CN102056240A - 一种小区间负载均衡方法和一种基站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小区间负载均衡方法和一种基站。所述方法包括：第一小区和第二小区为相邻小区，第一基站是第一小区的服务基站，第二基是第二小区的服务基站；第一基站向第二基站发送用于请求第二小区的资源状态报告的资源状态请求消息；如果第二小区处于高负载状态，则第二基站在接收到所述资源状态请求消息后，估计第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T；第二基站将所估计的时间T发送给第一基站；第一基站根据所接收到的所述估计的时间T，获知第二小区处于高负载状态，并将时间T作为再次发起资源状态请求消息的时间依据。本发明的技术方案能够避免不必要的资源浪费。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种小区间负载均衡方法和一种基站。
背景技术
长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统采用扁平的网络结构。图1是现有的LTE网络结构图。如图1所示，演进的通用移动通信系统无线接入网(E-UTRAN，Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)由基站(eNB，evolved NodeB)构成，eNB之间由X2接口互连；演进型分组核心网(Evolved Packet Corenet work，EPC)包括服务网关(S-GW，Serving Gateway)和移动性管理实体(MME，Mobility Management Entity)，通过S1接口与eNB交互。其中每个eNB包括多个小区。
在图1所示的系统中，可能存在小区间负载不均衡的情况，即有些小区处于重负载的情况，而其相邻小区处于轻负载的情况。因此，需要通过负荷均衡(LB)功能来处理多个小区间不均衡的业务量，通过均衡小区之间的业务量分配，提高无线资源的利用率，将正在进行中的会话的QoS保持在一个合理的水平，降低掉话率。当负荷均衡功能决定将负荷从高的小区重新分布到低的小区时，将会触发切换和小区重选的过程。
在LTE系统中，负载均衡功能位于eNB，要完成负荷均衡的过程，首先要获取相邻小区的负荷情况。现有的LTE系统的负荷均衡相关消息传递过程包括两个阶段，即资源状态报告初始化阶段和资源状态报告更新阶段。
图2是现有LTE系统中的资源状态报告初始化阶段的信令流程图。如图2所示，eNB1和eNB2是分别为两个相邻的小区提供服务的基站，eNB1和eNB2之间在X2接口通过资源状态请求消息(Resource Status Request)和资源状态响应/失败消息(Resource Status Response/Failure)来完成资源状态报告初始化阶段。在图2中，eNB1向eNB2发送资源状态请求消息，如果成功则eNB2向eNB1发送资源状态响应消息，进入资源状态报告更新阶段，如果失败则eNB2向eNB1发送资源状态失败消息，eNB1会向eNB2重新发起资源状态初始化请求。
图3是现有LTE系统中的资源状态报告更新阶段的信令流程图。如果资源状态报告初始化成功完成，则eNB2会按照eNB1配置的时间，周期性地向eNB1发送资源状态更新消息。
按照上述的现有技术，在资源状态报告初始化阶段，只要eNB2能够完成eNB1配置的测量，则反馈资源状态响应消息，即资源状态报告初始化成功完成，进而eNB2周期向eNB1更新其资源状态。
但是在上述的情形中，如果当前eNB1的小区处于高负载状态，它发起资源状态报告初始化的目的在于向邻小区转移其负载，而eNB2的小区恰好也处于高负载状态，那么即使eNB2可以执行eNB1要求的测量过程，并且不断报告其资源状态，对于eNB1来说也是没有益处的，因为eNB2本身的高负载状态令其无法接纳eNB1试图转移的负载，因此上述过程只是增加了X2接口的信令负荷，浪费了资源，如图4和图5所示。
图4是现有LTE系统中的资源状态报告过程的信令流程图。如图4所示，在eNB1和eNB2都处于高负载状态的情况下，即使eNB2执行eNB1要求的测量过程，并且不断报告其资源状态，但eNB1也不能将其负载转移到eNB2，因此虚线框中的信令发送都是不必要的。
