CN1805585A - 一种wcdma分层网中的负载平衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种WCDMA分层网中的层间负载平衡实现方法，包括：定期检测分层小区组中各小区的负载；判断是否有负载超过层间负载平衡门限的小区，若有，则调整该分层小区组的层间负载平衡；否则停止本过程，返回。所述调整该分层小区组的层间负载平衡包括通过调整宏小区的慢速评估准则调整层间负载平衡和通过调整各个微小区的快速评估标准层内负载平衡。因此，通过调整宏小区的慢速评估标准和调整各个微小区的快速评估标准，可达到小区组内的层间的负载平衡和微小区层内的负载平衡，从而充分利用了网络系统的资源，提高了网络系统的效率。

Description

一种WCDMA分层网中的负载平衡方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术，尤其涉及一种WCDMA分层网中的负载平衡方法。

背景技术

在WCDMA(宽带码分多址)移动通信系统中，为了满足多个高速数据业务的需求，需要足够大的系统业务容量，一般通过减微小区覆盖半径提高单位面积上的系统容量。在热点地区，通过增加微小区吸收话务量；在话务量特别高的密集城区，实现了微小区的成片连续覆盖。但对于高速运动的移动台，微小区将带来很多问题，如掉话率升高，系统信令负载增大，系统容量减小。

为了解决上述问题，引入了分层小区的网络结构，在微小区层上再增加一层宏小区的连续覆盖层。宏小区的覆盖半径较微小区的覆盖半径要大，两个层的移动台具有不同的运动速度，宏小区的覆盖半径对应较高的移动台运动速度，微小区的覆盖半径对应较低的移动台运动速度。如果将概念推广，就可以得到多层的分层小区。

为了控制移动台选择网络层次，网络需要估计移动台移动速度。通常，所述移动台移动速度不是指网络中移动台的实际物理运动速度，而是指网络中发生小区间切换的次数。从而通过移动台移动速度来反映频繁切换程度，以便采取相应的策略来避免因频繁切换而导致的各种问题。一般采用移动台切换历史记录作为移动台移动速度估计的依据。

在分层网络结构中，每一层的目标负载是不一样的。高层小区一般覆盖面积大，目标负载小；低层小区一般覆盖面积小，目标负载大。各层的当前负载取决本层小区的速度估计门限和移动台的运动速度分布；如果整个网络中移动台的运动速度分布发生变化，则网络各层的当前负载也会随着移动台的速度变化而发生变化，这时可能会出现各层之间负载不平衡，使其中一部分容量资源浪费掉。因此需要将负载较重的层中的部分移动台调整到负载较轻的层中。

同层小区之间可能也会存在负载不平衡，有的负载较重，有的负载较轻。对于负载较重的小区，希望能够将其中的移动台迁移到其他层中；对于负载较轻的小区，希望能够将其他层的移动台吸收到本小区中。

现有的异频负载平衡技术解决方案仅考虑宏小区完全覆盖微小区的情形，包括异频同覆盖小区和宏小区完全覆盖微小区两种情形。当微小区负载超过一定门限，存在完全覆盖该小区的宏小区且宏小区的负载低于微小区，则根据小区之间的负载差值选择合适数目的移动台切换到宏小区。在选择宏小区的时候没有考虑小区之间的分层网络结构，在选择移动台时没有考虑移动台的移动速度估计结果。

上述现有技术解决方案的缺点是：

1、因为仅考虑宏小区完全覆盖微小区的情形，只能实现微小区到宏小区的负载平衡。如果宏小区负载较高，不能实现宏小区到微小区的负载平衡。

2、在负载平衡切换选择移动台时是随机选择移动台，不能根据移动台的移动速度挑选移动台，可能会因为速度估计的原因又切回到微小区，导致乒乓。如果通过惩罚使移动台暂时不能切换回微小区，也会对系统产生不良影响。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的缺点，提供了一种WCDMA分层网中的负载平衡方法，从而解决了分层网中各层之间及层内不同小区之间的平衡问题。

本发明提供了一种WCDMA分层网中的负载平衡实现方法，包括：

定期检测分层小区组中各小区的负载，所述分层小区组由微小区和覆盖在微小区之上的宏小区组成，所述宏小区与微小区为层间相邻的小区；

判断是否有负载超过层间负载平衡门限的小区，若有，则调整上述分层小区组的负载平衡；否则，停止本过程。

所述调整上述分层小区组的负载平衡包括：调整上述分层小区组的层间负载平衡。

所述调整上述分层小区组的层间负载平衡包括：当宏小区的当前负载大于微小区平均负载与层间负载差门限之和时，将宏小区的慢速估计门限向大的方向调整。

还设置有慢速评估速度索引，所述慢速评估速度索引与慢速估计门限一一对应，所述将慢速估计门限向大的方向调整进一步包括：判断宏小区的慢速评估速度索引是否为最快慢速评估索引级，若是，不进行调整，否则，将宏小区的慢速评估索引向较快级的方向调整。

