CN105101299A - 一种载波聚合系统中负载均衡的方法 - Google Patents
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Abstract
一种载波聚合系统中负载均衡的方法，所述方法包括：根据每个成员载波CC的负载和预设的过载门限确定过载CC和非过载CC，过载CC的数目大于0，且非过载CC的数目大于0；由过载CC的负载和非过载CC的负载计算负载均值；依据负载均值在过载CC和非过载CC中确定待均衡CC；待均衡CC的负载大于负载均值则属于待调整CC队列，待均衡CC的负载小于等于负载均值则属于目标CC队列；在待调整CC队列中选择待调整CC，在目标CC队列中选择目标CC；将用户从待调整CC切换到目标CC。应用本发明实施例后，保证各个CC间的负载均衡，充分利用资源，保障系统的通信质量。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种载波聚合系统中负载均衡的方法。
背景技术
载波聚合技术是LTE-Advanced中的一项重要技术，它是提高数据传输速率的最直接方法。所谓载波聚合，是指用户的数据可以在多个成员载波(CC)上同时传输，相当于增加了用户的传输带宽。在LTERel-10协议中，一个用户可以同时使用的CC最多为5个，这样单个用户的最大传输带宽理论上可以达到100MHz，这将极大地提高用户数据传输的峰值速率。
CC代表了一个上行载波或一个下行载波，一个上行CC和一个下行CC通过某种对应关系关联到一起就构成了一个小区(Cell)，所以载波聚合也被称为小区聚合(CellAggregation)。将成员载波划分为主成员载波(PCC)和辅成员载波(SCC)以便于对成员载波进行管理，并且规定每个UE最多具有一个上行PCC和一个下行PCC。下行PCC和上行PCC关联到一起构成了主小区(PCell)，下行SCC和可选的上行SCC关联到一起构成了辅小区(SCell)。在Rel-10中，UE从IDLE状态转换到CONNECTED状态的时候，驻留的载波变为PCell；PCell是一直存在的，SCell的增加和删除是通过RRC连接重配置消息实现的。
与SCell相比，PCell具有一些特定的性质，如PCell不能进行去激活，UE只在SCell上执行激活/去激活机制；UE只在PCell上给eNodeB传输物理上行链路控制信息；Rel-10中只支持在PCell的上行和下行上配置SPS资源。
在载波聚合系统中，LTE-AUE可以配置多个CC用于数据传输。考虑到PCC和SCC存在着差异性，与SCC相比，PCC需额外支持物理上行链路控制信息、部分信令和SPS调度业务数据的传输。如果一个CC作为PCC接入用户或业务过多时，超过了该CC所能承载的最大限度，可导致控制资源重配而增加大量信令开销，也会导致用户或业务得不到及时调度，影响用户的通信质量。由于用户根据一定原则选择驻留载波，用户从IDLE状态转为CONNECTED状态，其驻留载波成为该用户的PCell，这样各CC上可能出现用户分布不均衡，一些CC作为PCC已处于饱和状态，而另一些CC作为PCC其资源并未得到充分地利用。
因此，在载波聚合系统中，各个CC间会出现负载不均衡、资源利用不充分的问题。这将带来系统管理和优化的工作量加大，系统拥塞等问题，严重影响系统的通信质量。
发明内容
本发明实施例提出一种载波聚合系统中负载均衡的方法，保证各个CC间的负载均衡，充分利用资源，保障系统的通信质量。
本发明实施例的技术方案如下：
一种载波聚合系统中负载均衡的方法，所述方法包括：
根据每个成员载波CC的负载和预设的过载门限确定过载CC和非过载CC，过载CC的数目大于0，且非过载CC的数目大于0；
由过载CC的负载和非过载CC的负载计算负载均值；
依据负载均值在过载CC和非过载CC中确定待均衡CC；
待均衡CC的负载大于负载均值则属于待调整CC队列，待均衡CC的负载小于等于负载均值则属于目标CC队列；
