CN100531432C - 一种负载分流方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负载分流方法，包括：在互相重叠的各小区所属的基站之间建立同步；基站检测到自身小区当前的信道无法满足负载要求，向与该小区重叠的小区的基站请求空闲信道，并将各小区的基站返回的空闲信道标识发送给各分流用户设备。本发明同时公开了一种负载分流装置，包括：同步建立模块，负载检测模块，分流负载小区确定模块和负载分流模块。本发明解决了无线通信系统中的小区负载过大而造成的频谱资源紧缺的问题；且本发明可根据各互相重叠的小区的空闲信道情况，灵活选择分流负载小区，合理利用了频谱资源，且不需要增加额外开销。另外，分流用户设备在与新小区建立连接之前，会一直保持与原小区的连接，保证了用户设备的业务服务质量。

Description

一种负载分流方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种负载分流方法和装置。

背景技术

无线区域网络(WRAN)是国际电子电气工程师(IEEE)协会于2004年10月正式成立的IEEE802.22工作组提出的，该工作组的目标是使用一种称为感知无线电的技术，将分配给电视广播的甚高频(VHF)/超高频(UHF)频带如：在北美该频带为54MHz～862MHz的频率用作宽带访问线路。这是继2002年实现民用的“超宽带系统(UWB)”之后又一新的无线频率应用技术。IEEE802.22工作组将要制定的是无线通信的物理层与媒体接入控制(MAC)层规格，数据通信频率为数Mbit/秒～数十Mbit/秒，由于电视转播所用的频率比过去的无线局域网(WLAN)的频率更低，因此基站设备可覆盖的范围很大，半径超过40km。300MHz～400MHz的频带将可用于室外宽带通信，如果允许更高站址基站的功率进入调整区域，其最大覆盖范围可达100km。WRAN系统是一种免许可运营的系统，通过使用感知无线电的技术，寻找许可用户(LU)的空闲频带进行通信，比如在无线数字电视(DTV)的VHF/UHF等许可频带中，寻找没有被占用的频段作为WRAN网络的承载频段。同时，WRAN系统之间也都是免许可的，可以被多个运营商使用。

由于WRAN系统采用感知无线电技术寻找空闲频带进行通信，所以如果某个小区中有很多个用户设备需要使用频谱资源，而空闲频带又是有限的，这样将会造成该小区的负载过大，从而使得可用频谱资源紧缺，影响系统性能。现有技术没有给出该方面的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种负载分流的方法和装置，以解决无线通信系统中的小区负载过大而造成的频谱资源紧缺的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种负载分流方法，该方法包括：

A、互相重叠的各小区所属的基站之间建立同步；

B、基站检测到自身小区当前的信道无法满足负载要求，向与该小区重叠的小区的基站请求空闲信道，并根据与该小区重叠的小区的基站返回的空闲信道数目，确定与该小区重叠的各小区需分流的负载数目，将该负载数目分别发送到各小区；

C、基站将各小区返回的空闲信道ID发送给各分流用户设备，各分流用户设备根据该空闲信道标识与各小区的基站建立连接。

步骤B所述基站确定与该小区重叠的各小区需分流的负载数目包括：基站判断与自身小区重叠的各小区的基站返回的最大空闲信道数目是否大于或等于自身小区需分流的负载数目，若是，确定该最大空闲信道数目对应的小区为分流负载的小区；否则，按照空闲信道数目，从高到低依次选择分流负载的小区，直至空闲信道的总数大于或等于需分流负载的数目。

步骤B所述基站确定与该小区重叠的各小区需分流的负载数目包括：

基站判断与自身小区重叠的各小区的基站返回的空闲信道的总数目是否大于或等于自身小区需分流的负载数目，若是，在与自身重叠的各小区中选择分流负载的小区，并确定各小区需分流负载的数目；否则，将与自身重叠的所有小区作为分流负载小区，且所述步骤B之后进一步包括：返回步骤B执行向与该小区重叠的小区的基站请求空闲信道的动作。

所述步骤C之后进一步包括：各分流用户设备释放与原小区所属基站的连接。

一种负载分流装置，该装置包括：

同步建立模块，用于在自身基站以及与自身小区重叠的小区的基站间建立同步，同步建立完毕，将同步建立指示发送出去；

负载检测模块，用于在检测到自身小区的信道无法满足负载要求、且收到同步建立模块发来的同步建立指示时，向与自身小区重叠的小区的基站发送空闲信道需求消息，并将各基站返回的各小区的空闲信道数目发送出去；

