驟206 ；否則，結束當前MLB周期的操作， 等待下一 MLB周期的負載測量時刻。步驟206，發起上一次MLB操作的小區判斷MLB操作時間是否超過預設時長，如果沒有超過，則執行步驟203 ；否則，結束當前MLB周期的操作，等待下一 MLB周期的負載測量 時刻。其中，MLB操作時間為從發起MLB的小區第一次檢測是否滿足MLB的觸發條件開 始，到當前時刻的時間段；預設時長可以為預設的MLB時長，即，由上層設定的ΤΜΙ^。本發明的實施例包括以下優點，因為根據小區簇中的各個小區的負載狀態發起 MLB操作，並在相鄰小區間進行負載轉移，能夠平穩地實現MLB，提高負載均衡收斂速度，並 避免桌球效應的出現，節省了網絡信令開銷，降低了網絡交互的負荷，提高了無線資源的利 用率，進行保證整個網絡的穩定性。當然，實施本發明的實施例的任一產品並不一定需要同 時達到以上所述的所有優點。本發明實施例中發起MLB操作的小區可以為輕載小區，該輕載小區可以發起主動 MLB操作，承擔相鄰的過載小區的負載，具體流程如圖3所示，包括以下步驟
步驟301，輕載小區根據自身的負載狀態和相鄰小區的負載狀態信息，確定滿足MLB的 觸發條件。具體地，輕載小區檢測到自身處於輕載狀態時，搜索自身的鄰小區列表，檢測到本 小區簇中的相鄰小區的負載狀態為輕微過載或嚴重過載，確定滿足MLB的觸發條件。假設系統過載門限為50%，輕載小區的可承擔負載量Ltrans為20%，各負載狀 態對應的負載量的取值範圍是輕載狀態((Γ30%)，中載狀態(309Γ509Ο，輕微過載狀態 (50% 70%)，嚴重過載狀態(70% 100%)。如圖4所示，為本發明實施例中的主動MLB操作的場 景示意圖，小區廣7包含在同一個小區簇，負載量的取值分別為小區1(8%)，小區2(85%)， 小區3 (75%)，小區4 (15%)，小區5 (72%)，小區6 (80%)，小區7 (35%)。小區1和小區4 的鄰小區列表分別如表1和表2所示
表1小區1的鄰小區列表
權利要求
1.一種移動負載均衡MLB方法，其特徵在於，應用於包括多個小區的小區簇中，設定由 所述小區簇中當前負載量最小的小區發起MLB操作並承擔相鄰小區轉移的負載，或者由所 述小區簇中當前負載量最大的小區發起MLB操作並向相鄰小區轉移負載，所述方法包括以 下步驟小區簇中的各個小區測量自身的負載狀態，將自身的負載狀態信息發送給相鄰小區， 接收相鄰小區的負載狀態信息，將所述相鄰小區的負載狀態信息存儲到自身的鄰小區列表 中；所述小區簇中的小區檢測到自身的負載狀態和相鄰小區的負載狀態滿足MLB的觸發 條件時，向所述相鄰小區發起MLB操作，並與所述相鄰小區進行負載轉移。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述小區的負載狀態包括輕載、中載、輕微 過載和嚴重過載；所述小區簇中的小區檢測到自身的負載狀態和相鄰小區的負載狀態滿足MLB的觸發 條件，包括所述小區檢測到自身的負載狀態為輕載，且相鄰小區的負載狀態為輕微過載或嚴重過載；或者，所述小區檢測到自身的負載狀態為嚴重過載，且相鄰小區的負載狀態為輕載或中載。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述小區的負載狀態包括輕載、中載、輕微 過載和嚴重過載；所述小區簇中的小區與所述相鄰小區進行負載轉移，包括發起MLB操作的小區為輕載小區時，所述輕載小區與過載量最大的相鄰小區進行負載 轉移，所述相鄰小區為輕微過載小區或嚴重過載小區；發起MLB操作的為嚴重過載小區時，所述嚴重過載小區與相鄰的未過載小區進行負載 轉移，所述未過載小區為輕載小區和/或中載小區。