图5是现有LTE系统中的资源状态报告过程的启动和停止信令流程图。如图5所示，在资源状态报告过程启动后，eNB1可通过再发送一条包含停止信息的资源状态请求消息给eNB2，以停止之前请求的eNB2的测量，此时eNB2停止发送资源状态更新消息。即使这样也会造成一定程度的资源浪费，图5中的虚线框中的信令都是不必要的。
类似地，上述问题也存在于LTE中继(Relay)架构中。图6是现有的Relay架构下的资源状态报告过程的示意图。如图6所示，DeNB1是RN2和RN3的施主基站，eNB与RN2/RN3之间需要通过两个接口来完成消息发送过程，因此如果资源状态报告初始化失败或不断进行无意义的资源状态更新，会浪费更多的资源来完成信令发送。
综上所述，现有的小区间负载均衡的方案中，存在资源浪费的问题。
发明内容
本发明提供了一种小区间负载均衡方法，该方法能够避免不必要的资源浪费。
本发明还提供了一种基站，该基站能够避免不必要的资源浪费。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明公开了一种小区间负载均衡方法，第一小区和第二小区为相邻小区，第一基站是第一小区的服务基站，第二基是第二小区的服务基站，该方法包括：
第一基站向第二基站发送用于请求第二小区的资源状态报告的资源状态请求消息；
如果第二小区处于高负载状态，则第二基站在接收到所述资源状态请求消息后，估计第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T；
第二基站将所估计的时间T发送给第一基站；第一基站根据所接收到的所述估计的时间T，获知第二小区处于高负载状态。
本发明还公开了一种基站，该基站为第二小区提供服务，该基站包括：资源状态报告模块和估计模块，其中：
资源状态报告模块，用于在第二小区处于高负载状态的情况下接收到邻小区基站发送的用于请求第二小区的资源状态报告的资源状态请求消息时，向估计模块发送估计指令，并将估计模块返回的第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T发送给邻小区基站，从而使得邻小区基站获知第二小区处于高负载状态；其中，邻小区基站是为与第二小区相邻的第一小区提供服务的基站；
估计模块，用于在接收到资源状态报告模块发送的估计指令后，估计第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T，将所估计的时间T返回给资源状态报告模块。
由上述可见，本发明这种在第一小区和第二小区为相邻小区，第一基站是第一小区的服务基站，第二基站是第二小区的服务基站的场景下，第一基站向第二基站发送用于请求第二小区的资源状态报告的资源状态请求消息时，如果第二小区处于高负载状态，则第二基站在接收到所述资源状态请求消息后，估计第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T，将所估计的时间T发送给第一基站，以使得第一基站根据所接收到的所述估计的时间T，获知第二小区处于高负载状态的技术方案，由于第二基站在第二小区处于高负载状态，不能接受第一小区的负载转移的情况下，告知第一基站第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T，而不是像现有技术那样进行测量、统计并发送无意义的资源状态更新消息，因此能够避免资源的浪费。
附图说明
图1是现有的LTE网络结构图；
图2是现有LTE系统中的资源状态报告初始化阶段的信令流程图；
图3是现有LTE系统中的资源状态报告更新阶段的信令流程图；
图4是现有LTE系统中的资源状态报告过程的信令流程图；
图5是现有LTE系统中的资源状态报告过程的启动和停止信令流程图；
图6是现有的Relay架构下的资源状态报告过程的示意图；
图7是本发明实施例中的一种小区间负载均衡方法的流程图；
图8是本发明第一较佳实施例中的信令流程图；
图9是本发明第二较佳实施例中的信令流程图；
图10本发明中的一种基站的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
图7是本发明实施例中的一种小区间负载均衡方法的流程图。这里设第一小区和第二小区为相邻小区，第一基站是第一小区的服务基站，第二基是第二小区的服务基站，则该方法包括以下步骤：
