CN103108334B - 一种射频拉远系统的系统负荷动态调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种射频拉远系统的系统负荷动态调整方法和装置，所述方法中，CPU每T1周期对BPi单板的系统负荷进行一次监测，当监测到的该BPi单板的CPU占有率大于或等于预置门限N时，CPU对该BPi单板的系统负荷在M1个T1周期内持续监测，当监测的CPU占有率连续M1个T1周期内均大于或等于该预置该门限N时，启动基带资源迁移过程；所述的装置中包括：系统负荷检测装置、持续监测装置、基带资源迁移装置；本发明还提供了一种系统负荷动态调整方法，在BBU定时监测BP的负荷情况，将负荷冲高到可能导致用户不能接入的BP上载频动态调整到其他负荷相对较低的BP上，从而解决因为负荷冲高导致用户不能正常接入的问题。

Description

一种射频拉远系统的系统负荷动态调整方法

技术领域

本发明涉及GSM移动通信网络中的系统负荷调整机制，尤其涉及一种基于基带与射频分离的，动态基带分配的基站系统的负荷调整。

背景技术

GSM移动通信系统将服务区域划分为多个小区，每个小区由相应的基站收发信台(BTS)提供无线覆盖。在GSM系统中，基站收发信台由一个或多个无线收发信机(TRX)构成，每个无线收发信机处理八个物理时隙上的信号处理、无线接收和无线发射。从原理上看，无线收发信机可以划分为射频处理单元和基带处理单元，基带处理单元通常采用数据信号处理器(DSP)来实现。每一个小区中，网络维护人员会根据话务量的估算，分配一个或多个无线收发信机处理用户的通话和数据。

在实际网络环境中，业务量随时间的分布是非常不平衡的，某个小区的最大业务量很可能是平均业务量的数倍，如果对这些小区配置固定的基带设备就在大部分时间内浪费了基带资源；而在相同时刻，其它小区业务量可能与这个小区形成了互补，例如相邻的工业区和住宅区，其小区业务量在大部分时刻是互补的。如果可以将基带资源灵活分配给需要的小区就能实现对一个地区的基带资源利用最大化，对节省成本有很大的好处。另外实现了基带池对基带处理板出现故障的处理上也可以随时调配资源，有很好的容错性。但是GSM系统中，基带和射频一般是一一对应的，基带资源的分配在网络规划的时候就确定了。当基带资源和射频资源分开，基带资源的动态分配就成为了可能。

在新一代通讯设备制造领域，射频拉远系统被逐渐引起关注，典型的架构是把基站收发信台BTS分成两个部分：BBU(Baseband Unit，基带单元)+RRU(Remote Radio Unit，射频远置单元)。BBU由基带处理板(BP，Baseband Process)组成，多个基带资源集中在一起，构成一个基带资源池，可以供多个RRU共享；RRU则提供了信号的射频处理功能，两者之间采用光纤连接，构成射频拉远系统架构。基带资源池里每个基带单元为处理一个载频上所有无线信道的基带资源。

为了扩大容量提高站点利用率、节约成本，以及一些新技术诸如多载波联合、基带跳频的应用，射频拉远系统的BBU一般由多块基带处理板(BP)组成，这些基带处理板的基带资源在站点上电或者配置更改时，按照一定的规则进行BSC载频、基带资源和射频RRU资源的关联分配，这个规则一般可以有平均分配、集中分配等。无论是何种分配方法，一般来说，为降低系统复杂性，这种关联分配一般都是静态分配，即一旦分配完成，只要站点规划不做更改，这种关联关系就不做更改。这里存在一个问题，在实际的应用中，对于一个站点的各小区，在同一时间点往往会出现用户不平衡，即某个小区的某些载频在某个时间段用户特别多，而其他载频或者其他小区的载频用户相对要少，这样就会出现BBU的多块BP系统负荷不平衡，前者所在的BP负荷特别高，因为BP单板的处理能力是一定的，就可能出现某块BP因为负荷冲高处理能力下降导致用户不能接入的问题，甚至会因为负荷过高导致基带板异常复位，而同时系统中其实存在其他BP负荷相对较低的情况。也就是说按照站点的设计，不应该出现这种负荷升高导致的用户不能接入的问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种系统负荷动态调整方法，在BBU定时监测BP的负荷情况，将负荷冲高到可能导致用户不能接入的BP上载频动态调整到其他负荷相对较低的BP上，从而解决因为负荷冲高导致用户不能正常接入的问题。

