CN112235804A - 基站远端单元动态划归方法和装置、小区组网方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站远端单元动态划归的方法、装置以及逻辑小区动态组网方法、系统，该基站远端单元动态划归的方法包括以下步骤：控制选定基站远端单元降低信号功率，使选定基站远端单元信号覆盖下的用户终端迁移到周边相邻的基站远端单元上；变更相关配置，建立选定基站远端单元与目标逻辑小区的从属关系；控制选定基站远端单元抬升信号功率至正常水平，使周边相邻的基站远端单元弱覆盖区域内的用户终端回到选定基站远端单元。本发明能够在无需中断小区级业务、不影响终端用户体验的前提下，实现基站远端单元的动态划归，且能够降低网络运营过程中的维护成本、减少BBU在运行过程中的能源消耗、提升通信基站资源的利用效率。

Description

基站远端单元动态划归方法和装置、小区组网方法和系统

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种基站远端单元动态划归方法和装置、小区组网方法和系统。

背景技术

随着通信技术的快速发展，通信业务与覆盖需求的持续升级，作为信息社会重要基础设施的移动通信基站，其业务功能与实现架构也在不断地演进与革新。在4G LTE时代，在移动网络广覆盖需求基本达成的情况下，为进一步满足4G网络精细化深度覆盖的需求，数字化分布式基站系统作为一种新兴的基站形态被越来越多地部署。

分布式基站系统的一大优势在于，在建筑物室内覆盖移动信号，能够根据室内建筑隔断等具体布局因势利导地部署分布式远端单元，从而将无线信号覆盖在用户需要的每个角落。也就是说，由于分布式基站多个远端RU单元通过扩展单元连接到同一个BBU基带单元，使得分布式基站的覆盖区域可以根据RU的部署点位灵活地调整。而这种普遍的NLOS非视距覆盖场景，对于传统一体化基站来说是难以进行有效信号覆盖的。

此外，分布式基站系统，特别是物理层信号解调、解码等功能模块位于远端单元的分布式基站系统，由于上行信号解调、解码在远端单元本地进行，在基带单元处不会出现上行信号合并所带来的底噪抬升，故其所能支持的远端单元数量非常多，从而实现较大范围的信号覆盖。在5G NR标准中，3GPP已将数字化分布式C-RAN架构作为5G基站的标准实现架构纳入相关技术规范，数字化分布式基站已然成为了主流的移动通信基站解决方案。

但是现有的分布式基站系统在实际部署运行中，存在着如下问题：

1、分布式基站单小区用户容量、吞吐性能等规格有限，在分布式远端单元大范围覆盖时难以满足高用户量场景下的业务需求；配置为多小区连续覆盖时存在分布式远端单元与逻辑小区间合理划归的问题，人工配置需要对部署区域内用户规模、业务需求等进行现场调研勘测再行规划配置，使得运维成本高企。

2、分布式基站小区业务承压，需要及时扩充容量的场景。已有的支持小区分裂与合并的分布式基站解决方案，其分裂或合并过程中需要中断小区级业务提供，严重影响终端用户业务体验，因此分裂或合并的实施仅限于在夜间等低话务时段进行。这在业务需求波动相对频繁的场景下，无法及时满足基站扩容或缩容的需要，从而不能达到相对精细化的系统资源动态调整与节能减排的目的。

3、在大型商场等场所建成初期与后期存在着移动业务需求由低到高持续增长的过程，初期部署的基站系统用户容量规格规划过低，难以满足用户持续增长的业务需求，规划过高，又会导致前期用户增长阶段BBU计算资源、传输资源及电能的浪费。

4、在商场、办公大楼以及工厂等典型场所，存在着相对规律的业务潮汐现象，即日间用户量多、业务需求大，基站负荷高，而在夜间用户量少、业务需求小，基站负荷低，资源利用效率低。

5、在大学的教学楼与宿舍楼，大型工厂的生产厂房与职工宿舍之间，存在着区域业务总量相对恒定、但用户业务需求在区域内不同局部此消彼长的现象。此外，当前城市建设进程中广泛采用新兴的以公共交通为导向的发展模式，即TOD模式，其特点在于集工作、商业、文化、教育、居住等为一体的″混合用途″，通过土地使用和交通政策来协调城市发展过程中产生的交通拥堵和用地不足的矛盾。这种模式开发出的社区区块，同样存在着区块内总体业务需求相对恒定，但区块内商用办公楼、居民住宅楼等局部功能区域之间业务的相互消长的现象。此类场景如果按照传统的分布式基站部署方式，需要在覆盖区域内都按照最大业务需求进行规格规划与部署，但在业务消退的局部区域就会造成BBU计算资源、设备能耗的无谓浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基站远端单元动态划归方法及装置，以能够在无需中断小区级业务、不影响终端用户体验的前提下，实现基站远端单元的动态划归。

本发明的另一目的在于提供一种小区组网方法和装置，以能够降低网络运营过程中的维护成本、节约BBU在运行过程中的能源消耗、提升通信基站资源的利用效率。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种基站远端单元动态划归的方法，包括以下步骤：