步骤701，第一基站向第二基站发送用于请求第二小区的资源状态报告的资源状态请求消息。
步骤702，如果第二小区处于高负载状态，则第二基站在接收到所述资源状态请求消息后，估计第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T。
这里，小区的高负载状态和正常负载状态可以通过预先设定阈值来界定。例如预先设定临界值α，如果小区内的负载数量高于α，则认为小区处于高负载状态，反之认为小区处于正常负载状态。
步骤703，第二基站将所估计的时间T发送给第一基站；第一基站根据所接收到的所述估计的时间T，获知第二小区处于高负载状态。并且第二基站将时间T作为再次发起资源状态请求消息的时间依据。
在图7所示的技术方案中，由于第二基站在第二小区处于高负载状态，不能接受第一小区的负载转移的情况下，告知第一基站第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T，而不是像现有技术那样进行测量、统计并发送无意义的资源状态更新消息，因此能够避免资源的浪费。
在本发明的实施例中，接收到资源状态请求消息的基站可以通过资源状态失败消息将所估计的时间T返回给对方基站，或者也可以通过发送一条新定义的资源状态拒绝(Resource Status Reject)消息将所估计的时间T发送给对方，即后一方法中需要新增一个X2接口消息。下面分别进行说明。
图8是本发明第一较佳实施例中的信令流程图。eNB1和eNB2分别为小区1和小区2的服务基站，则如图8所示，eNB1在小区1处于高负载状态时向eNB2发送用于请求小区2的资源状态报告的资源状态请求消息。如果此时小区2也处于高负载状态，则eNB2在接收到eNB1发送的资源状态请求消息后，先估计小区2恢复到正常负载状态所需的时间T，然后向eNB1发送携带时间T的资源状态失败消息。eNB1接收到所述携带时间T的资源状态失败消息后，将其释义为其发起请求的小区2当前处于高负载状态，不适宜接受负载转移，经过时间T后，可能会成为适宜负载转移的小区，可以重新发起资源状态报告初始化过程。因此eNB1在等待时间T后重新向eNB2发送用于请求小区2的资源状态报告的资源状态请求消息。
在图8所示的实施例中，需要在现有的资源状态失败消息中的增加一个信元(IE)，将所估计的时间T写入该信元，在本发明中的将该信元称为估计时间(Estimate Time)信元，则资源状态失败消息的内容可以如表1所示：
表1
在表1中“9.2.13”是指3GPP规范TS36.423的9.2.13节，9.2.6、9.2.7同理。
图9是本发明第二较佳实施例中的信令流程图。eNB1和eNB2分别为小区1和小区2的服务基站，则如图9所示，eNB1在小区1处于高负载状态时向eNB2发送用于请求小区2的资源状态报告的资源状态请求消息。如果此时小区2也处于高负载状态，则eNB2在接收到eNB1发送的资源状态请求消息后，先估计小区2恢复到正常负载状态所需的时间T，然后向eNB1发送携带时间T的资源状态拒绝消息。eNB1接收到所述携带时间T的资源状态拒绝消息后，将其释义为其发起请求的小区2当前处于高负载状态，不适宜接受负载转移，经过时间T后，可能会成为适宜负载转移的小区，可以重新发起资源状态报告初始化过程。因此eNB1在等待时间T后重新向eNB2发送用于请求小区2的资源状态报告的资源状态请求消息。
在图9所示的实施例中，需要新定义一个X2接口消息，即资源状态拒绝消息，该资源状态拒绝消息包括消息类型信元、邻小区基站测量标识信元和估计时间信元，所估计的时间T需要写入其估计时间信元中，资源状态拒绝消息的内容可以如表2所示：
表2
在本发明的图8和图9所示的实施例中eNB2可以根据业务传输量和对应通道的传输速率来估算小区2恢复到正常负载状态所需的时间T。在本发明的实施例中主要考虑硬件负荷、S1传输网络层负荷和物理资源块(PRB)占用率三个因素。具体来说：如果第二小区处于高负载状态的原因包括硬件负荷原因，则eNB2估计影响第二小区的硬件负荷恢复到正常负荷状态所需的时间T1，如果第二小区处于高负载状态的原因包括S1传输网络层负荷原因，则eNB2估计影响第二小区的S1传输网络层负荷恢复到正常负荷状态所需的时间T2，如果第二小区处于高负载状态的原因包括物理资源块占用率原因，则eNB2估计影响第二小区的物理资源块占用率恢复到正常状态所需的时间T3，然后eNB2取T1、T2和T3中的最大值作为T。