4.如權利要求2或3所述的方法，其特徵在於，所述小區簇中的小區檢測到自身的負載 狀態和相鄰小區的負載狀態滿足MLB的觸發條件時，向所述相鄰小區發起MLB操作，並與所 述相鄰小區進行負載轉移，包括所述小區檢測到自身的負載狀態為輕載且所述相鄰小區的負載狀態為輕微過載或嚴 重過載時，向網管設備發送MLB請求消息；當所述小區為所述小區簇中當前負載量最小的小區時，所述小區接收所述網管設備返 回的MLB同意消息，並向過載量最大的相鄰小區發送負載承擔請求，所述負載承擔請求中 包含可承擔負載量；所述小區按照所述可承擔負載量從所述過載量最大的相鄰小區接收負載。
5.如權利要求2或3所述的方法，其特徵在於，所述小區簇中的小區檢測到自身的負載 狀態和相鄰小區的負載狀態滿足MLB的觸發條件時，向所述相鄰小區發起MLB操作，並與所 述相鄰小區進行負載轉移，包括所述小區檢測到自身的負載狀態為嚴重過載且所述相鄰小區的負載狀態為輕載或中 載時，向網管設備發送MLB請求消息；當所述小區為所述小區簇中當前負載量最大的小區時，所述小區接收所述網管設備返回的MLB同意消息，並向相鄰的未過載小區發送負載均衡請求；所述小區接收所述未過載小區返回的可承擔負載量，根據所述可承擔負載量向所述未 過載小區轉移負載。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述小區接收所述未過載小區返回的可承 擔負載量，根據所述可承擔負載量向所述未過載小區轉移負載，具體包括所述未過載小區為多個小區時，所述小區確定所述未過載小區的可承擔負載量之和；當所述可承擔負載量之和大於所述小區的絕對過載量時，所述小區按照可承擔負載量 從大到小的順序依次向所述未過載小區轉移負載，直到在轉移負載後自身的負載狀態為輕 載或中載，所述小區的絕對過載量為所述小區的當前過載量與過載門限之差。
7.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述未過載小區接收到多個嚴重過載小區 發送的負載均衡請求時，所述未過載小區向各個嚴重過載小區返回的可承擔負載量為所述 未過載小區的可承擔負載總量與所述嚴重過載小區的數量之商，所述未過載小區的可承擔 負載總量為系統過載門限與所述未過載小區的當前負載量之差。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述小區簇中的小區檢測到自身的負載狀 態和相鄰小區的負載狀態滿足MLB的觸發條件時，向所述相鄰小區發起MLB操作，並與所述 相鄰小區進行負載轉移之後，還包括發起MLB操作的小區確定轉移負載後自身的負載狀態，接收所述相鄰小區在轉移負載 後的負載狀態信息；所述小區檢測到轉移負載後自身的負載狀態和相鄰小區的負載狀態滿足MLB的觸發 條件時，繼續向所述相鄰小區發起MLB操作，並與所述相鄰小區進行負載轉移，直到自身的 負載狀態和相鄰小區的負載狀態不滿足MLB的觸發條件，或者MLB操作時間超過預設時長。
全文摘要
本發明公開了一種移動負載均衡MLB方法，應用於無線蜂窩移動通信系統中，以包含多個小區的小區簇為基本單位，在同一小區簇的相鄰小區間實現負載均衡。具體地，小區簇中的各個小區根據自身的負載狀態和相鄰小區的負載狀態，向相鄰小區發起MLB操作，並與相鄰小區進行負載轉移。小區發起的MLB操作包括由輕載小區發起的主動型MLB和由嚴重過載小區發起的被動型MLB。小區簇中的小區可以周期性地發起多次MLB操作，在相鄰小區之間漸進、平穩地實現負載均衡，解決了MLB後的小區過載問題，避免了桌球效應的出現，提高了負載均衡收斂速度；相鄰小區之間交互負載狀態信息，能夠節省網絡信令開銷，降低網絡交互的負荷，提高無線資源的利用率，進而保證網絡的穩定性。
文檔編號H04W28/08GK102098728SQ20111000109
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月5日 優先權日2011年1月5日
發明者彭木根, 曾繁聲, 王文博, 陳俊 申請人:北京郵電大學