控制选定基站远端单元降低信号功率，使选定基站远端单元信号覆盖下的用户终端迁移到周边相邻的基站远端单元上；

变更相关配置，建立选定基站远端单元与目标逻辑小区的从属关系；

控制选定基站远端单元抬升信号功率至正常水平，使周边相邻的基站远端单元弱覆盖区域内的用户终端回到选定基站远端单元。

在一实施例中，该方法的所述控制选定基站远端单元降低信号功率，具体为：控制基站远端单元以不影响用户业务体验的速率缓慢降低信号功率。

在一实施例中，该方法的所述控制选定基站远端单元降低信号功率，具体为控制基站远端单元按照设定步长逐步降低信号功率。

在一实施例中，该方法的所述变更相关配置具体包括：变更选定基站远端单元的配置到待划归的目标逻辑小区；重启选定基站远端单元；变更选定基站远端单元所连接的基站扩展单元对应网络接口的传输相关配置。

在一实施例中，该方法的所述建立所述选定基站远端单元与目标逻辑小区的从属关系具体包括：选定基站远端单元通过新的逻辑传输链路与基站近端单元建立通信，并根据基站近端单元对选定基站远端单元的的小区归属配置，向目标逻辑小区发起注册。

在一实施例中，该方法的所述控制选定基站远端单元抬升信号功率至正常水平，具体为：控制选定基站远端单元按照设定步长逐步抬升信号功率至正常水平。

根据本发明的另一方面，还提供了一种基站远端单元动态划归装置，包括基站近端单元、基站扩展单元和选定基站远端单元，所述基站近端单元用于控制选定基站远端单元降低信号功率，使选定基站远端单元信号覆盖下的用户终端逐渐迁移到周边相邻的基站远端单元上；所述基站近端单元还用于变更基站远端单元和基站扩展单元的相关配置，建立选定基站远端单元与目标逻辑小区的从属关系；所述基站近端单元还用于控制选定基站远端单元抬升信号功率至正常水平，使周边相邻的基站远端单元弱覆盖区域内的用户终端逐渐回到选定基站远端单元。

在一实施例中，该装置的所述基站近端单元用于控制选定基站远端单元以不影响用户业务体验的速率缓慢降低信号功率。

根据本发明的又一方面，还提供了一种逻辑小区动态合并的方法，包括：统计基站近端单元下各逻辑小区的第一统计数据，若存在两个逻辑小区符合合并要求，则通过上述基站远端单元动态划归方法将所述两个逻辑小区进行合并。

在一实施例中，该方法的所述将两个逻辑小区进行合并具体为：将一逻辑小区中的基站远端单元先后逐一划归到另一逻辑小区中去。

在一实施例中，该方法的所述第一统计数据包括小区级连接态用户数、用户终端在逻辑小区间的切换次数以及逻辑小区级上行干扰水平。

在一实施例中，该方法的所述合并要求包括：所述两个逻辑小区具有站内邻区关系；所述两个逻辑小区在设定时期内的连接态用户数低于各自的预设负载门限；所述两个逻辑小区合并后预估的连接态用户数不高于指定的高负荷门限。

在一实施例中，该方法在将所述两个逻辑小区合并后，还包括：在指定的监控周期内持续监控合并后的逻辑小区及其周围相邻逻辑小区的性能指标，在监控周期结束后，与合并前的相应性能指标进行比对分析，若性能指标达到预设的决策回退门限，则立即执行决策回退，采用上述基站远端单元动态划归方法将合并后的逻辑小区恢复到合并前的两个逻辑小区的状态。

在一实施例中，该方法的所述将合并后的逻辑小区恢复到合并前的两个逻辑小区的状态，具体为：将合并后的逻辑小区中的基站远端单元按照合并前的划分，先后逐一划归到两个逻辑小区中。

在一实施例中，该方法的所述性能指标包括切换成功率、接入成功率、小区上行干扰水平和掉话率。

根据本发明的又一方面，还提供了一种逻辑小区动态合并系统，包括网络管理单元和上述基站远端单元动态划归装置，所述网络管理单元用于统计基站近端单元下各逻辑小区的第一统计数据，若存在两个逻辑小区符合合并要求，则作出小区合并决策并下发给所述基站远端单元动态划归装置。

根据本发明的再一方面，还提供了一种逻辑小区动态分裂的方法，统计基站近端单元下各逻辑小区的第二统计数据，若存在逻辑小区在指定期限内持续满足高负载门限，则通过上述基站远端单元动态划归方法，将该逻辑小区按照分裂决策方法得到的分裂划分方案分裂为两个逻辑小区。

在一实施例中，该方法的所述将该逻辑小区按照分裂决策方法得到的分裂划分方案分裂为两个逻辑小区具体为：将该逻辑小区中的基站远端单元按照分裂决策方法得到的分裂划分方案先后逐一划归到两个逻辑小区中。

在一实施例中，该方法的所述第二统计数据包括小区级连接态用户数和小区级PRB利用率。

在一实施例中，该方法的所述分裂决策方法包括：

在逻辑小区分裂前，确定待分裂逻辑小区各个基站远端单元在指定统计周期内的远端单元级连接态用户数、与周边基站远端单元间的用户终端迁移统计以及用户终端在基站远端单元间切换过程中切换点的路损统计；