在实际当中，由硬件原因引起的高负载，可以区分出是哪个小区引起的，同基站的其他小区不受影响，即基站可以区分出影响某个小区的硬件负荷。如果S1传输网络层高负荷，同基站的小区都会高负载，即基站直接将自身S1传输网络层负荷对应到各个小区即可。物理资源块的占用是可以区分小区的，因此影响某个小区的物理资源块即为该小区所占用的物理资源块。
本发明中的上述解决方案不仅适用于LTE R8系统，同样也适用于LTE Relay架构，其原理与LTE R8系统相同，但具体消息中已有的IE会有差别，例如小区标识(cell ID)部分，但这样的差别并不影响本发明技术方案的实施。其中，图9所示实施例中的方案更适用于LTE Relay架构。
图10本发明中的一种基站的结构示意图。该基站为第二小区提供服务，该基站包括：资源状态报告模块1001和估计模块1002，其中：
资源状态报告模块1001，用于在第二小区处于高负载状态的情况下接收到邻小区基站发送的用于请求第二小区的资源状态报告的资源状态请求消息时，向估计模块1002发送估计指令，并将估计模块1002返回的第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T发送给邻小区基站，从而使得邻小区基站获知第二小区处于高负载状态；其中，邻小区基站是为与第二小区相邻的第一小区提供服务的基站；
估计模块1002，用于在接收到资源状态报告模块1001发送的估计指令后，估计第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T，将所估计的时间T返回给资源状态报告模块1001。
在图10中，所述资源状态报告模块1001，进一步用于接收邻小区基站在等待时间T后重新发送的用于请求第二小区的资源状态报告的资源状态请求消息。
在图10中，所述资源状态报告模块1001，用于将时间T携带在资源状态失败消息中发送给相邻小区基站，或者，用于向相邻小区基站发送一条资源状态拒绝消息，该资源状态拒绝消息中携带所述时间T。
在图10中，所述资源状态报告模块1001，用于在资源状态失败消息中增加一个信元，将时间T写入该信元后，将资源状态失败消息发送给相邻小区基站；或者，用于在包括消息类型信元、邻小区基站测量标识信元和估计时间信元的资源状态拒绝消息的估计时间信元中写入时间T后，将资源状态拒绝消息发送给相邻小区基站。
在图10中，所述估计模块1002，用于在第二小区处于高负载状态的原因包括硬件负荷原因时，估计影响第二小区的硬件负荷恢复到正常负荷状态所需的时间T1，在第二小区处于高负载状态的原因包括S1传输网络层负荷原因时，估计影响第二小区的S1传输网络层负荷恢复到正常负荷状态所需的时间T2，在第二小区处于高负载状态的原因包括物理资源块占用率原因时，估计影响第二小区的物理资源块占用率恢复到正常状态所需的时间T3，取T1、T2和T3中的最大值作为T。
综上所述，本发明这种接收到资源状态请求消息的基站，当被请求小区处于高负载状态时将该被请求小区恢复到正常负载状态所需的时间发送给对方基站的技术方案，解决了小区间尝试进行负载均衡过程中，目标节点(即上述实施例中的eNB2)无法帮助源小区(即上述实施例中的eNB1)转移负载，但目标节点不断发送信令信息等情况造成资源浪费以及可能引起加重小区间负载的问题，增加的估算时间在信令的基础上进一步精确了信令发送时间，避免了不必要的资源浪费。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种小区间负载均衡方法，其特征在于，第一小区和第二小区为相邻小区，第一基站是第一小区的服务基站，第二基是第二小区的服务基站，该方法包括：
第一基站向第二基站发送用于请求第二小区的资源状态报告的资源状态请求消息；
如果第二小区处于高负载状态，则第二基站在接收到所述资源状态请求消息后，估计第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T；
第二基站将所估计的时间T发送给第一基站；第一基站根据所接收到的所述估计的时间T，获知第二小区处于高负载状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