在待调整CC队列中选择待调整CC，在目标CC队列中选择目标CC；
将用户从待调整CC切换到目标CC。
所述CC的负载包括CC作为主成员载波PCC的用户数目。
所述依据负载均值在过载CC和非过载CC中确定待均衡CC包括：
负载均值小于所述过载门限，则过载CC为待均衡CC，非过载CC为待均衡CC。
所述依据负载均值在过载CC和非过载CC中确定待均衡CC：
负载均值大于等于所述过载门限，且仅有一个过载CC，则过载CC为待均衡CC，非过载CC为待均衡CC。
所述依据负载均值在过载CC和非过载CC中确定待均衡CC：
负载均值大于等于所述过载门限，且至少有两个过载CC，则删除负载最小的过载CC，重新计算负载均值，再次确定待均衡CC。
所述待调整CC队列中选择待调整CC包括：在待调整CC中选择负载最大的CC作为待调整CC。
所述在目标CC队列中选择目标CC包括：
在待调整CC作为PCC的用户中，选择待调整CC的参考信号接收功率RSRP最小值对应的用户作为待切换的用户；
在目标CC队列中，选择待切换的用户的RSRP最大值对应的CC作为目标CC。
所述将用户从待调整CC切换到目标CC包括：
读取待切换的用户的信息；
将所述用户从待调整CC切换到目标CC。
所述选择测量获得RSRP最大值对应的CC作为目标CC包括：
至少有两个RSRP最大值，选择其中负载最小的CC作为目标CC。
从上述技术方案中可以看出，在本发明实施例中根据每个CC的负载和预设的过载门限确定过载CC和非过载CC，然后确定待调整CC队列和目标CC队列；在待调整CC队列中选择待调整CC，在目标CC队列中选择目标CC；将用户从待调整CC切换到目标CC。由于保证了各个CC间的负载均衡，因此能够充分利用资源，保障系统的通信质量。
附图说明
图1为载波聚合系统中负载均衡的方法流程示意图；
图2为选择待均衡CC的流程示意图；
图3为选择目标CC的流程示意图；
图4为均衡切换流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，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。
在本发明实施例中，负载均衡时，根据各个CC的负载值和过载门限来确定过载CC和非过载CC，由过载CC的负载和非过载CC的负载确定负载均值，再依据负载均值选择待调整CC和目标CC；将用户从待调整CC切换到目标CC上，达到将负载从高的CC重新分布到低的CC的目的。这样使得各个CC的负载均衡，无线资源保持较高的利用效率，提升系统的整体性能。
参加附图1是载波聚合系统中负载均衡的方法流程示意图，具体包括以下步骤：
步骤101、根据每个CC的负载和预设的过载门限确定过载CC和非过载CC，过载CC的数目大于0，且非过载CC的数目大于0。
采样本发明的技术方案在LTE-A系统载波聚合情况下，均衡同一基站(eNB)下多载波间的负载分布。
统计和评估各个CC的负载情况。本发明中采用CC作为PCC的用户数目来表征负载。分别统计eNB内各个CC下作为PCC的用户数。设N个CC分别为C1,C2,…,CN，当前各个CC的负载值统计情况分别为L1,L2,…,LN。
每个CC都具有一定的承载能力，若超过过载门限则过载。过载门限T即根据配置可利用的空口无线资源和设备硬件资源的限制折算出一个CC支持的用户数目。如果一个CC的负载值超过负载门限，则该CC过载，否则该CC非过载。根据过载门限判断各个CC的负载情况，并相应的归类到过载CC或非过载CC队列。
根据负载评估的情况，判决是否需要进行负载均衡。若所有CC都过载或所有CC都不过载，则不进行负载均衡；否则进行负载均衡，执行下一步，即过载CC的数目大于0，同时非过载CC的数目大于0时，进行负载均衡。换言之，N个CC的负载值L1,L2,…,LN，如果满足如下条件，则不进行均衡：
所有CC的负载值均小于或者等于过载门限T；
所有CC的负载值均大于或者等于过载门限T。
即只有在过载CC的数目大于0，且过载CC的数目大于0的情况下，才能进行负载均衡。
