CN101742565B - 一种lte移动通信网络中小区间负载均衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LTE移动通信网络中小区间的负载均衡方法，利用负载均衡事件测量上报，标记满足负载均衡切换的终端，缩小了查找满足负载均衡切换终端的范围，从而缩短了负载均衡实施时间；通过周期负载均衡处理和两步负载均衡切换处理，更好地实现了各小区间的负载均衡，避免了由于负载均衡过程引起的新的负载不均衡，提高了负载均衡收敛速度，有效避免了乒乓效应；只在当前小区过载后，相邻小区才上报各自资源状态，有效降低了网络开销，在提高无线资源利用率的同时，降低了掉话率。

Description

一种LTE移动通信网络中小区间负载均衡方法

技术领域

本发明涉及一种负载均衡方法，特别是涉及一种LTE(Long Term Evolution)长期演进移动通信网络中小区间的负载均衡方法。

背景技术

负载均衡的任务是处理多个小区间不均衡的业务量，通过均衡小区间的业务量分配，提高无线资源的利用率，将正在进行会话的QoS保持在一个合理的水平，降低掉话率。一般的负载均衡方法可能需要部分终端进行切换或小区重选，以均衡小区间的负载状况。

LTE系统是借助切换等操作来达到负载均衡的目的。由于终端的移动性，终端可以驻留在任意一个小区并切换到最优的小区。然而，在有些情况下，如小区资源缺乏时，网络可以强制终端切换到另一个次优小区。

一种无线网络的负载均衡方法是通过当前小区向其终端定期广播发送负载信息，让终端预测当前小区的负载变化趋势，终端可以决定是切换到其他小区还是维持当前的连接。该方法减少了切换的盲目性，终端可以在负载高峰到来之前做出切换动作，降低了切换带来的风险，但是终端只知道当前小区的负载信息，而无法知道其相邻小区的负载信息，对于切换目标小区的选择，存在一定的风险，有可能会导致乒乓切换，同时终端控制切换行为，可能会存在切换竞争，切换带来的风险会很大，切换成功率降低。

另一种基于静态位置信息的负载均衡方法是在当前小区中增加其他小区的位置信息，配置每个小区中的位置参数，各小区之间交互各自的负载信息，检测负载差距的出现，当前小区与其某相邻小区之间的负载差距超过预设的阈值后，启动负载均衡调整过程。若当前小区的负载小，则当前小区从其位置信息中选择目标小区。发送负载分担切换请求，目标小区将当前小区的信息通知其管辖的终端，并控制终端向当前小区切换。采用该方法，目标小区选择更准确，但是由轻负载小区控制负载均衡过程，缺少切换终端的相关信息，可能会发起一些无效的负载分担切换请求，加重了网络的开销；不管是否有过载小区出现，各小区均一直交换位置信息，也增加了网络开销；同时不管是否存在小区发生过载，只要存在两个相邻小区出现负载超过阈值后，就发起负载均衡过程，无形中增加了负载均衡的调整频率，降低了网络运行效率。

因此，需要一种有效的方法，来克服以上负载均衡方法的缺点，在缩短负载均衡实施时间，提高负载均衡收敛速度、避免乒乓效应的同时，降低网络开销，提高无线资源的利用率，降低掉话率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效的负载均衡方法，尤其是提出一种适用于LTE移动通信网络中小区间的负载均衡方法。

本发明提供的一种LTE移动通信网络中小区间负载均衡方法，包括如下步骤：

1)当前小区过载后，启动周期负载均衡定时器和相邻小区周期负载状态上报；

2)周期负载均衡定时器超时后，若当前小区负载均衡处理已达到最大循环次数或当前小区连续未过载次数大于一设定阈值，则停止周期负载均衡定时器和相邻小区周期负载状态上报，当前小区的整个负载均衡过程结束；若当前小区负载均衡处理未达到最大循环次数且当前小区过载，计算当前小区与其相邻小区的负载之差，若存在差值大于过载差值阈值的相邻小区，则进行本次负载均衡切换处理，若不存在，不做任何处理，结束本次周期负载均衡定时器超时处理；