建立数学模型，定义邻接矩阵用于评估基站近端单元的负载情况、节点间的干扰距离以及终端用户在节点间的切换移动次数；

根据所述邻接矩阵确定小区分裂划分方案。

在一实施例中，该方法的所述根据所述邻接矩阵确定小区分裂划分方案包括：基于所述邻接矩阵，按照远端单元级连接态用户数由多到少进行排序，并将前n个高负载基站远端单元分散划归到不同小区。

在一实施例中，该方法的所述根据所述邻接矩阵确定小区分裂划分方案还包括：基于所述邻接矩阵，将基站远端单元间距较小的一对赋以绑定属性，即该对基站远端单元限制必须分配到同一小区。

在一实施例中，该方法的所述根据所述邻接矩阵确定小区分裂划分方案还包括：基于所述邻接矩阵，将基站远端单元间切换次数较多的单元对优先分配到同一逻辑小区，以尽可能地减少用户终端在分裂后小区间的切换重选次数，而使得这种切换重选的移动性在分裂后小区内各远端单元间进行。

在一实施例中，该方法还包括基于所述邻接矩阵，定义小区节点密度与小区模块度两个指标，用于评估候选的小区划分方案，选出具有较高模块度与小区节点密度的小区分裂划分方案作为最优的方案予以实施。

在一实施例中，该方法还包括在指定的监控周期内持续监控分裂后的逻辑小区及其周围相邻逻辑小区的性能指标，在监控周期结束后，与分裂前的相应性能指标进行比对分析，若性能指标达到预设的决策回退门限，则立即执行决策回退，采用如权利要求1～6中任一所述的基站远端单元动态划归方法将分裂后的逻辑小区恢复到分裂前的一个小区的状态。

在一实施例中，该方法的所述将分裂后的逻辑小区恢复到分裂前的一个小区的状态具体为：将分裂后的逻辑小区中的基站远端单元先后逐一划归到分裂前的一个小区中。

根据本发明的再一方面，还提供了一种逻辑小区动态分裂系统，包括网络管理单元和上述基站远端单元动态划归装置，所述网络管理单元用于统计基站近端单元下各逻辑小区的第二统计数据，若存在逻辑小区在指定期限内持续满足高负载门限，则作出小区分裂决策并下发给所述基站远端单元动态划归装置。

本发明实施例的有益效果是：

1)逻辑小区可基于既定的算法策略自动决策分裂扩容与合并缩容，无需人工介入、无需现场勘测，可大幅降低运维成本，有效改善用户体验；

2)对于业务承压需及时扩容的场景，解决了现有技术方案需要中断小区级业务，仅适于在夜间等低话务时段进行分裂扩容的问题，可以及时自动进行分裂扩容，满足业务增长需要；

3)在校园、办公楼等具有典型潮汐效应的场景，自动匹配业务潮汐进行基站基带资源的分配，容量按需伸缩的同时最大化资源利用效率，从而实现精细化的能耗节省；

4)在大学的教学楼与宿舍楼，大型工厂的生产厂房与职工宿舍之间、以及新兴的TOD社区范围内，存在着区域业务总体相对恒定、业务需求在区域内不同局部间相互消长的场景，可以按照区域内整体高峰业务需求量部署基站基带资源，并将所述基站基带资源动态合理地分配到区域内各局部需要的范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是本发明基站远端单元动态划归方法的流程图；

图2是本发明小区动态合并方法的流程图；

图3是本发明小区动态分裂方法的流程图；

图4是本发明小区动态分裂方法的分裂决策流程图；

图5是本发明基站远端单元动态划归装置示意图；

图6是本发明小区组网系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

如图1所示，本发明实施例提供了一种基站远端单元动态划归的方法，包括以下步骤：

S101、基站近端单元首先对选定的基站远端单元进行降功率操作，直至该远端单元停止信号发射。

针对选定的基站远端单元，在以小区分裂或合并为目的变更其所属的逻辑小区前，通过配置将该基站远端单元的发射功率降低，使得该远端单元覆盖范围的用户终端因为当前所在远端单元信号强度弱于周边远端单元信号强度而迁移(逻辑小区内远端单元间)或者切换(不同逻辑小区远端单元间)到周边信号更强的远端单元上。

S102、基站近端单元配置被选定的基站远端单元，将该远端单元的网络接口VLAN、组播组等配置变更到待划归的目的逻辑小区。

当所述待变更逻辑小区的远端单元其下所有用户终端均迁移完后，通过配置将该远端单元与所属逻辑小区的从属关系配置变更到目标逻辑小区中，这主要是通过配置所述基站远端单元的网络接口VLAN以及下行同步、广播报文所需的组播组等传输参数来实现的。修改前述参数后，需要触发该远端单元重启以激活相关配置。

S103、基站近端单元配置选定基站远端单元所连接的基站扩展单元的网络接口相关参数，包括该网络接口所属VLAN、组播组等参数，将相关参数配置变更到待划归的目的逻辑小区。

S104、划归配置完成的基站远端单元在目标逻辑小区注册。

划归配置完成的基站远端单元在S102步骤重启恢复、该远端单元与S103基站扩展单元对应网络接口的传输配置完成后，该远端单元通过新的逻辑传输链路与基站近端单元建立通信，并根据基站近端单元对该基站远端单元的小区归属配置，向目标逻辑小区发起注册。