当对宏小区的慢速评估索引进行调整时，将宏小区的慢速评估索引向较快级的方向调整一级。

所述调整该分层小区组的层间负载平衡包括：当宏小区的当前负载小于微小区平均负载与层间负载差门限之差时，将宏小区的慢速估计门限向小的方向调整。

还设置有慢速评估速度索引，所述慢速评估速度索引与慢速估计门限一一对应，所述将慢速估计门限向小的方向调整进一步包括：判断慢速评估速度索引是否为最慢慢速评估索引级，若是，不进行调整，否则，将宏小区的慢速评估索引向较慢的方向调整。

当对宏小区的慢速评估索引向进行调整时，将宏小区的慢速评估索引向较慢级的方向调整一级。

所述调整该分层小区组的负载平衡包括：调整该分层小区组的层内负载平衡。

所述调整该分层小区组的层内负载平衡包括：当微小区的当前负载大于微小区平均负载与层内负载差门限之和时，将快速估计门限设为与慢速估计门限相对应的快速门限三元组中的较小快速估计门限。

所述调整该分层小区组的层内负载平衡包括：当微小区的当前负载小于微小区平均负载与层内负载差门限之差时，将快速估计门限设为与慢速估计门限相对应的快速门限三元组中的较大快速估计门限。

本发明还提供了一种WCDMA分层网中的多层间负载平衡实现方法，包括：

从第一小区组开始，依次对各小区组进行层间负载平衡处理，直至最后小区组。

因此，根据本发明，通过调整宏小区的慢速评估准则，可使小区组内层间的负载平衡；通过调整各个微小区的快速评估标准，即通过调整各个微小区与宏小区之间的快速评估标准，可达到各个微小区之间的负载平衡，即用于调整层内的负载，因此，通过调整宏小区的慢速评估标准和调整各个微小区的快速评估标准，可达到小区组内的层间的负载平衡和微小区层内的负载平衡，从而充分利用了网络系统的资源，提高了网络系统的效率。

附图说明

图1为多层网络结构的示意图；

图2示出了本发明实施例的流程图。

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。

根据本发明，本发明的基本思想是：根据移动台的运动速度分布变化在一定范围内动态调整各层小区的运动速度估计门限，调整移动台在各层的分布，使各层的当前负载相对平衡。

分层小区的典型情况是一个宏小区覆盖若干个微小区，可以定义为一个分层小区组，如图1所示。当分层小区组中任何一个小区的负载超过层间负载平衡门限时，就周期性发起分层小区组中的层间负载平衡。

在一个分层小区组中，微小区之间可能也会存在负载不平衡，有的负载较重，有的负载较轻。对于负载较重的小区中的移动台，希望在移动台移动速度较低时就切换到宏小区中；对于负载较轻的小区中移动台，希望在移动台移动速度较高时才切换到宏小区中。因此在层间负载平衡中，除了层间小区进行估计速度门限的调整外，低层小区的层内不同小区也要进行估计速度门限的调整。

为了便于描述，首先定义以下术语：

各小区的负载当前负载相对于目标负载的百分比，当前负载取上下行负载中较大的负载

分层小区组一个宏小区加上其覆盖的若干微小区，合在一起称为分层小区组

其次，定义以下常量：

LinterLayBal   触发层间负载平衡的门限(当前负载相对于目标负载的百分比)

TinterLayBal   层间负载平衡周期

InterLayBalTh  层间负载差门限，当差值高于该门限时触发层间负载平衡

IntraLayBalTh  层内负载差门限，当差值高于该门限时触发层内负载平衡

VeloSlowEnum   慢速估计门限的枚举(Nslow1，Nslow2，Nslow3，...，NslowN)(按速度由慢到快的顺序)

VeloFastEnum   快速估计门限的枚举((F11 F12 F13)，(F21 F22F23)，(F31 F32 F33)，...，(FN1 FN2 FN3))，(按速度由慢到快的顺序，其中三元组的数目与VeloSlowEnum中的枚举数目相同，并且一一对应，即Nslowx与(Fx1 Fx2 Fx3)相对应。在三元组中，Fx1＜Fx2＜Fx3，其中：x表示1、2、3、...，N，其中Fx1称作较小快速估计门限，Fx2称作正常快速估计门限，Fx3称作较大快速估计门限)