步骤102、由过载CC的负载和非过载CC的负载计算负载均值。
通过过载CC的负载和非过载CC的负载计算负载均值，计算负载均值的目的在于在103中可以依据负载均值在过载CC和非过载CC中确定待均衡CC。
步骤103、依据负载均值在过载CC和非过载CC中确定待均衡CC。
根据各个CC的负载值，分别对过载CC和非过载CC队列进行排序。设有M个CC过载，N-M个CC非过载，L'为符合步骤101的负载均衡要求每个CC的负载，两个队列排序为：
过载CC：L'1≥L'2≥…≥L'M＞T
非过载CC：T≥L'M+1≥L'M+2≥…≥L'N
由于不能保证现有的非过载CC与过载CC能够达到负载均衡，因此需要在筛选过载CC。去除负载较小的CC，保留部分过载CC和全部非过载CC作为待均衡CC，从而保证过载CC与非过载CC的平衡。
具体包括以下三种情况：
(a)负载均值小于所述过载门限，则过载CC为待均衡CC，非过载CC为待均衡CC。
(b)负载均值大于等于所述过载门限，且仅有一个过载CC，则过载CC为待均衡CC，非过载CC为待均衡CC。
(c)负载均值大于等于所述过载门限，且至少有两个过载CC，则删除负载最小的过载CC，重新计算负载均值，再次确定待均衡CC。
参加附图2是上述a、b和c三种情况下，选择待均衡CC的流程示意图。
201、计算负载均值，针对非过载CC队列和过载CC队列中的CC的负载值求均值。
202、判断负载均值是否小于过载门限T。若负载均值小于过载门限，意味着此时的非过载CC与过载CC是可以均衡的，则执行205；若负载均值大于等于过载门限，意味着此时的非过载CC与过载CC不能达到均衡，则执行203。
203、判断过载CC队列中是否仅剩一个CC。若过载CC队列中仅剩一个CC，则执行205；若过载CC队列中不止一个CC，则执行204。
204、从过载CC队列中删除负载最小CC，这样可以首先保证负载较大的过载CC得到均衡。
205、非过载CC与部分过载CC的集合为待均衡CC。
步骤104、待均衡CC的负载大于负载均值则属于待调整CC队列，待均衡CC的负载小于等于负载均值则属于目标CC队列。
按照步骤201中计算的负载均值，将待均衡CC划分成两个队列。大于负载均值的队列作为待调整CC队列；小于或等于负载均值的队列作为切换的目标CC队列。
步骤105、在待调整CC队列中选择待调整CC，在目标CC队列中选择目标CC。
依次从待调整CC队列中选择负载值最大的CC作为待调整CC。
在目标CC队列中选择目标CC，首先需要确定待切换的用户，然后再确定目标CC。第一、在待调整CC作为PCC的用户中，选择待调整CC的参考信号接收功率(RSRP)最小值对应的用户作为待切换的用户；第二、在目标CC队列中，待切换的用户的RSRP最大值对应的CC为目标CC。若至少有两个RSRP最大值，则选择其中负载最小的CC作为目标CC。
参见附图3是选择目标CC的流程示意图，具体包括以下步骤：
301、将待调整CC作为PCC的UE，根据该UE测量该CC的RSRP值进行升序排序。
302、读取RSRP排序队列中第一个用户信息。
303、选择RSRP中最大RSRP值对应的CC作为切换的目标CC，如果存在多个CC有相同的RSRP最大值，则选择其中负载值最小的作为目标CC。
304、将302中确定的用户从原CC上切换到目标CC，并从RSRP排序队列中删除该用户信息。
305、分别更新待调整CC的负载和该目标CC的负载。
306、依据负载均值判断目标CC是否满足均衡，若目标CC大于等于负载均值，则目标CC已满足均衡，执行307；若目标CC小于负载均值，则目标CC未满足均衡，执行309。
307、在目标CC队列中删除平衡后目标CC的相关信息。
308、判断目标CC队列是否为空，如果是，结束；否则，执行309。
309、判断待调整CC是否满足均衡，即待调整CC的负载是否小于负载均值；若待调整CC的负载小于负载均值，则待调整CC满足均衡，结束；若待调整CC的负载大于等于负载均值，则待调整CC未满足均衡，执行310。