3)负载均衡切换处理分两步进行：第一步，得到满足负载差值阈值的相邻小区列表，将负载最轻的相邻小区作为目标小区，获得可以切换到该目标小区的所有终端列表，在满足终端切换到目标小区后目标小区不会过载的前提下，执行终端向目标小区的负载均衡切换处理，若切换处理完成后当前小区仍过载或该终端向目标小区切换会导致目标小区过载，则遍历终端列表查找下个终端作为负载均衡切换终端，进行负载均衡切换判断与处理，若遍历完终端列表则遍历相邻小区列表查找下个负载次轻相邻小区作为目标小区，重复以上第一步处理，若遍历完相邻小区列表，则执行第二步，重新获得相邻小区列表和终端列表，将负载最轻的相邻小区作为目标小区，在满足当前小区与负载均衡切换目标小区负载之差大于一设定阈值的前提下，依次执行终端列表中终端向目标小区的负载均衡切换处理，遍历完该目标小区的终端列表，则遍历相邻小区列表查找下个负载次轻相邻小区，若当前小区与该负载次轻相邻小区负载之差不大于设定阈值，则结束本次负载均衡定时器超时处理，若大于设定阈值，则将该相邻小区作为目标小区，重复以上第二步处理，若遍历完相邻小区列表，则结束本次负载均衡定时器超时处理。

如上所述方法，其中，步骤3)中所述获得可以切换到目标小区的所有终端列表包括以下步骤：当前小区配置其终端测量配置时设置一个负载均衡事件，当测量值达到该事件的触发阈值时触发该事件，终端上报测量结果，当前小区将该终端标记为可以进行负载均衡切换的终端；当测量值达到负载均衡事件离开条件时，终端也上报测量结果，当前小区将该终端从可进行负载均衡切换的终端列表中删除。

如上所述方法，其中，步骤3)中在获得相邻小区列表和重新获得相邻小区列表时，均按照负载由轻到重次序升序排列。

如上所述方法，其中，步骤3)第二步中若当前小区与相邻小区负载之差小于设定阈值，则结束本次处理。

如上所述方法，其中，步骤1)中在启动周期负载均衡定时器时，初始化当前小区负载均衡处理后负载未过载的连续次数和负载均衡处理循环次数。

如上所述方法，其中，在步骤2)中若当前小区负载均衡处理已达到最大循环次数，则初始化当前小区负载均衡处理后负载未过载的连续次数和负载均衡处理循环次数。

如上所述方法，其中，在步骤2)中若当前小区负载均衡处理未达到最大循环次数，循环次数加1，判断当前小区是否过载，若不过载且负载均衡处理循环次数大于1，则当前小区负载均衡处理后负载未过载的连续次数加1，若当前小区负载均衡处理后负载未过载的连续次数大于设定阈值，则向相邻小区发送资源状态请求停止消息，相邻小区停止向当前小区发送各自资源状态，然后停止当前小区周期负载均衡处理定时器，初始化当前小区负载均衡处理后负载未过载的连续次数和负载均衡处理循环次数，当前小区的整个负载均衡过程结束。

如上所述方法，其中，步骤3)第一步中若判断当前小区未过载，结束本次处理。

本发明所述方法，在缩短负载均衡实施时间，提高负载均衡收敛速度、避免乒乓效应的同时，降低网络开销，提高无线资源的利用率，降低掉话率。

附图说明

图1是本发明的负载均衡启动流程图；

图2是本发明的周期负载均衡定时器超时处理流程图；

图3是本发明的负载均衡切换处理过程流程图；

图4是本发明的获得可进行负载均衡切换终端流程图。

具体实施方法

下面结合附图说明，详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提供了一种LTE移动通信网络中小区间负载均衡方法，具体步骤如下：

步骤一、负载均衡启动

如图1所示，当前小区过载后，启动周期负载均衡定时器，并向相邻小区发送启动资源状态上报请求消息，然后初始化当前小区负载均衡处理后负载未过载的连续次数NO_OVERLOAD_NUM和负载均衡处理循环次数LOAD_BALANCE_NUM。相邻小区收到来自当前小区的资源状态上报请求消息后，向当前小区周期上报各自资源状态，周期负载均衡定时器超时后进行步骤二的负载均衡过程。