定义以下变量：

Load(mac)  宏小区的当前负载(相对于目标负载的百分比)

Load(mic i)  微小区i的当前负载(相对于目标负载的百分比)

Load(avg)  分层小区组中所有微小区的平均负载(为分层小区组中所有Load(mic i)的平均负载)

x  宏小区的慢速评估速度索引，其取值与VeloSlowEnum中的值相对应，x＝1时，其与Nslow1相对应，当x＝n时，其与Nslown相对应，依次类推，每个慢速评估速度索引也称作慢速评估速度级

F(i)  微小区i的快速评估速度索引，取值为VeloFastEnum中的值，F(i)＝1时，其与VeloFastEnum中的第一个值相对应，当x＝n时，其与VeloFastEnum中的第n个值相对应，依次类推，每个快速评估速度索引也称作快速评估速度级。

下面详细说明本发明的WCDMA分层网中的层间负载平衡方法。

为了便于理解本发明，本发明以小区组为单位来说明本发明，即网络为两层结构：宏小区和微小区。

如图2所示，在步骤1中，以层间负载平衡周期TinterLayBal为周期，定期检测分层小区组中各小区的负载。在步骤2中，只要其中有一个小区的负载超过层间负载平衡门限LinterLayBal，则执行步骤4和5，即启动该分层小区组的层间负载平衡。否则，执行步骤3，返回。

在步骤3中，调整宏小区的慢速评估准则，以便当宏小区的负载偏重时，将宏小区中的部分移动台调整到微小区中，或者当宏小区的负载偏较时，将微小区中的部分移动台调整到宏小区中。下面将详细说明调整方法。

如果Load(mac)＞Load(avg)+InterLayBalTh，说明宏小区的当前负载偏重，需要将宏小区的部分移动台调整到微小区中，判断慢速评估速度索引x＝NslowN，即判断x是否为最大，若是，就不必进行调整，否则，将宏小区的慢速评估索引x向快的方向调整一级。例如，假设当前的x为Nslowi，其中1＜＝i＜N，则将x设置为Nslowi+1，如x当前为Nslow2，则将x设置为Nslow3，依此类推。

如果Load(mac)＜Load(avg)-InterLayBalTh，说明宏小区的当前负载偏轻，需要将微小区的部分移动台调整到在小区中，判断x＝Nslow1，即判断x是否为最小，若是，就不必进行调整，否则，将宏小区的慢速评估索引x向慢的方向调整一级。例如，假设当前的x为Nslowi，其中1＜i＜＝N，则将x设置为Nslowi-1，如x当前为Nslow3，则将x设置为Nslow2，依此类推。

当在其他情况下，宏小区的慢速评估索引x维持不变。

在步骤4中，调整微小区的快速评估准则，以便当微小区的负载偏重时，将微小区中的部分移动台调整到宏小区中，或者当微小区的负载偏较时，将宏小区中的部分移动台调整到微小区中。下面将详细说明调整方法。

如果Load(mic i)＞Load(avg)+IntraLayBalTh，说明该微小区的当前负载偏重，需要将微小区的部分移动台调整到宏小区中。因此，将该微小区的快速评估索引F(i)设置为Fx1，即将该微小区的快速评估索引F(i)设置为较小的一个，其中x为当前小区组中宏小区的慢速评估索引；因此，降低了快速评估门限，从而使更多的移动台因超过快速评估门限，而迁移到宏小区中，从而达到了平衡负载的目的。

如果Load(mic i)＜Load(avg)-IntraLayBalTh，说明该微小区的当前负载偏轻，需要将其宏小区的部分移动台调整到本微小区中，因此，将该微小区的快速评估索引F(i)为Fx3；其中x为当前小区组中宏小区的慢速评估索引；因此，增加了快速评估门限，从而本微小区更多的移动台因不超过快速评估门限，而不能迁移到宏小区中，而宏小区的慢速评估标准是一致的，即从宏小区中迁移到本微小区的移动台的标准是相同的，从而达到了平衡负载的目的。

在其他情况下，设置该微小区的快速评估索引F(i)为Fx2。

通过调整微小区的快速评估准则，使得微小区与宏小区之间的负载平衡的同时，由于因各个微小区的负载不同，使得各个微小区的快速评估准则也会不同，从而也间接地调整了微小区之间的负载平衡(即层内负载平衡)。

