CN104507121B - 一种负载均衡优化的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信领域，公开了一种负载均衡优化的方法和装置，该方法为：基站接收各个小区上报的负载指标，当确定至少一个小区的负载指标达到预设门限值时，根据该至少一个小区中各个终端的运行状态信息从该至少一个小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端，接着根据筛选出的每一个终端在其归属小区的位置变化信息确定相应终端的移动速度和驻留时间，然后确定至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值，且驻留时间低于预设时间门限值时，对一个小区内除至少一个终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡。这样，避免了基站对终端不必要的均衡操作，减少了网络信息的交互和开销，同时降低了因负载均衡所触发切换失败概率。

Description

一种负载均衡优化的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种负载均衡优化的方法和装置。

背景技术

随着移动数据业务的爆发性增长，用户对手机上网，视频点播、收发邮件、下载、可视电话等业务也逐渐进入接受和依赖的过程，未来移动网络需要提供更大的带宽和容量。分层组网采用多载波组网可以充分利用现有频率资源，提高系统吞吐量。

现有技术下，长期演进(Long Term Evolution，LTE)分层组网，典型的如双载波分层组网，采用以均衡小区间负荷为目的的均衡策略，该策略主要有：基于小区物理资源块(Physical Resource Block，PRB)利用率、用户PRB利用率、限制特定标度值(QoS ClassIdentifier，QCI)、用户位置等，通过这些策略可以解决分层组网小区之间负荷不均衡的问题，提升系统整体性能和无线资源利用率。其中，分层组网的结构参阅图1所示。

然而，已有策略未考虑终端移动速度可能对网络带来的非必要影响及开销，如果终端用户的移动速度较高，正好在小区中进行穿越，可能移动终端用户就会在较短时间内，快速的穿越小区的网络覆盖，而进入下一个网络区域。如果网络在较短的时间内再进行负载均衡的处理就显得没有必要，这样反而会增加网络的信令开销，甚至会导致均衡失败或者切换失败。

发明内容

本发明实施例提供一种负载均衡优化方法和装置，为了避免在负载均衡过程中，由于没有考虑终端移动速度及驻留时间，可能引发的不必要的负载均衡，

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种负载均衡优化方法，包括：

基站接收各个小区上报的负载指标，当确定至少一个小区的负载指标达到预设门限值时，根据所述至少一个小区中各个终端的运行状态信息从所述至少一个小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端；

基站根据筛选出的每一个终端在其归属小区的位置变化信息确定相应终端的移动速度，以及确定每一个终端在其归属小区的驻留时间；

基站确定所述至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值且驻留时间低于预设时间门限值时，对所述一个小区内除所述至少一个终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡。

这样，通过引入对终端移动速度及驻留时间的判断，避免了基站对终端不必要的均衡操作，减少了网络信息的交互和开销，同时降低了因负载均衡所触发切换失败概率。

较佳的，确定至少一个小区的负载指标达到到预设门限值时，根据所述至少一个小区中各个终端的运行状态信息从所述至少一个小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端，包括：

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将所述至少一个小区中PRB利用率达到预设门限值的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端；或者，

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将所述至少一个小区中限制特定标度值QCI达到预设优先级的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端；或者，

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将所述至少一个小区中位置信息达到预设优先级的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端。

较佳的，确定所述筛选出的一个终端的预设时间门限值，包括：

根据所述筛选出的一个终端的移动速度以及其归属小区的直径，确定所述筛选出的一个终端的预设时间门限值，并结合时间放大系数，对所述一个终端的对预设时间门限值进行调整。

较佳的，基站对所述一个小区内除所述至少一个终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡，具体包括：

基站将所述至少一个终端之外的其他筛选出的终端依次切换至其他小区，直到所述至少一个终端所在小区的负载指标低于预设门限值。

较佳的，进一步包括：

确定所述至少一个终端的移动速度低于预设速度门限值，对所述至少一个终端切换至其他小区；或者，

所述至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值且驻留时间超过预设时间门限值时，对所述至少一个终端切换至其他小区。

一种负载均衡优化的装置，包括：

筛选单元，用于接收各个小区上报的负载指标，当确定至少一个小区的负载指标达到预设门限值时，根据所述至少一个小区中各个终端的运行状态信息从所述至少一个小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端；

确定单元，用于根据筛选出的每一个终端在其归属小区的位置变化信息确定相应终端的移动速度，以及确定每一个终端在其归属小区的驻留时间；

均衡单元，用于确定所述至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值且驻留时间低于预设时间门限值时，对所述一个小区内除所述至少一个终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡。