310、若该切换用户是RSRP排序队列中最后一个用户，则结束；若该切换用户不是RSRP排序队列中最后一个用户，则执行311。
311、读取RSPR排序队列中下一个用户信息。
步骤106、将用户从待调整CC切换到目标CC。
从待调整CC中选择适合的用户，确定该用户切换到的目标CC，并将该用户切换到目标CC上。图4为均衡切换流程示意图。
401、按照是否大于负载均值将待均衡CC分成两个队列，大于负载均值的队列作为待调整CC队列，小于或等于负载均值的队列作为目标CC队列。
K是计算得到的负载均值，将待均衡CC的负载值与K进行比较及排序，可分成如下两个队列，其中包括P个待调整CC，Q个目标CC。L''为步骤106中待切换是各CC的负载。
大于负载均值的待调整CC队列：L″1≥L″2≥…≥L″P＞K
小于等于负载均值的切换的目标CC队列：K≥L″P+1≥L″P+2≥…″L″P+Q
402、读取待调整CC队列中第一个CC作为待调整CC，即从大于负载均值CC队列中选出负载值最大的CC作为待调整CC。
403、执行301-311选择UE并确定目标CC。
404、判断待调整CC队列是否遍历完成，如果完成遍历，则结束；否则，执行405。
405、读取待调整CC队列中下一个CC，将下一个CC作为待调整CC，执行403。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种载波聚合系统中负载均衡的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据每个成员载波CC的负载和预设的过载门限确定过载CC和非过载CC，过载CC的数目大于0，且非过载CC的数目大于0；
由过载CC的负载和非过载CC的负载计算负载均值；
依据负载均值在过载CC和非过载CC中确定待均衡CC；
待均衡CC的负载大于负载均值则属于待调整CC队列，待均衡CC的负载小于等于负载均值则属于目标CC队列；
在待调整CC队列中选择待调整CC，在目标CC队列中选择目标CC；
将用户从待调整CC切换到目标CC。
2.根据权利要求1所述载波聚合系统中负载均衡的方法，其特征在于，所述CC的负载包括CC作为主成员载波PCC的用户数目。
3.根据权利要求1所述载波聚合系统中负载均衡的方法，其特征在于，所述依据负载均值在过载CC和非过载CC中确定待均衡CC包括：
负载均值小于所述过载门限，则过载CC为待均衡CC，非过载CC为待均衡CC。
4.根据权利要求1所述载波聚合系统中负载均衡的方法，其特征在于，所述依据负载均值在过载CC和非过载CC中确定待均衡CC：
负载均值大于等于所述过载门限，且仅有一个过载CC，则过载CC为待均衡CC，非过载CC为待均衡CC。
5.根据权利要求1所述载波聚合系统中负载均衡的方法，其特征在于，所述依据负载均值在过载CC和非过载CC中确定待均衡CC：
负载均值大于等于所述过载门限，且至少有两个过载CC，则删除负载最小的过载CC，重新计算负载均值，再次确定待均衡CC。
6.根据权利要求1所述载波聚合系统中负载均衡的方法，其特征在于，所述待调整CC队列中选择待调整CC包括：在待调整CC中选择负载最大的CC作为待调整CC。
7.根据权利要求1所述载波聚合系统中负载均衡的方法，其特征在于，所述在目标CC队列中选择目标CC包括：
在待调整CC作为PCC的用户中，选择待调整CC的参考信号接收功率RSRP最小值对应的用户作为待切换的用户；
在目标CC队列中，选择待切换的用户的RSRP最大值对应的CC作为目标CC。
8.根据权利要求7所述载波聚合系统中负载均衡的方法，其特征在于，所述将用户从待调整CC切换到目标CC包括：
读取待切换的用户的信息；
将所述用户从待调整CC切换到目标CC。
9.根据权利要求7所述载波聚合系统中负载均衡的方法，其特征在于，所述选择测量获得RSRP最大值对应的CC作为目标CC包括：
至少有两个RSRP最大值，选择其中负载最小的CC作为目标CC。
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