本发明的方法很容易推广到多层结构的网络中，在多层网络结构中，首先从最高层小区开始划分小区组，即最高层小区与其相邻的下一层组成第一个小区组，下一层小区与其相邻的下一层小区组成第二小区组，依此类推，可将n层结构的网络划分为n-1个小区组，当一个小区为中间层小区，该小区属于两个分层小区组。当调整各小区组之间的负载平衡时，首先从第一个小区组开始，然后调整第二个小区组，依此类推，对整个网络进行调整。

因此，根据本发明，通过调整宏小区的慢速评估标准，可使层间的负载平衡；通过调整各个微小区的快速评估标准，即通过调整各个微小区与宏小区之间的快速评估标准，可达到各个微小区之间的负载平衡，即用于调整层间的负载，因此，通过调整宏小区的慢速评估标准和调整各个微小区的快速评估标准，可调整小区组内的层间的负载平衡和微小区层内的负载平衡，从而充分利用了网络系统的资源，提高了网络系统的效率。

虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种WCDMA分层网中的负载平衡实现方法，其特征在于，包括：

定期检测分层小区组中各小区的负载，所述分层小区组由微小区和覆盖在微小区之上的宏小区组成，所述宏小区与微小区为层间相邻的小区；

判断是否有负载超过层间负载平衡门限的小区，若有，则调整上述分层小区组的负载平衡；否则，停止本过程。

2.根据权利要求1所述的WCDMA分层网中的负载平衡实现方法，其特征在于，所述调整上述分层小区组的负载平衡包括：调整上述分层小区组的层间负载平衡。

3.根据权利要求2所述的WCDMA分层网中的负载平衡实现方法，其特征在于，所述调整上述分层小区组的层间负载平衡包括：当宏小区的当前负载大于微小区平均负载与层间负载差门限之和时，将宏小区的慢速估计门限向大的方向调整。

4.根据权利要求3所述的WCDMA分层网中的负载平衡实现方法，其特征在于，还设置有慢速评估速度索引，所述慢速评估速度索引与慢速估计门限一一对应，所述将慢速估计门限向大的方向调整进一步包括：判断宏小区的慢速评估速度索引是否为最快慢速评估索引级，若是，不进行调整，否则，将宏小区的慢速评估索引向较快级的方向调整。

5.根据权利要求4所述的WCDMA分层网中的负载平衡实现方法，其特征在于，还包括：当对宏小区的慢速评估索引进行调整时，将宏小区的慢速评估索引向较快级的方向调整一级。

6.根据权利要求2所述的WCDMA分层网中的负载平衡实现方法，其特征在于，所述调整该分层小区组的层间负载平衡包括：当宏小区的当前负载小于微小区平均负载与层间负载差门限之差时，将宏小区的慢速估计门限向小的方向调整。

7.根据权利要求6所述的WCDMA分层网中的负载平衡实现方法，其特征在于，还设置有慢速评估速度索引，所述慢速评估速度索引与慢速估计门限一一对应，所述将慢速估计门限向小的方向调整进一步包括：判断慢速评估速度索引是否为最慢慢速评估索引级，若是，不进行调整，否则，将宏小区的慢速评估索引向较慢的方向调整。

8.根据权利要求7所述的WCDMA分层网中的负载平衡实现方法，其特征在于，还包括：当对宏小区的慢速评估索引向进行调整时，将宏小区的慢速评估索引向较慢级的方向调整一级。

9.根据权利要求1所述的WCDMA分层网中的负载平衡实现方法，其特征在于，所述调整该分层小区组的负载平衡包括：调整该分层小区组的层内负载平衡。

10.根据权利要求9所述的WCDMA分层网中的负载平衡实现方法，其特征在于，所述调整该分层小区组的层内负载平衡包括：当微小区的当前负载大于微小区平均负载与层内负载差门限之和时，将快速估计门限设为与慢速估计门限相对应的快速门限三元组中的较小快速估计门限。

11.根据权利要求9所述的WCDMA分层网中的负载平衡实现方法，其特征在于，所述调整该分层小区组的层内负载平衡包括：当微小区的当前负载小于微小区平均负载与层内负载差门限之差时，将快速估计门限设为与慢速估计门限相对应的快速门限三元组中的较大快速估计门限。

12.一种WCDMA分层网中的多层间负载平衡实现方法，其特征在于，包括：

从第一小区组开始，依次对各小区组进行负载平衡处理，直至最后小区组。