分流负载小区确定模块，用于在收到负载检测模块发来的各小区的空闲信道数目后，在各小区中选择分流负载的小区，并确定各小区需分流的负载数目，将确定的各小区的分流负载数目发送给各小区的基站，并将各基站返回的各小区的空闲信道ID发送出去；

负载分流模块，用于在收到分流负载小区确定模块发来的各小区的空闲信道ID后，将各空闲信道ID分别发送给各分流用户设备。

所述分流负载小区确定模块进一步包括：分流负载小区选择模块，用于判断负载检测模块发来的与自身小区重叠的各小区的基站返回的最大空闲信道数目是否大于或等于自身小区需分流的负载数目，若是，确定该最大空闲信道数目对应的小区为分流负载的小区；否则，按照空闲信道数目，从高到低依次选择分流负载的小区，直至空闲信道的总数大于或等于需分流负载的数目。

所述分流负载小区确定模块进一步包括：分流负载小区选择模块，用于判断负载检测模块发来的与自身小区重叠的各小区的基站返回的空闲信道的总数目是否大于或等于自身小区需分流的负载数目，若是，在与自身重叠的各小区中选择分流负载的小区；否则，将与自身重叠的所有小区作为分流负载小区。

所述分流负载小区选择模块进一步用于，在判定负载检测模块发来的与自身小区重叠的各小区的基站返回的空闲信道的总数目小于自身小区需分流的负载数目之后，向负载分流模块发送上报分流完毕指示，并在收到负载分流模块发来的分流完毕指示后，向负载检测模块发送空闲信道需求指示，

且所述负载检测模块进一步用于，在收到分流负载小区选择模块发来的空闲信道需求指示后，向与自身小区重叠的小区的基站发送空闲信道需求消息。

与现有技术相比，本发明通过在互相重叠的各小区所属的基站之间建立同步；基站检测到自身小区当前的信道无法满足负载要求，向与该小区重叠的小区的基站请求空闲信道，并将各小区返回的空闲信道标识发送给各分流用户设备，通过合理利用互相重叠的小区的空闲信道，解决了无线通信系统中的小区负载过大而造成的频谱资源紧缺的问题，且本发明可根据各互相重叠的小区的空闲信道情况灵活选择分流负载小区，进一步节省了网络资源，且不需要增加额外开销。另外，分流用户设备在与新小区建立连接之前，会一直保持和原小区间的连接，保证了用户设备业务的连续性，从而保证了用户设备的业务服务质量。

附图说明

图1为本发明提供的负载分流的流程图；

图2为本发明实施例提供的负载分流的流程图；

图3为本发明提供的负载分流的装置框图。

具体实施方式

由于当小区间的重叠区域为异频覆盖时，基站在重叠区域不存在干扰。所以本发明的核心思想是：在互相重叠的各小区所属的基站之间建立同步，当某个小区的信道无法满足负载要求时，该小区的基站向与该小区重叠的小区的基站请求空闲信道，并根据与该小区重叠的小区的空闲信道数目，选择分流自身负载的小区，然后将该小区的负载分流到与该小区重叠的各分流负载小区。

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图1是本发明提供的负载分流的流程图，如图1所示，其具体步骤如下：

步骤101：互相重叠的各小区所属的基站之间建立同步。

各小区所属的基站间的同步可通过位于各小区间的重叠区域的用户设备实现的，因此，当同步建立后，各小区所属的基站间、以及各小区所属的基站与位于重叠区域的用户设备间都建立了同步。

位于各小区间的重叠区域的用户设备称为桥接用户设备。

步骤102：基站检测到自身小区当前的信道无法满足负载要求，向与该小区重叠的小区的基站发送空闲信道需求消息。

若互相重叠的各小区所属的基站之间可互相覆盖，则各基站之间可直接进行通信；若不互相覆盖，则通过桥接用户设备进行通信。

步骤103：与该小区重叠的小区的基站收到该空闲信道需求消息后，计算与该小区重叠的自身小区的空闲信道数目，将自身小区标识和自身小区的空闲信道数目返回给小区的基站。

步骤104：该小区的基站收到与自身重叠的小区的基站发来的空闲信道数目，在与自身重叠的小区中选择分流自身负载的小区，并确定各分流负载小区需分流的负载数目。

在本步骤中，该小区的基站可以在与该小区重叠的小区中任意选择分流负载的小区。但是，在实际应用中，为了节省网络资源，该小区的基站应该尽可能减少分流负载的小区的数目。因此，该小区的基站可通过以下步骤选择分流负载的小区：