本发明的射频拉远系统的系统负荷动态调整方法，包括：步骤1-1：CPU每T1周期对BPi单板的系统负荷进行一次监测；步骤1-2：当监测到的该BPi单板的CPU占有率大于或等于预置门限N时，启动系统负荷监控处理过程。

进一步地，该系统负荷监控处理过程包括以下步骤：步骤2-1：CPU对该BPi单板的系统负荷在M1个T1周期内持续监测；步骤2-2：当监测到的该BPi单板的CPU占有率连续M1个T1周期内均大于或等于该预置该门限N时，启动基带资源迁移过程。

进一步地，该基带资源迁移过程包括以下步骤：步骤3-1：选择当前CPU占有率低于该BPi单板CPU占有率的BPj单板；步骤3-2：选择该BPj单板上对负荷贡献最小的载频Cj和该BPi单板上对负荷贡献最大Ci的载频；步骤3-3：所述主控模块通知该BPi单板和BPj单板进行Ci和Cj的呼叫资源信息交换；步骤3-4：所述主控模块收到该BPi单板和BPj单板应答后，进行基带资源交换。

进一步地，所述步骤3-1中选择的BPj单板为当前CPU占有率最低且低于该门限N的BPj单板；

进一步地，所述步骤3-3之前进一步包括：步骤5-1：将该贡献最小的载频与该贡献最大的载频进行预交换；步骤5-2：判断预交换后，该BPi单板和BPj单板的CPU占有率是否均小于该门限N；步骤5-3：当预交换后该BPi单板和BPj单板的CPU占有率均小于该门限N时，进行所述步骤3-3的交换过程。

进一步地，所述步骤1-1还包括：步骤8-1：各BP单板每T1周期向主控模块上报各自的CPU负荷信息，此负荷信息包括各BP单板总的负荷百分比和该BP板所携带各载频的负荷贡献百分比。

本发明的射频拉远系统的系统负荷动态调整装置，包括：系统负荷检测装置、持续监测装置、基带资源迁移装置，所述系统负荷检测装置用于每T1周期对BPi单板的系统负荷进行一次监测；所述持续监测装置用于当监测到的该BPi单板的CPU占有率大于或等于预置门限N时，CPU对该BPi单板的系统负荷在M1个T1周期内持续监测；所述基带资源迁移装置用于当监测到的该BPi单板的CPU占有率连续M1个T1周期内均大于或等于该预置该门限N时，启动基带资源迁移过程。

进一步地，所述基带资源迁移装置包括：第一选择装置、第二选择装置、通知装置、基带资源交换装置，所述第一选择装置用于选择的BPj单板为当前CPU占有率最低且低于该门限N的BPj单板；所述第二选择装置用于选择该BPj单板上对负荷贡献最小的载频Cj和该BPi单板上对负荷贡献最大Ci的载频；所述通知装置用于所述主控模块通知该BPi单板和BPj单板进行Ci和Cj的呼叫资源信息交换；所述基带资源交换装置用于所述主控模块收到该BPi单板和BPj单板应答后，进行基带资源交换。

进一步地，所述基带资源迁移装置还包括：预交换装置、预判断装置、交换装置，所述预交换装置，用于将该贡献最小的载频与该贡献最大的载频进行预交换；所述预判断装置，用于判断预交换后，该BPi单板和BPj单板的CPU占有率是否均小于该门限N；所述交换装置，用于当预交换后该BPi单板和BPj单板的CPU占有率均小于该门限N时，所述主控模块通知该BPi单板和BPj单板进行Ci和Cj的呼叫资源信息交换。