这样，通过引入对终端移动速度及驻留时间的判断，避免了基站对终端不必要的均衡操作，减少了网络信息的交互和开销，同时降低了因负载均衡所触发切换失败概率。

较佳的，确定至少一个小区的负载指标达到到预设门限值时，根据所述至少一个小区中各个终端的运行状态信息从所述至少一个小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端时，所述筛选单元具体用于：

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将所述至少一个小区中PRB利用率达到预设门限值的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端；或者，

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将所述至少一个小区中限制特定标度值QCI达到预设优先级的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端；或者，

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将所述至少一个小区中位置信息达到预设优先级的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端。

较佳的，确定所述筛选出的一个终端的预设时间门限时，所述均衡单元具体用于：

根据所述筛选出的一个终端的移动速度以及其归属小区的直径，确定所述筛选出的一个终端的预设时间门限值，并结合时间放大系数，对预设时间门限值进行调整。

较佳的，基站对所述一个小区内除所述至少一个终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡时，所述均衡单元具体用于：

基站将所述至少一个终端之外的其他筛选出的终端依次切换至其他小区，直到所述至少一个终端所在小区的负载指标低于预设门限值。

较佳的，所述均衡单元进一步用于：

确定所述至少一个终端的移动速度低于预设速度门限值，对所述至少一个终端切换至其他小区；或者，

所述至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值且驻留时间超过预设时间门限值时，对所述至少一个终端切换至其他小区。

附图说明

图1为现有技术下分层组网的结构示意图；

图2为本发明实施例中负载均衡的具体流程示意图；

图3为本发明实施例中QCI的业务示意图；

图4为本发明实施例中负载均衡的流程示意图；

图5为本发明实施例中基站结构示意图。

具体实施方式

为了避免在负载均衡过程中，由于没有考虑终端移动速度及驻留时间，可能引发的不必要的负载均衡，本发明实施例中，基于现有的负载均衡方法，引入移动终端的速度门限值以及驻留时间门限值，在一个需要负载均衡的小区内，基站只对该小区中除移动终端的移动速度达到预设速度门限值，且驻留时间低于预设时间门限值终端进行负载均衡。

下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

参阅图2所示，本发明实施例中，负载均衡的具体流程如下：

步骤200：基站接收各个小区上报的负载指标，当确定至少一个小区的负载指标达到预设门限值时，根据该至少一个小区中各个终端的运行状态信息从该至少一个小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端。

本发明实施例中，在执行步骤200时可以采用以下三种方法：

第一种方法：确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将该至少一个小区中PRB利用率达到预设门限值的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端。

例如，A小区的负载指标中包含的小区级PRB利用率达到预设门限值，A小区中包含A终端、B终端和C终端三个终端，三个终端的用户级PRB利用率分别为60％、50％和40％，预设门限值为50％，此时确定为需要进行负载均衡的终端是A终端和B终端。

第二种方法：确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将该至少一个小区中QCI达到预设优先级的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端。

例如，A小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值，A小区中包含A终端、B终端和C终端三个终端，其中，QCI取值代表终端的不同业务类型，A终端的QCI＝1，代表的业务是会话语音，B终端的QCI＝2，代表的业务是会话视频，C终端的QCI＝3，代表的业务是实时游戏，假设各种业务中预设的优先级是实时游戏，那么，确定为需要进行负载均衡的是C终端。具体参阅图3所示。

第三种方法：确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将该至少一个小区中位置信息达到预设优先级的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端。

例如，A小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值，A小区中包含A终端、B终端和C终端三个终端，其中，终端的位置信息从中心到边缘依次为A终端、B终端和C终端，假设位置信息的预设的优先级为边缘用户，那么，确定为需要进行负载均衡的是C终端。

步骤210：基站根据筛选出的每一个终端在其归属小区的位置变化信息确定相应终端的移动速度，以及确定每一个终端在其归属小区的驻留时间。

步骤220：基站确定至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值，且驻留时间低于预设时间门限值时，对一个小区内除至少一个终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡。

具体的，根据筛选出的一个终端的移动速度以及其归属小区的直径，确定筛选出的一个终端的预设时间门限值，并结合时间放大系数，对该终端的预设时间门限值进行调整。

进一步地，终端的预设时间门限值可以采用以下公式获得：

预设时间门限值＝(小区直径÷终端移动速度)×时间放大系数

其中，时间放大系数可以根据小区的路况信息进行设定。

例如，可以采用全球定位系统(Globle Position System，GPS)确定出终端的移动速度为20M/S，然后测量出终端所在小区的直径为1000M，那么，终端在小区的预设时间门限值50S。在设置时间放大系数时，如果该小区的建筑物或者坑比较多，那么，可以设置时间放大系数比较大一些，比如是1.5，将小区的驻留时间门限值调整为50S乘以时间放大系数1.5，即终端的预设时间门限值为75S；如果该小区内比较平坦，可以设置时间放大系数比较小一些，比如1，则不对终端的预设门限值作出调整，即终端的预设时间门限值为50S。