该小区的基站收到与自身重叠的小区的基站发来的空闲信道数目后，判断最大空闲信道数目是否大于或等于分流负载数目，若是，确定该提供最大空闲信道数目的小区为分流负载小区；否则，根据与自身小区重叠的小区提供的空闲信道的数目，从高到低依次选择分流负载小区，直到选择的分流负载小区的总空闲信道数目大于或等于分流负载数目。

步骤105：该小区的基站向分流负载小区的基站发送负载分流需求消息，该消息携带分流负载小区需分流的负载数目和分流负载ID。

步骤106：分流负载小区的基站收到该负载分流需求消息后，在需分流负载的小区的空闲信道中选择数目与负载分流需求消息携带的分流负载数目相同的空闲信道，将自身小区标识、选定的所有空闲信道的ID和负载ID通过负载分流需求响应消息返回给步骤102所述的该小区。

步骤107：该小区的基站收到该负载分流需求响应消息后，将该消息携带的各空闲信道ID分别通过分流指示消息发送给各分流用户设备。

步骤108：分流用户设备收到分流指示消息后，通过该消息携带的空闲信道ID与分流负载的小区建立连接，连接建立完毕，释放与步骤102所述小区的连接。

图2是本发明实施例提供的负载分流的流程图，如图2所示，其具体步骤如下：

步骤201～203与步骤101～103相同。

步骤204：该小区的基站收到与自身重叠的小区的基站发来的空闲信道数目，判断所有与自身重叠的小区的基站发来的空闲信道的总数是否大于或等于自身需分流负载的数目，若是，执行步骤205；否则，执行步骤206。

步骤205：该小区的基站在与自身重叠的小区中选择分流自身负载的小区，并确定各分流负载小区需分流的负载数目，转至步骤207。

步骤206：该小区的基站将所有与自身重叠的小区确定为分流自身负载的小区，并选择数目与空闲信道总数相等的分流负载作为当前的分流负载，并确定各分流负载小区的需分流负载的数目等于该分流负载小区的空闲信道数目，转至步骤207。

步骤207～210与步骤105～108相同。

步骤211：该小区的基站判断当前该小区是否还存在需分流负载，若是，转至步骤202执行向与该小区重叠的小区的基站发送空闲信道需求消息的动作；否则，本流程结束。

图3是本发明提供的负载分流装置的组成框图，该装置位于基站中，如图3所示，该装置主要包括：同步建立模块31、负载检测模块32、分流负载小区确定模块33、负载分流模块34，其中：

同步建立模块31：用于在自身小区所在基站以及与自身小区重叠的小区的基站间建立同步，同步建立完毕，向负载检测模块32发送同步建立指示。

负载检测模块32：用于在检测到自身小区的信道无法满足负载要求、且收到同步建立模块31发来的同步建立指示时，向与自身小区重叠的小区的基站发送空闲信道需求消息，并将各基站返回的各小区的空闲信道数目发送给分流负载小区确定模块33。

分流负载小区确定模块33：用于在收到负载检测模块32发来的各小区的空闲信道数目后，在各小区中选择分流负载的小区，并确定各小区需分流的负载数目，将确定的各小区的分流负载数目发送给各小区的基站，并将各基站返回的各小区的空闲信道ID发送给负载分流模块34。

进一步地，分流负载小区确定模块33包括一个分流负载小区选择模块，用于判断负载检测模块32发来的与自身小区重叠的各小区的基站返回的最大空闲信道数目是否大于或等于自身小区需分流的负载数目，若是，确定该最大空闲信道数目对应的小区为分流负载的小区；否则，按照空闲信道数目，从高到低依次选择分流负载的小区，直至空闲信道的总数大于或等于需分流负载的数目。

或者，分流负载小区选择模块用于判断负载检测模块32发来的与自身小区重叠的各小区的基站返回的空闲信道的总数目是否大于或等于自身小区需分流的负载数目，若是，在与自身重叠的各小区中选择分流负载的小区；否则，将与自身重叠的所有小区作为分流负载小区，并向负载分流模块34发送上报分流完毕指示，并在收到负载分流模块34发来的分流完毕指示后，向负载负载检测模块32发送空闲信道需求指示。

且所述负载分流模块34进一步用于，接收分流负载小区确定模块33发来的上报分流完毕指示，并在将空闲信道ID全部发送给各分流用户设备之后，向分流负载小区确定模块33发送分流完毕指示；