S105、被选定的基站远端单元在目标逻辑小区注册成功后，基站近端单元控制该远端单元逐步抬升功率，直至发射功率达到常规发射功率。

通过抬升信号发射功率至目标功率水平，将周边远端单元弱覆盖区域内的用户终端通过逻辑小区内迁移(周边远端单元与所述远端单元同属一个逻辑小区时)或者逻辑小区间切换的方式(周边远端单元与所述远端单元属于不同逻辑小区时)逐步吸纳回所述基站远端单元。

上述基站远端单元动态划归的方法，能够满足多种场景的基站资源动态分配需求。在划归过程中，小区级的业务完全不受影响，不需要对逻辑小区进行去激活操作，并且不进行划归操作的大部分基站远端单元其业务提供也不受影响。

进一步地，为了消减划归过程中对选定基站远端单元及其相邻单元覆盖下用户终端的影响，可以控制基站远端单元的发射功率以不影响用户体验的速率缓慢降低，例如可以按照某种较为平缓的函数曲线递减。优选地，一种较为简单的方式是按照固定步长(例如按照1dB每秒的速度)匀速降低功率，本发明实施例不作具体限制，可根据实际情况自行调整。

需要注意的是，对于室内覆盖场景，小区边缘场强一般要求大于-95dBm，故对于远端单元连续覆盖的相邻单元间共覆盖区域信号强度应高于此指标，则在各远端单元近点处所能接收到的周边单元信号强度应高于-110dBm，确保近点用户在切换过程中不至于因无信号或信号太差而中断业务。

从而，对于选定基站远端单元，通过控制发射功率降低的速度，能够在不影响用户体验的前提下进行划归。对进行划归操作的远端单元周边的、需要承接从前者迁移过来的终端用户的远端单元来说，其覆盖的用户终端数量有所提升，但因实际的无线调度资源由基站近端单元提供，故其覆盖用户的业务体验并不会受到影响，在此基础上发生迁移的终端用户的业务连续性可以得到必要的保障。

基于上述基站远端单元动态划归方法，本发明实施例还提供了一种逻辑小区动态合并方法，如图2所示，该方法包括：

S201、基站近端单元持续统计逻辑小区的业务负载数据，并将统计数据上报到网络管理单元。

基站近端单元分别按照网络管理单元指示的统计周期对其所有逻辑小区的包括但不限于连接态用户数、小区间切换次数、测量报告、小区级上行干扰水平等数据进行采集，并周期性上报给网络管理单元。

S202、网络管理单元根据统计数据评估基站近端单元各逻辑小区负载情况，对持续低负载相邻两小区进行小区合并决策。并下发小区合并配置到基站近端单元。

若网络管理单元统计到具有站内邻区关系的两逻辑小区在一段时期内的连接态用户数指标持续低于各自小区相应指标满规格的50％-offset(％)(对于门限及偏置具体数值本发明实施例不作具体限制，可根据实际情况自行调整。)，并且在一个时间迟滞H_sys(如30分钟、60分钟或者90分钟等，对于迟滞具体数值本发明实施例不作具体限制，可根据实际情况自行调整。)内持续满足，并且通过指标评估基于所述一段时间内的连接态用户数指标预估合并后的逻辑小区的连接态用户数情况，如果预估合并后小区的连接态用户数不高于指定的高负荷门限(可在门限基础上再减去一个偏置)，则决策将所述两个逻辑小区通过所述基站远端单元动态划归的方法合并为一个逻辑小区。网络管理单元将按照当前所属小区的本地小区标识大小，将待合并两逻辑小区中属于本地小区标识较大的逻辑小区的所有基站远端单元，以选定基站远端单元集合的形式，连同小区合并所需的其它参数一起下发给基站近端单元。

S203、基站近端单元根据网络管理单元的配置指示，通过动态划归选定基站远端单元的方式进行逻辑小区合并操作。

基站近端单元将待划归的远端单元集合中的基站远端单元，按照本发明提供的基站远端单元在不同逻辑小区间动态划归的方法，先后逐一划归到待合并逻辑小区。

在可能的实施例中，逻辑小区中的基站远端单元先后逐一划归到另一个逻辑小区中去。这里的″先后逐一划归″意味着，在前一基站远端单元划归完全完成、在目的逻辑小区正常提供业务后，再开始后一个基站远端单元的划归操作。这种串行划归的方式能够将划归过程中对系统、对用户体验的波动尽可能地减小。

S204、逻辑小区合并操作完成后，网络管理单元对基站近端单元上报的各逻辑小区一段时期内的性能指标数据进行评估，以决策是否需要撤销小区合并操作。

网络管理单元将对包括合并后小区及周围相邻小区的特定性能指标(如切换成功率、接入成功率、小区上行干扰、掉话率等)进行一个或多个周期的持续监控，并在监控周期结束后，与合并操作执行前的相应指标数据进行比对分析。

S205、如所述指标有明显恶化，且达到预设的决策回退门限，则需要立即执行决策回退，将合并的逻辑小区通过远端单元动态划归的方式恢复到合并前的两个小区的状态。所谓恢复到合并前的两个小区的状态，具体是指将合并后小区的远端单元按照合并前与原有逻辑小区的从属关系进行划归。