另一方面，基站将至少一个终端之外的其他筛选出的终端依次切换至其他小区，直到至少一个终端所在小区的负载指标低于预设门限值。

例如，A小区的小区直径为1000M，小区负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值，从A小区中根据均衡策略(用户PRB、不同QCI、位置信息)筛选出需要进行负载均衡的是A终端、B终端、C终端和D终端。假设预设速度门限值为20M/S，如果A终端、B终端、C终端和D终端的移动速度分别为10M/S、20M/S、30M/S和40M/S，那么，B终端、C终端和D终端达到预设速度门限值，对B终端、C终端和D终端开启定时器，根据小区覆盖路况设置，假设放大系数为1.5，那么，终端B、终端C、终端D的预设时间门限值依次为：75S、45S、38S。如果终端B的驻留时间低于75S时，就认为终端B已离开本小区，系统自然不对终端B进行负载均衡处理，如果终端C的驻留时间超过45S时，就认为C终端为该小区覆盖范围内的运动终端，这时，系统将对C终端进行负载均衡处理，如果终端D的驻留时间超过38S时，就认为D终端也为该小区覆盖范围内的运动终端，这时，系统也对D终端进行负载均衡处理。

进一步地，如果确定至少一个终端的移动速度低于预设速度门限值，对至少一个终端切换至其他小区。

例如，基站从A小区中筛选出需要进行负载均衡的是A终端，测量的移动速度低于预设速度门限值，此时，将A终端也切换至其他小区。

如果至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值且驻留时间超过预设时间门限值时，对至少一个终端切换至其他小区。

例如，基站从A小区中筛选出需要进行负载均衡的是A终端，测量的移动速度达到预设速度门限值且驻留时间超出预设时间门限值，此时，将A终端也切换至其他小区。

下面结合具体的应用场景对上述实施例作出进一步详细说明。

参阅图4所示，本发明实施例中，负载均衡的具体流程如下：

步骤400：基站从负载指标达到预设门限值的小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端。

具体的，当小区的负载指标达到预设门限值时，基站将对小区的负载进行均衡处理，可以根据小区内各个终端的PRB利用率、QCI和位置信息中的任意一种来筛选需要负载均衡的终端。

步骤410：基站获取需要进行负载均衡的各个终端的移动速度S1，并设置终端的预设速度门限S。

若需要进行负载均衡的各个终端的移动速度S1小于S，则执行步骤420，否则，执行步骤430。

步骤420：基站对筛选出各个终端进行负载均衡。

步骤430：基站筛选出超出预设速度门限值的各个终端。

步骤440：启动定时器。

具体的，定时器时用来获得终端的预设时间门限值。

步骤450：基站确定终端的驻留时间超过预设时间门限值。

若驻留时间超出预设的时间门限值，则执行步骤420，若驻留时间没有超出预设时间门限值，则执行步骤460。

步骤460：基站对该小区中除了移动速度达到预设速度门限值，且驻留时间低于预设时间门限值的终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡。

基于上述实施例，参阅图5所示，基站包括筛选单元50、确定单元51和均衡单元52：

筛选单元50，用于接收各个小区上报的负载指标，当确定至少一个小区的负载指标达到预设门限值时，根据至少一个小区中各个终端的运行状态信息从至少一个小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端。

确定单元51，用于根据筛选出的每一个终端在其归属小区的位置变化信息确定相应终端的移动速度，以及确定每一个终端在其归属小区的驻留时间。

均衡单元52，用于确定至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值且驻留时间低于预设时间门限值时，对一个小区内除至少一个终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡。

较佳的，确定至少一个小区的负载指标达到到预设门限值时，根据至少一个小区中各个终端的运行状态信息从至少一个小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端时，筛选单元50具体用于：

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将至少一个小区中PRB利用率达到预设门限值的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端；或者，

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将至少一个小区中限制特定标度值QCI达到预设优先级的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端；或者，

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将至少一个小区中位置信息达到预设优先级的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端。

较佳的，确定筛选出的一个终端的预设时间门限时，均衡单元52具体用于：

根据筛选出的一个终端的移动速度以及其归属小区的直径，确定筛选出的一个终端的预设时间门限值，并结合时间放大系数，对该终端的预设时间门限值进行调整。

较佳的，基站对一个小区内除至少一个终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡时，均衡单元52具体用于：