第一基站接收到所述估计的时间T后，先等待时间T，然后重新向第二基站发送用于请求第二小区的资源状态报告的资源状态请求消息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二基站将所估计的时间T发送给第一基站包括：
第二基站将所估计的时间T携带在资源状态失败消息中发送给第一基站；
或者，
第二基站向第一基站发送一条资源状态拒绝消息，该资源状态拒绝消息中携带所估计的时间T。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述第二基站将所估计的时间T携带在资源状态失败消息中发送给第一基站包括：在资源状态失败消息中增加一个信元，将所估计的时间T写入该信元后，将资源状态失败消息发送给第一基站；
所述第二基站向第一基站发送一条资源状态拒绝消息，该资源状态拒绝消息中携带所估计的时间T包括：所述资源状态拒绝消息包括消息类型信元、邻小区基站测量标识信元和估计时间信元；第二基站将所估计的时间写入估计时间信元后，将资源状态拒绝消息发送给第一基站。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述估计第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T包括：
如果第二小区处于高负载状态的原因包括硬件负荷原因，则估计影响第二小区的硬件负荷恢复到正常负荷状态所需的时间T1；
如果第二小区处于高负载状态的原因包括S1传输网络层负荷原因，则估计影响第二小区的S1传输网络层负荷恢复到正常负荷状态所需的时间T2；
如果第二小区处于高负载状态的原因包括物理资源块占用率原因，则估计影响第二小区的物理资源块占用率恢复到正常状态所需的时间T3；
取T1、T2和T3中的最大值作为T。
6.一种基站，该基站为第二小区提供服务，其特征在于，该基站包括：资源状态报告模块和估计模块，其中：
资源状态报告模块，用于在第二小区处于高负载状态的情况下接收到邻小区基站发送的用于请求第二小区的资源状态报告的资源状态请求消息时，向估计模块发送估计指令，并将估计模块返回的第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T发送给邻小区基站，从而使得邻小区基站获知第二小区处于高负载状态；其中，邻小区基站是为与第二小区相邻的第一小区提供服务的基站；
估计模块，用于在接收到资源状态报告模块发送的估计指令后，估计第二小区恢复到正常负载状态所需的时间T，将所估计的时间T返回给资源状态报告模块。
7.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，
所述资源状态报告模块，进一步用于接收邻小区基站在等待时间T后重新发送的用于请求第二小区的资源状态报告的资源状态请求消息。
8.根据权利要求6或7所述的基站，其特征在于，
所述资源状态报告模块，用于将时间T携带在资源状态失败消息中发送给相邻小区基站，或者，用于向相邻小区基站发送一条资源状态拒绝消息，该资源状态拒绝消息中携带所述时间T。
9.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，
所述资源状态报告模块，用于在资源状态失败消息中增加一个信元，将时间T写入该信元后，将资源状态失败消息发送给相邻小区基站；或者，用于在包括消息类型信元、邻小区基站测量标识信元和估计时间信元的资源状态拒绝消息的估计时间信元中写入时间T后，将资源状态拒绝消息发送给相邻小区基站。
10.根据权利要求6或7所述的基站，其特征在于，
所述估计模块，用于在第二小区处于高负载状态的原因包括硬件负荷原因时，估计影响第二小区的硬件负荷恢复到正常负荷状态所需的时间T1，在第二小区处于高负载状态的原因包括S1传输网络层负荷原因时，估计影响第二小区的S1传输网络层负荷恢复到正常负荷状态所需的时间T2，在第二小区处于高负载状态的原因包括物理资源块占用率原因时，估计影响第二小区的物理资源块占用率恢复到正常状态所需的时间T3，取T1、T2和T3中的最大值作为T。
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