步骤二、周期负载均衡定时器超时处理

如图2所示，若当前小区负载均衡处理已达到最大循环次数，则向相邻小区发送资源状态请求停止消息，相邻小区停止向当前小区发送各自资源状态，然后停止当前小区周期负载均衡处理定时器，初始化NO_OVERLOAD_NUM和LOAD_BALANCE_NUM，当前小区的整个负载均衡过程结束；

若当前小区负载均衡处理未达到最大循环次数，循环次数加1，判断当前小区是否过载，若不过载且负载均衡处理循环次数大于1，则NO_OVERLOAD_NUM加1，若NO_OVERLOAD_NUM大于设定阈值，则向相邻小区发送资源状态请求停止消息，相邻小区停止向当前小区发送各自资源状态，然后停止当前小区周期负载均衡处理定时器，初始化NO_OVERLOAD_NUM和LOAD_BALANCE_NUM，当前小区的整个负载均衡过程结束；

若当前小区负载均衡处理未达到最大循环次数且过载，将NO_OVERLOAD_NUM置为0，计算当前小区与其相邻小区的负载之差，若存在差值大于过载差值阈值的相邻小区，则进行步骤三的负载均衡切换处理；若不存在，不做任何处理，结束本次周期负载均衡定时器超时处理。

步骤三、负载均衡切换处理

负载均衡切换处理过程如图3所示。

1)首先将满足负载差值阈值的相邻小区，按负载由轻到重升序排列，得到nbr_cell_list，将负载最轻的相邻小区作为目标小区。

2)获得可以切换到该目标小区的所有终端ue_list。获得该ue_list的方法如图4所示，在被标记为满足负载均衡切换的终端列表中查找测量结果的相邻小区中包含目标小区的终端，添加到ue_list中。当前小区在配置其终端测量配置时设置一个负载均衡事件，当测量值达到该事件的触发阈值时触发该事件，终端上报测量结果，当前小区将该终端标记为可以进行负载均衡切换的终端；当测量值达到负载均衡事件离开条件时，终端也上报测量结果，当前小区将该终端从可进行负载均衡切换的终端列表中删除。

3)将ue_list中第一个终端作为负载均衡切换终端.

4)判断该终端切换到目标小区后，目标小区是否会过载。若目标小区不会过载，则执行该终端向该目标小区的强制切换过程，然后判断执行切换后当前小区是否仍过载，若当前小区不过载，转到11)；若切换后当前小区仍过载或该终端向该目标小区切换会导致目标小区过载，判断ue_list是否遍历完，若遍历完，转到5)，若未遍历完，将ue_list中下一个终端作为负载均衡切换终端，重复执行4)。

5)判断nbr_cell_list是否遍历完，若遍历完，转到6)，否则，更换切换目标小区，将nbr_cell_list中下一个相邻小区作为目标小区，重复执行2)到5)。

6)重新统计满足负载差值阈值的相邻小区，按负载由轻到重升序排列，得到new_nbr_cell_list，将负载最轻的相邻小区作为目标小区。

7)获得可以切换到该目标小区的所有终端new_ue_list，方法与2)相同，将new_ue_list中第一个终端作为负载均衡切换终端。

8)判断该终端切换到目标小区后，当前小区与该目标小区的负载之差是否大于一设定阈值。若大于，则执行该终端向该目标小区的强制切换过程。

9)判断new_ue_list是否遍历完，若遍历完，转到10)；否则，将new_ue_list中下一个终端作为负载均衡切换终端，重复执行8)到9)。

10)判断new_nbr_cell_list是否遍历完，若遍历完，转到11)；否则，将new_nbr_cell_list中下一个相邻小区作为目标小区，判断当前小区与该目标小区负载之差是否大于8)中设定阈值，若不大于，转到11)，若大于，重复执行7)到10)。

11)结束本次周期负载均衡定时器超时处理。

采用本发明提出的负载均衡方法，可以有效解决LTE移动通信网络中小区间的负载均衡问题。本发明所述方法，通过利用负载均衡事件测量上报，标记满足负载均衡切换的终端，缩小了查找满足负载均衡切换终端的范围，从而缩短了负载均衡实施时间；通过两步负载均衡切换处理和周期负载均衡处理，更好地实现了各小区间的负载均衡，避免了由于负载均衡过程引起的新的负载不均衡，提高了负载均衡收敛速度，有效避免了乒乓效应；只在当前小区过载后，相邻小区才上报各自资源状态，有效降低了网络开销，在提高无线资源利用率的同时，降低了掉话率。