基站将至少一个终端之外的其他筛选出的终端依次切换至其他小区，直到至少一个终端所在小区的负载指标低于预设门限值。

较佳的，均衡单元52进一步用于：

确定至少一个终端的移动速度低于预设速度门限值，对至少一个终端切换至其他小区；或者，

至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值且驻留时间超过预设时间门限值时，对至少一个终端切换至其他小区。

综上所述，本发明实施例中，基站接收各个小区上报的负载指标，当确定至少一个小区的负载指标达到预设门限值时，根据该至少一个小区中各个终端的运行状态信息从该至少一个小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端，接着根据筛选出的每一个终端在其归属小区的位置变化信息确定相应终端的移动速度和驻留时间，然后确定至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值，且驻留时间低于预设时间门限值时，对一个小区内除至少一个终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡。这样，通过引入对终端移动速度及驻留时间的判断，避免了基站对终端不必要的均衡操作，减少了网络信息的交互和开销，同时降低了因负载均衡所触发切换失败概率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种负载均衡优化的方法，其特征在于，所述方法包括：

基站接收各个小区上报的负载指标，当确定至少一个小区的负载指标达到预设门限值时，根据所述至少一个小区中各个终端的运行状态信息从所述至少一个小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端；

基站根据筛选出的每一个终端在其归属小区的位置变化信息确定相应终端的移动速度，以及确定每一个终端在其归属小区的驻留时间；

基站确定所述至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值且驻留时间低于预设时间门限值时，对所述一个小区内除所述至少一个终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡；其中，

确定所述筛选出的一个终端的预设时间门限值，包括：

根据所述筛选出的一个终端的移动速度以及其归属小区的直径，确定所述一个终端的预设时间门限值，并结合时间放大系数，对所述一个终端的预设时间门限值进行调整。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定至少一个小区的负载指标达到到预设门限值时，根据所述至少一个小区中各个终端的运行状态信息从所述至少一个小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端，包括：

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将所述至少一个小区中PRB利用率达到预设门限值的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端；或者，

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将所述至少一个小区中限制特定标度值QCI达到预设优先级的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端；或者，

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将所述至少一个小区中位置信息达到预设优先级的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基站对所述一个小区内除所述至少一个终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡，具体包括：

基站将所述至少一个终端之外的其他筛选出的终端依次切换至其他小区，直到所述至少一个终端所在小区的负载指标低于预设门限值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括：

确定所述至少一个终端的移动速度低于预设速度门限值，对所述至少一个终端切换至其他小区；或者，

所述至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值且驻留时间超过预设时间门限值时，对所述至少一个终端切换至其他小区。

5.一种负载均衡优化的装置，其特征在于，所述装置包括：

筛选单元，用于接收各个小区上报的负载指标，当确定至少一个小区的负载指标达到预设门限值时，根据所述至少一个小区中各个终端的运行状态信息从所述至少一个小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端；

确定单元，用于根据筛选出的每一个终端在其归属小区的位置变化信息确定相应终端的移动速度和驻留时间；

均衡单元，用于确定所述至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值且驻留时间低于预设时间门限值时，对所述一个小区内除所述至少一个终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡；其中，

确定所述筛选出的一个终端的预设时间门限值时，所述均衡单元具体用于：

根据所述筛选出的一个终端的移动速度以及其归属小区的直径，确定所述一个终端的预设时间门限值，并结合时间放大系数，对所述一个终端的预设时间门限值进行调整。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，确定至少一个小区的负载指标达到到预设门限值时，根据所述至少一个小区中各个终端的运行状态信息从所述至少一个小区中筛选出需要进行负载均衡的各个终端时，所述筛选单元具体用于：

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将所述至少一个小区中PRB利用率达到预设门限值的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端；或者，

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将所述至少一个小区中限制特定标度值QCI达到预设优先级的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端；或者，

确定至少一个小区的负载指标中包含的PRB利用率达到预设门限值时，将所述至少一个小区中位置信息达到预设优先级的各个终端，确定为需要进行负载均衡的终端。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，基站对所述一个小区内除所述至少一个终端之外的其他筛选出的终端进行负载均衡时，所述均衡单元具体用于：

基站将所述至少一个终端之外的其他筛选出的终端依次切换至其他小区，直到所述至少一个终端所在小区的负载指标低于预设门限值。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述均衡单元进一步用于：

确定所述至少一个终端的移动速度低于预设速度门限值，对所述至少一个终端切换至其他小区；或者，

所述至少一个终端的移动速度达到预设速度门限值且驻留时间超过预设时间门限值时，对所述至少一个终端切换至其他小区。