由于当BBU监测BP的负荷较高时，对将负荷冲高到可能导致用户不能接入的BP上载频动态调整到其他负荷相对较低的BP上，避免了用户因为负荷过高而无法接入，提高了设备的可靠性。

同时，BBU监测BP的负荷较高时，负荷监控处理过程在M个T1周期中对负荷进行持续监控，既避免了负荷瞬间冲高时对系统负荷的频繁调整，进一步提高了设备的可靠性。

附图说明

图1是本发明提供的射频拉远系统的系统负荷动态调整的流程图。

图2是本发明提供的GSM系统基带资源池调整前的管理系统结构框图。

图3是本发明提供的GSM系统基带资源池调整后的管理系统结构框图。

具体实施方式

图1是本发明的射频拉远系统的系统负荷动态调整的流程图。

S101：系统各BP单板每T1周期向主控模块上报各自的CPU负荷信息，此负荷信息包括基带板总的负荷百分比和该基带板所携带各载频的负荷贡献百分比；

S102：判断BPi符合是否超过门限N？

S103：当某个BP(假设为BPi，i＜系统最大BP个数)的CPU占有率等于或者大于门限N时，主控模块的计数器CNi开始计数，启动监控处理过程；

S104：如果在M1个T1监控周期中，出现CPU占有率小于门限N时，则清除计数器，即回到步骤S101；如果BPi的CPU占有率连续M1个T1周期均超过门限N，则启动基带资源迁移过程；

基带资源迁移完成后，回到步骤S101，进行下一个检测周期，直到BPi的当前CPU占有率降至门限N以下或者无可交换基带板为止。

进一步地，步骤S103的基带资源迁移流程还包括：

S107；按照CPU占有率，选择当前CPU占有率最低且低于门限N的基带板BPj；

S108：选择BPj上对当前基带板负荷贡献最小的载频和BPi对负荷贡献最大的载频，预判交换后，各自的负荷是否会超出门限：如果会出现BPj超出门限N，可判定交换可能会导致出现负荷冲高的乒乓现象，则不执行此次交换，回到步骤S101；

S109：如果均不超出，则通知两块基带板进行各自载频的呼叫资源信息交换，收到基带板应答后，主控进行基带资源互换；

本发明提供的射频拉远系统的系统负荷动态调整方法，核心在于实时监控基带板系统负荷，然后根据负荷动态调整载频、基带资源和射频RRU资源的关联关系，在调整过程中，因为只修改了基带资源和另外二者的连接关系，BSC载频和射频RRU资源的对应关系不发生变化，因此不会带来系统的异常掉话，可能的影响是基带资源切换造成短暂无声，但相对于系统负荷过高导致用户无法接入，甚至因为负荷过高导致基带板异常复位的问题来说，这是可以接受的。

图2所示为本发明提供的GSM系统基带资源池调整前的管理系统结构框图，该系统包括主控模块，基带处理板(BP)，射频远端单元(RRU)。

在BBU中，主控模块负责进行BSC载频、基带资源和射频RRU资源的关联分配，如下图，BSC的两个载频，分配完成形成二元组[TRXa，R1][1，3]和[TRXb，R2][2，4]。

当某块基带板BPi负荷冲高超过门限时，主控模块启动监控处理流程，在BPi的负荷达到基带迁移条件时，启动基带迁移流程，将源基带BPi的基带资源和目的BPj进行互换，互换后关联变成[TRXa，R1][2，4]和[TRXb，R2][1，3]，如图3所示。

如果迁移后，BPi的负荷仍然超过门限，则重复上述过程，继续进行基带资源互换，直到降到门限以下或者无可用资源可换为止。

Claims (6)