Claims (8)

1.一种LTE移动通信网络中小区间的负载均衡方法，其特征在于采用如下步骤：

1)当前小区过载后，启动周期负载均衡定时器和相邻小区周期负载状态上报；

2)周期负载均衡定时器超时后，若当前小区负载均衡处理已达到最大循环次数或当前小区连续未过载次数大于一设定阈值，则停止周期负载均衡定时器和相邻小区周期负载状态上报，当前小区的整个负载均衡过程结束；若当前小区负载均衡处理未达到最大循环次数且当前小区过载，计算当前小区与其相邻小区的负载之差，若存在差值大于过载差值阈值的相邻小区，则进行本次负载均衡切换处理，若不存在，不做任何处理，结束本次周期负载均衡定时器超时处理；

3)负载均衡切换处理分两步进行：第一步，得到差值大于过载差值阈值的相邻小区列表，将负载最轻的相邻小区作为目标小区，获得可以切换到该目标小区的所有终端列表，在满足终端切换到目标小区后目标小区不会过载的前提下，执行终端向目标小区的负载均衡切换处理，若切换处理完成后当前小区仍过载或该终端向目标小区切换会导致目标小区过载，则遍历终端列表查找下个终端作为负载均衡切换终端，进行负载均衡切换判断与处理，若遍历完终端列表则遍历相邻小区列表查找下个负载次轻相邻小区作为目标小区，重复以上第一步处理，若遍历完相邻小区列表，则执行第二步，重新获得相邻小区列表和终端列表，将负载最轻的相邻小区作为目标小区，在满足当前小区与负载均衡切换目标小区负载之差大于一设定阈值的前提下，依次执行终端列表中终端向目标小区的负载均衡切换处理，遍历完该目标小区的终端列表，则遍历相邻小区列表查找下个负载次轻相邻小区，若当前小区与该负载次轻相邻小区负载之差不大于设定阈值，则结束本次负载均衡定时器超时处理，若大于设定阈值，则将该相邻小区作为目标小区，重复以上第二步处理，若遍历完相邻小区列表，则结束本次负载均衡定时器超时处理。

2.根据权利要求1中所述方法，其特征在于，步骤3)中所述获得可以切换到目标小区的所有终端列表包括以下步骤：当前小区配置其终端测量配置时设置一个负载均衡事件，当测量值达到该事件的触发阈值时触发该事件，终端上报测量结果，当前小区将该终端标记为可以进行负载均衡切换的终端；当测量值达到负载均衡事件离开条件时，终端也上报测量结果，当前小区将该终端从可进行负载均衡切换的终端列表中删除。

3.根据权利要求1中所述方法，其特征在于，步骤3)中在获得相邻小区列表和重新获得相邻小区列表时，均按照负载由轻到重次序升序排列。

4.根据权利要求1或3中所述方法，其特征在于，步骤3)第二步中若当前小区与相邻小区负载之差小于设定阈值，则结束本次处理。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中在启动周期负载均衡定时器时，初始化当前小区负载均衡处理后负载未过载的连续次数和负载均衡处理循环次数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤2)中若当前小区负载均衡处理已达到最大循环次数，则初始化当前小区负载均衡处理后负载未过载的连续次数和负载均衡处理循环次数。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤2)中若当前小区负载均衡处理未达到最大循环次数，循环次数加1，判断当前小区是否过载，若不过载且负载均衡处理循环次数大于1，则当前小区负载均衡处理后负载未过载的连续次数加1，若当前小区负载均衡处理后负载未过载的连续次数大于设定阈值，则向相邻小区发送资源状态请求停止消息，相邻小区停止向当前小区发送各自资源状态，然后停止当前小区周期负载均衡处理定时器，初始化当前小区负载均衡处理后负载未过载的连续次数和负载均衡处理循环次数，当前小区的整个负载均衡过程结束。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3)第一步中若判断当前小区未过载，结束本次处理。

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