若合并后的逻辑小区，与该小区所在分布式基站系统下其它相邻小区，经一段时间的指标统计，确认同样满足在统计周期内的连接态用户数低于各自小区满规格的50％-offset(％)(对于门限及偏置具体数值本发明实施例不作具体限制，可根据实际情况自行调整)，且在一个时间迟滞H_sys(如30分钟、60分钟或者90分钟等，对于迟滞具体数值本发明实施例不作具体限制，可根据实际情况自行调整。)内持续满足，并且经过预估合并后连接态用户数不超过预设的门限，则可重复前述小区合并动作，进行进一步的小区合并。

若分布式基站系统内相邻的多个小区均满足所述小区合并条件的，则在所有满足合并条件的相邻小区之间对小区间切换次数、小区级上行干扰水平等进行评估排序，结合预估的合并后小区连接态用户数水平，优先选取合并后小区连接态用户数较低、合并前小区间切换次数较高、合并前上行干扰水平较高的相邻小区对予以小区合并操作。

本发明实施例还提供一种逻辑小区动态分裂的方法。该方法流程如图3所示。该方法具体由网络管理单元进行控制决策、基站近端单元予以执行。该方法包括：

S301、基站近端单元持续统计逻辑小区的业务负载、移动性、上行路损等数据，并将统计数据上报到网络管理单元。

作为网络管理单元进行逻辑小区分裂决策的输入，需要确定待分裂逻辑小区各个基站远端单元在设定的统计周期内的连接态用户数、与周边的基站远端单元间的用户终端迁移统计，以及用户终端在基站远端单元间切换过程中切换点的上行路损统计。

S302、网络管理单元根据统计数据评估基站近端单元各逻辑小区负载情况，对持续高负载的逻辑小区进行小区分裂决策，并下发小区分裂配置到基站近端单元。

若某逻辑小区在一段时期内的连接态用户数或者小区级PRB利用率高于小区满规格的75％+offset(％)(对于门限及偏置具体数值本发明实施例不作具体限制，可根据实际情况自行调整)，并且在一个时间迟滞H_sys(如30分钟、60分钟或者90分钟等，对于迟滞具体数值本发明实施例不作具体限制，可根据实际情况自行调整。)内持续满足，则决策将所述逻辑小区通过所述基站远端单元动态划归的方法分裂为两个逻辑小区。

基于上述因素考虑，本发明实施例在考虑逻辑小区分裂选择各基站远端单元归属、小区分裂边界时，提出一种合理化的小区分裂策略。总体而言即是：优先考虑负载均衡，即需要将多个高负载远端单元分散划归到不同小区；其次考虑分裂后两小区边界的基站远端单元间距，即为消减小区间同频干扰，通过上行路损衡量基站远端单元间干扰距离并考虑将小区边界划分在距离较远的两个基站远端单元之间；最后考虑基站远端单元间切换次数，依据历史统计数据，尽可能地减少用户终端在分裂后小区间的切换重选次数，而使得这种切换重选的移动性在分裂后小区内各基站远端单元间进行。

从用户终端在基站远端单元间移动性角度考虑，将分布式基站系统下各待分裂小区所有基站远端单元构成的网络定义为无向图，并结合前述因素对该网络进行建模。如下：

网络节点：每个远端单元均为一个网络节点。

节点规模：待分裂小区下所有的远端单元总数量。

节点大小：各网络节点在指定统计周期内归属于该节点的连接态用户数定义为该节点的节点大小。

边：节点间通过用户终端切换/迁移建立起的网络节点两两之间的联系，具体对边的存在与否可作如下定义：一个统计周期内网络节点间切换次数少于x次，节点间无边线，大于x次，节点间有边线。

边的权重：权重可按照节点间切换次数定义，权重＝切换次数。其中切换不关注切换方向。此定义方法可将边的存在与否同权重定义统一，即：权重＝切换次数-x，此时权重小于等于0则节点间无边线连接。为方便数据处理，可对原始切换数据进行归一化从而映射为权重，使得权重保持在特定的范围内(如[0，100])。

节点间距(边长)：用户切出时UE在本节点测得的路损指标。切出时路损指标值越大说明该远端单元与目标远端单元间距越小。如不考虑业务，算法逻辑上，节点间距与边的权重具有等同效果，只是从不同角度表达节点间的连接紧密程度。但结合业务考虑，小区间干扰对系统的影响远大于切换信令开销，故相较于边的权重节点间距应优先考虑。

基于所述建模模型，可以进一步定义二维邻接矩阵，矩阵大小为节点规模，行列均依次代表各节点与其他节点间的边权重与节点间距，以{边权重，节点间距}表示，对角元素定义为各节点的节点大小。下表为一个二维邻接矩阵参考示例。

根据所述邻接矩阵，将所有网络节点按照节点负荷由高到低排序，取负荷大于(小区用户数规格)/(节点规模)的前n个节点，在确保分裂后两小区负载相对均衡的原则下，将所述n个节点分为两组划归到不同的小区。