1.一种射频拉远系统的系统负荷动态调整方法，其特征在于，包括：

步骤1-1：CPU每T1周期对BPi单板的系统负荷进行一次监测；

步骤1-2：当监测到的该BPi单板的CPU占有率大于或等于预置门限N时，启动系统负荷监控处理过程；

该系统负荷监控处理过程包括以下步骤：步骤2-1：CPU对该BPi单板的系统负荷在M1个T1周期内持续监测；步骤2-2：当监测到的该BPi单板的CPU占有率连续M1个T1周期内均大于或等于该预置该门限N时，启动基带资源迁移过程；

其中，该基带资源迁移过程包括以下步骤：

步骤3-1：选择当前CPU占有率低于该BPi单板CPU占有率的BPj单板；

步骤3-2：选择该BPj单板上对负荷贡献最小的载频Cj和该BPi单板上对负荷贡献最大Ci的载频；

步骤3-3：主控模块通知该BPi单板和BPj单板进行Ci和Cj的呼叫资源信息交换；

步骤3-4：所述主控模块收到该BPi单板和BPj单板应答后，进行基带资源交换。

2.权利要求1所述的射频拉远系统的系统负荷动态调整方法，其特征在于，所述步骤3-1中选择的BPj单板为当前CPU占有率最低且低于该门限N的BPj单板。

3.权利要求2所述的射频拉远系统的系统负荷动态调整方法，其特征在于，所述步骤3-3之前进一步包括：

步骤5-1：将该贡献最小的载频与该贡献最大的载频进行预交换；

步骤5-2：判断预交换后，该BPi单板和BPj单板的CPU占有率是否均小于该门限N；

步骤5-3：当预交换后该BPi单板和BPj单板的CPU占有率均小于该门限N时，进行所述步骤3-3的交换过程。

4.权利要求1至3中任一项所述的射频拉远系统的系统负荷动态调整方法，其特征在于，所述步骤1-1还包括：

步骤8-1：各BP单板每T1周期向主控模块上报各自的CPU负荷信息，此负荷信息包括各BP单板总的负荷百分比和该BP板所携带各载频的负荷贡献百分比。

5.一种射频拉远系统的系统负荷动态调整装置，其特征在于，包括：系统负荷检测装置、持续监测装置、基带资源迁移装置，

所述系统负荷检测装置用于每T1周期对BPi单板的系统负荷进行一次监测；

所述持续监测装置用于当监测到的该BPi单板的CPU占有率大于或等于预置门限N时，CPU对该BPi单板的系统负荷在M1个T1周期内持续监测；

所述基带资源迁移装置用于当监测到的该BPi单板的CPU占有率连续M1个T1周期内均大于或等于该预置该门限N时，启动基带资源迁移过程；

其中，所述基带资源迁移装置，包括：第一选择装置、第二选择装置、通知装置、基带资源交换装置，

所述第一选择装置用于选择BPj单板，该BPj单板为当前CPU占有率最低且低于该门限N的BPj单板；

所述第二选择装置用于选择该BPj单板上对负荷贡献最小的载频Cj和该BPi单板上对负荷贡献最大Ci的载频；

所述通知装置用于主控模块通知该BPi单板和BPj单板进行Ci和Cj的呼叫资源信息交换；

所述基带资源交换装置用于所述主控模块收到该BPi单板和BPj单板应答后，进行基带资源交换。

6.权利要求5所述的射频拉远系统的系统负荷动态调整装置，其特征在于所述基带资源迁移装置，还包括：预交换装置、预判断装置、交换装置，

所述预交换装置，用于将该贡献最小的载频与该贡献最大的载频进行预交换；

所述预判断装置，用于判断预交换后，该BPi单板和BPj单板的CPU占有率是否均小于该门限N；

所述交换装置，用于当预交换后该BPi单板和BPj单板的CPU占有率均小于该门限N时，所述主控模块通知该BPi单板和BPj单板进行Ci和Cj的呼叫资源信息交换。