所述负载检测模块32进一步用于，在收到分流负载小区确定模块33发来的空闲信道需求指示后，向与自身小区重叠的小区的基站发送空闲信道需求消息。

负载分流模块34：用于在收到分流负载小区确定模块33发来的各小区的空闲信道ID后，将各空闲信道ID分别发送给各分流用户设备。

本发明可应用于重叠区域为异频覆盖的系统，如：WRAN系统中。

以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种负载分流方法，其特征在于，该方法包括：

A、互相重叠的各小区所属的基站之间建立同步；

B、基站检测到自身小区当前的信道无法满足负载要求时，向与该小区重叠的小区的基站请求空闲信道，并根据与该小区重叠的小区的基站返回的空闲信道数目，确定与该小区重叠的各小区需分流的负载数目，将该负载数目分别发送到所述与该小区重叠的各小区；

C、基站将所述与该小区重叠的各小区返回的空闲信道标识ID发送给各分流用户设备，各分流用户设备根据该空闲信道标识与所述与该小区重叠的各小区的基站建立连接。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述基站确定与该小区重叠的各小区需分流的负载数目包括：基站判断与自身小区重叠的各小区的基站返回的最大空闲信道数目是否大于或等于自身小区需分流的负载数目，若是，确定该最大空闲信道数目对应的小区为分流负载的小区；否则，按照空闲信道数目，从高到低依次选择分流负载的小区，直至空闲信道的总数大于或等于需分流负载的数目。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述基站确定与该小区重叠的各小区需分流的负载数目包括：

基站判断与自身小区重叠的各小区的基站返回的空闲信道的总数目是否大于或等于自身小区需分流的负载数目，若是，在与自身重叠的各小区中选择分流负载的小区，并确定所述与该小区重叠的各小区需分流负载的数目；否则，将与自身重叠的所有小区作为分流负载小区，并选择数目与空闲信道总数相等的分流负载作为当前分流负载，并确定各分流负载小区的需分流负载的数目等于该分流负载小区的空闲信道数目。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C之后进一步包括：各分流用户设备释放与原小区所属基站的连接。

5、一种负载分流装置，其特征在于，该装置包括：

同步建立模块，用于在自身基站以及与自身小区重叠的小区的基站间建立同步，同步建立完毕，将同步建立指示发送出去；

负载检测模块，用于在检测到自身小区的信道无法满足负载要求、且收到同步建立模块发来的同步建立指示时，向与自身小区重叠的小区的基站发送空闲信道需求消息，并将各基站返回的与自身小区重叠的各小区的空闲信道数目发送出去；

分流负载小区确定模块，用于在收到负载检测模块发来的与自身小区重叠的各小区的空闲信道数目后，在与自身小区重叠的各小区中选择分流负载的小区，并确定与自身小区重叠的各小区需分流的负载数目，将确定的与自身小区重叠的各小区的分流负载数目发送给与自身小区重叠的各小区的基站，并将各基站返回的与自身小区重叠的各小区的空闲信道ID发送出去；

负载分流模块，用于在收到分流负载小区确定模块发来的与自身小区重叠的各小区的空闲信道ID后，将各空闲信道ID分别发送给各分流用户设备。

6、如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述分流负载小区确定模块进一步包括：分流负载小区选择模块，用于判断负载检测模块发来的与自身小区重叠的各小区的基站返回的最大空闲信道数目是否大于或等于自身小区需分流的负载数目，若是，确定该最大空闲信道数目对应的小区为分流负载的小区；否则，按照空闲信道数目，从高到低依次选择分流负载的小区，直至空闲信道的总数大于或等于需分流负载的数目。

7、如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述分流负载小区确定模块进一步包括：分流负载小区选择模块，用于判断负载检测模块发来的与自身小区重叠的各小区的基站返回的空闲信道的总数目是否大于或等于自身小区需分流的负载数目，若是，在与自身重叠的各小区中选择分流负载的小区；否则，将与自身重叠的所有小区作为分流负载小区。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分流负载小区选择模块进一步用于，在判定负载检测模块发来的与自身小区重叠的各小区的基站返回的空闲信道的总数目小于自身小区需分流的负载数目之后，向负载分流模块发送上报分流完毕指示，并在收到负载分流模块发来的分流完毕指示后，向负载检测模块发送空闲信道需求指示，

且所述负载检测模块进一步用于，在收到分流负载小区选择模块发来的空闲信道需求指示后，向与自身小区重叠的小区的基站发送空闲信道需求消息。

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