在前一步骤的条件约束下，根据所述邻接矩阵，将节点间距较小(根据预设的路损门限值)的节点对，赋以绑定属性，即该对节点限制必须分配到同一小区。

在前述步骤对远端单元节点负载均衡问题、节点间距考虑的基础上，进一步地从边的权重(节点间切换次数)的角度考虑远端单元在分裂后两小区的可能归属。

基于所述节点间边的权重，可以通过小区节点密度与小区模块度两个指标衡量候选的小区划分方案。

所谓小区节点密度，具体是指逻辑小区内节点间实际连接数与所有可能连接数的比例。比例越高，则说明分裂后的两个逻辑小区内部连接越紧密，即基于历史切换统计数据用户终端的移动更多地在小区内部各远端单元间进行，而更少地在不同小区的远端单元间进行。

设A_υω为网络的邻接矩阵的一个元素，定义为：

假设c_υ和c_ω分别表示节点υ和节点ω所在的两个小区，小区内部的边数和网络中总边数的比例定义如下：

函数δ(c_υ，c_ω)的取值定义为：如果节点υ和节点ω在一个小区，即c_υ＝c_ω，则为1，否则为0。m为网络中边的总数。

所谓模块度，具体是指小区内部的总边数和网络中总边数的比例减去一个期望值，该期望值是将网络设定为随机网络时采用同样的小区分裂划分方案所形成的小区内部的总边数和网络中总边数的比例。

模块度Q可由如下公式定义：

其中Kυ表示节点υ的度：k_υ＝∑_ωA_υω。

在进行小区分裂时，对待划分的方案进行值计算，Q取值最大的方案是小区较为理想的分裂方案。

综上，所述基站近端单元待执行小区分裂的高负荷逻辑小区，在分裂前通过如图4所示步骤进行远端单元划分方案的决策。

S3021、触发小区分裂条件后，根据一段时间内历史数据组成的邻接矩阵，将所有网络节点按照节点负荷由高到低排序，取负荷大于小区用户数规格节点规模的前n个节点，在确保分裂后两小区负载相对均衡的原则下，将所述n个节点分为两组划归到不同的小区(根据矩阵对应数据分析，对于远端单元用户负荷分布均匀的场景，可略过此步骤)。

S3022、在步骤一的条件约束下，根据所述邻接矩阵，将节点间距小于预设的路损门限值的节点对，赋以绑定属性，即该对节点限制必须分配到同一小区；

S3023、在前两步骤条件的约束下，遍历组合所有远端单元划分组合，并分别进行模块度的计算，并根据计算结果(模块度高低)进行可选方案排序；

S3024、对步骤三输出的排序结果取前3种方案，并分别使用集群密度对可选方案进行评估；

S3025、可选方案中集群密度最高的小区分裂方案作为最终选择方案进行小区分裂实施。

决策将所述高负荷逻辑小区通过本发明提出的基站远端单元动态划归方法分裂为两个低负载的逻辑小区。网络管理单元将为基站近端单元新增一个逻辑小区，并将当前待分裂的逻辑小区中的基站远端单元按照选出的最优划分方案，以选定基站远端单元集合形式，连同小区分裂所需的其它参数一起下发给基站近端单元。

S303、基站近端单元根据网络管理单元的配置指示，通过动态划归选定基站远端单元的方式进行逻辑小区分裂操作。

基站近端单元将待划归的远端单元集合中的基站远端单元，按照本发明提供的基站远端单元在不同逻辑小区间动态划归的方法，将选定基站远端单元划归到分裂后新增的逻辑小区下。

在可能的实施例中，逻辑小区中的基站远端单元先后逐一划归到分裂后新增的逻辑小区中去。即，在前一基站远端单元划归完全完成、在目的逻辑小区正常提供业务后，再开始后一个基站远端单元的划归操作。通过这种串行划归的方式将划归过程中对系统、对用户体验的波动尽可能地减小。

S304、逻辑小区分裂操作完成后，网络管理单元对基站近端单元上报的各逻辑小区一段时期内的性能指标数据进行评估，以决策是否需要撤销小区分裂操作。

网络管理单元将对包括分裂后小区及周围相邻小区的特定性能指标(如切换成功率、接入成功率、小区上行干扰、掉话率等)进行一个或多个周期的持续监控，并在监控周期结束后，与分裂操作执行前的相应指标数据进行比对分析。

S305、如所述指标有明显恶化，且达到预设的决策回退门限，则需要立即执行决策回退，将分裂的逻辑小区通过远端单元动态划归的方式恢复到分裂前的一个小区的状态。所谓恢复到分裂前的一个小区的状态，具体是指将合分裂后小区的远端单元按照分裂前与原有逻辑小区的从属关系进行划归。

与上述方法对应地，本发明实施例还提供了一种基站远端单元动态划归装置。如图5所示，该基站远端单元动态划归装置包括基站近端单元501、基站扩展单元502以及基站远端单元503(DU#1至DU#n，其中n为正整数)，其中：

基站近端单元501，由从LTE或5G基站数字单元拆分出的高层协议栈及配套硬件构成，用于LTE或者5G无线协议栈的媒体接入控制层(MAC层)及以上协议子层的处理；还用于从自身或者各基站远端单元处采集逻辑小区级、远端单元级的统计数据。

基站远端单元503，根据覆盖区域的覆盖面积大小，可以有若干个，由从LTE或5G基站数字单元拆分出的低层物理层协议子层及射频处理单元构成；基站远端单元503还可用于依照基站近端单元501的控制指令，对基站远端单元级、终端用户级性能数据进行采集与上报，此外还用于接收基站近端单元的配置指令，对基站远端单元503的发射功率等配置进行变更。

基站扩展单元502，主体上由层三交换机构成，但针对装置所需的严格时间同步需求进行了针对性优化。需要说明的是，由于一个基站扩展单元502的网络接口有限，当基站远端单元503的数量超过基站扩展单元502所能支持的最大数量时，可以在基站近端单元501同时接入多个基站扩展单元502(星型组网)，或者在一个基站扩展单元502下再进一步级联同样的基站扩展单元502(级联组网)，在远端单元更大规模部署的场景下，还可以基于前述星型组网和级联组网进行结合使用的混合型组网，不论何种组网方式，对本发明实施例的实现不产生任何本质的影响。

如图6所示，本发明实施例还提供了一种小区分裂与合并的系统，该系统包括网络管理单元504和前述基站远端单元动态划归装置。网络管理单元504用于分别获取基站近端单元501、基站扩展单元502、基站远端单元503及其所承载的无线逻辑小区的各项统计数据，以及统计数据的存储、统计处理，并基于统计数据做出算法决策以及决策配置下发。基站近端单元501接收来自网络管理单元504的配置指令，对基站近端单元501、基站远端单元503以及基站扩展单元502的配置进行变更，以实现远端单元动态划归，从而完成对小区的分裂和合并操作。此外，基站扩展单元502增加了网络管理功能，使得网络管理单元504可以对基站扩展单元502进行端口VLAN、广播组等必要参数的配置查询、修改。

应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (27)

1.一种基站远端单元动态划归的方法，其特征在于，包括以下步骤：

控制选定基站远端单元降低信号功率，使选定基站远端单元信号覆盖下的用户终端迁移到周边相邻的基站远端单元上；

变更相关配置，建立选定基站远端单元与目标逻辑小区的从属关系；

控制选定基站远端单元抬升信号功率至正常水平，使周边相邻的基站远端单元弱覆盖区域内的用户终端回到选定基站远端单元。

2.根据权利要求1所述的基站远端单元动态划归的方法，其特征在于，所述控制选定基站远端单元降低信号功率，具体为：控制基站远端单元以不影响用户业务体验的速率缓慢降低信号功率。

3.根据权利要求2所述的基站远端单元动态划归的方法，其特征在于：所述控制选定基站远端单元降低信号功率，具体为控制基站远端单元按照设定步长逐步降低信号功率。

4.根据权利要求1所述的基站远端单元动态划归的方法，其特征在于，所述变更相关配置具体包括：

变更选定基站远端单元的配置到待划归的目标逻辑小区；

重启选定基站远端单元；

变更选定基站远端单元所连接的基站扩展单元对应网络接口的传输相关配置。

5.根据权利要求1所述的基站远端单元动态划归的方法，其特征在于，所述建立所述选定基站远端单元与目标逻辑小区的从属关系具体包括：

选定基站远端单元通过新的逻辑传输链路与基站近端单元建立通信，并根据基站近端单元对选定基站远端单元的的小区归属配置，向目标逻辑小区发起注册。

6.根据权利要求1所述的基站远端单元动态划归的方法，其特征在于，所述控制选定基站远端单元抬升信号功率至正常水平，具体为：控制选定基站远端单元按照设定步长逐步抬升信号功率至正常水平。

7.一种基站远端单元动态划归装置，其特征在于：包括基站近端单元、基站扩展单元和选定基站远端单元，所述基站近端单元用于控制选定基站远端单元降低信号功率，使选定基站远端单元信号覆盖下的用户终端逐渐迁移到周边相邻的基站远端单元上；所述基站近端单元还用于变更基站远端单元和基站扩展单元的相关配置，建立选定基站远端单元与目标逻辑小区的从属关系；所述基站近端单元还用于控制选定基站远端单元抬升信号功率至正常水平，使周边相邻的基站远端单元弱覆盖区域内的用户终端逐渐回到选定基站远端单元。

8.根据权利要求7所述的基站远端单元动态划归装置，其特征在于：所述基站近端单元用于控制选定基站远端单元以不影响用户业务体验的速率缓慢降低信号功率。

9.一种逻辑小区动态合并的方法，其特征在于，包括：统计基站近端单元下各逻辑小区的第一统计数据，若存在两个逻辑小区符合合并要求，则通过如权利要求1～6中任一所述的基站远端单元动态划归方法将所述两个逻辑小区进行合并。

10.根据权利要求9所述的逻辑小区动态合并的方法，其特征在于，所述将两个逻辑小区进行合并具体为：将一逻辑小区中的基站远端单元先后逐一划归到另一逻辑小区中去。

11.根据权利要求9所述的逻辑小区动态合并的方法，其特征在于，所述第一统计数据包括小区级连接态用户数、用户终端在逻辑小区间的切换次数以及逻辑小区级上行干扰水平。

12.根据权利要求9所述的逻辑小区动态合并的方法，其特征在于，所述合并要求包括：

所述两个逻辑小区具有站内邻区关系；

所述两个逻辑小区在设定时期内的连接态用户数低于各自的预设负载门限；

所述两个逻辑小区合并后预估的连接态用户数不高于指定的高负荷门限。

13.根据权利要求9所述的逻辑小区动态合并的方法，其特征在于，在将所述两个逻辑小区合并后，还包括：在指定的监控周期内持续监控合并后的逻辑小区及其周围相邻逻辑小区的性能指标，在监控周期结束后，与合并前的相应性能指标进行比对分析，若性能指标达到预设的决策回退门限，则立即执行决策回退，采用如权利要求1～6中任一所述的基站远端单元动态划归方法将合并后的逻辑小区恢复到合并前的两个逻辑小区的状态。

14.根据权利要求13所述的逻辑小区动态合并的方法，其特征在于，所述将合并后的逻辑小区恢复到合并前的两个逻辑小区的状态，具体为：将合并后的逻辑小区中的基站远端单元按照合并前的划分，先后逐一划归到两个逻辑小区中。

15.根据权利要求13所述的逻辑小区动态合并的方法，其特征在于，所述性能指标包括切换成功率、接入成功率、小区上行干扰水平和掉话率。

16.一种逻辑小区动态合并系统，其特征在于：包括网络管理单元和如权利要求7所述的基站远端单元动态划归装置，所述网络管理单元用于统计基站近端单元下各逻辑小区的第一统计数据，若存在两个逻辑小区符合合并要求，则作出小区合并决策并下发给所述基站远端单元动态划归装置。

17.一种逻辑小区动态分裂的方法，其特征在于：统计基站近端单元下各逻辑小区的第二统计数据，若存在逻辑小区在指定期限内持续满足高负载门限，则通过如权利要求1～6中任一所述的基站远端单元动态划归方法，将该逻辑小区按照分裂决策方法得到的分裂划分方案分裂为两个逻辑小区。

18.根据权利要求17所述的逻辑小区动态分裂的方法，其特征在于：所述将该逻辑小区按照分裂决策方法得到的分裂划分方案分裂为两个逻辑小区具体为：将该逻辑小区中的基站远端单元按照分裂决策方法得到的分裂划分方案先后逐一划归到两个逻辑小区中。

19.根据权利要求17所述的逻辑小区动态分裂的方法，其特征在于：所述第二统计数据包括小区级连接态用户数和小区级PRB利用率。

20.根据权利要求17所述的逻辑小区动态分裂的方法，其特征在于，所述分裂决策方法包括：

在逻辑小区分裂前，确定待分裂逻辑小区各个基站远端单元在指定统计周期内的远端单元级连接态用户数、与周边基站远端单元间的用户终端迁移统计以及用户终端在基站远端单元间切换过程中切换点的路损统计；

建立数学模型，定义邻接矩阵用于评估基站近端单元的负载情况、节点间的干扰距离以及终端用户在节点间的切换移动次数；

根据所述邻接矩阵确定小区分裂划分方案。

21.根据权利要求20所述的逻辑小区动态分裂的方法，其特征在于，所述根据所述邻接矩阵确定小区分裂划分方案包括：

基于所述邻接矩阵，按照远端单元级连接态用户数由多到少进行排序，并将前n个高负载基站远端单元分散划归到不同小区。

22.根据权利要求21所述的逻辑小区动态分裂的方法，其特征在于，所述根据所述邻接矩阵确定小区分裂划分方案还包括：

基于所述邻接矩阵，将基站远端单元间距较小的一对赋以绑定属性，即该对基站远端单元限制必须分配到同一小区。

23.根据权利要求22所述的逻辑小区动态分裂的方法，其特征在于，所述根据所述邻接矩阵确定小区分裂划分方案还包括：

基于所述邻接矩阵，将基站远端单元间切换次数较多的单元对优先分配到同一逻辑小区，以尽可能地减少用户终端在分裂后小区间的切换重选次数，而使得这种切换重选的移动性在分裂后小区内各远端单元间进行。

24.根据权利要求23所述的逻辑小区动态分裂的方法，其特征在于，

基于所述邻接矩阵，定义小区节点密度与小区模块度两个指标，用于评估候选的小区划分方案，选出具有较高模块度与小区节点密度的小区分裂划分方案作为最优的方案予以实施。

25.根据权利要求17所述的逻辑小区动态分裂的方法，其特征在于：在将所述逻辑小区分裂后，还包括：在指定的监控周期内持续监控分裂后的逻辑小区及其周围相邻逻辑小区的性能指标，在监控周期结束后，与分裂前的相应性能指标进行比对分析，若性能指标达到预设的决策回退门限，则立即执行决策回退，采用如权利要求1～6中任一所述的基站远端单元动态划归方法将分裂后的逻辑小区恢复到分裂前的一个小区的状态。

26.根据权利要求25所述的逻辑小区动态分裂的方法，其特征在于，所述将分裂后的逻辑小区恢复到分裂前的一个小区的状态具体为：将分裂后的逻辑小区中的基站远端单元先后逐一划归到分裂前的一个小区中。

27.一种逻辑小区动态分裂系统，其特征在于：包括网络管理单元和如权利要求7所述的基站远端单元动态划归装置，所述网络管理单元用于统计基站近端单元下各逻辑小区的第二统计数据，若存在逻辑小区在指定期限内持续满足高负载门限，则作出小区分裂决策并下发给所述基站远端单元动态划归装置。

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