[發明專利]實現載波負荷均衡的方法、終端、設備及系統

有效

• 申請號: 201010556469.5
• 申請日: 2010-11-18
• 公開（公告）號: CN102469524A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 許明霞
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04W28/08
• 分類號: H04W28/08
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種實現載波負荷均衡的方法、終端、設備及系統。

背景技術

在無線通信系統中，終端常采用基于競爭的隨機接入方式實現反向接入。由于反向接入信道是單一共享信道，而且每個終端設備可以根據自己的意愿隨機發起接入的過程，因而若有兩個或兩個以上的終端設備同時發送接入信息，空間接口的上行信號會相互干擾，會導致接收端無法正確識別各發端信號，這種情況被稱為隨機接入的碰撞。解決碰撞的方式是退避一段時間后再發起接入嘗試，直到成功接入或達到接入嘗試允許的最大次數為止。發生這種碰撞會延長終端接入的時間，導致終端額外耗電和降低用戶體驗，并給網絡帶來更高的接入信道負荷并降低平均隨機接入性能。因此需要實現各個載波上的負荷平衡，以避免某個載波接入的終端數量較多帶來嚴重延時、耗電的情況。

在采用3GPP2空間接口技術的小區中，在扇區中有多個載頻的情況下，為了平衡各個載波的前向公共控制信道之間的負荷以及各載波的反向隨機接入信道之間的負荷，處于空閑狀態下的多個終端，必須通過某一映射算法將自己映射到某個前向載波上，之后終端駐留在該前向載波上。該映射算法即信道選擇算法，能夠保證大量終端均勻分布在各前向載波上，且終端和網絡側都支持該映射算法，因此通過終端和網絡側分別采用映射算法進行信道選擇(由于該技術中每個載波有一個信道，因而選擇了相應的前向載波也就選擇了相應的信道)后，終端和網絡側對于終端映射和駐留到哪個前向載波的結果一致。之后，終端從該駐留的前向載波的前向信道接收下行信息，并在相應載波(即前向載波對應的反向載波)的反向信道發送上行信息。具體的，映射算法是用各終端的特征值作為種子，再用hash算法將各終端映射到該扇區所有的前向信道上。

對于前向載波數大于反向載波數的情況，采用上述方法映射前向載波，導致各反向載波負荷不均衡。由于傳統的人與人(H2H)通信中信息主要位于網絡，即下行的通信量遠大于上行，因此現有協議僅支持前向載波數大于反向載波數。如3GPP2的多載波EVDO?rev.B的空口規范支持扇區中前向載波數與反向載波數不一致的情況。假設網絡側在開銷消息中廣播的前向載波和反向載波的對應關系如圖8A所示，前向載波的數量大于反向載波的數量，前向載波f0與反向載波f0對應，前向載波f1與反向載波f1對應，前向載波f2、前向載波f3均與反向載波f2對應。當某一終端通過hash算法得出自己應該且已駐留在前向載波f1或前向載波f0上，因此，若該終端發起隨機接入，則在對應的反向載波f1或反向載波f0上發起接入。當該終端經hash算法得出自己應該且已駐留在前向載波f2上，若該終端發起隨機接入，則在對應的反向載波f2上發起接入。當該終端經hash算法得出自己應該且已駐留在前向載波f3上，若該終端發起隨機接入，則在對應的反向載波f2上發起接入。當在4個前向載波上均勻分布了多個終端時，從統計概率角度來看，3個反向載波上的隨機接入負載是不均勻的，顯然反向載波f2上的負載要高于反向載波f0和反向載波f1。即反向載波f2上的隨機接入的平均擁堵情況比反向載波f0和反向載波f1上要嚴重，即無法實現小區內各反向載波(即隨機接入信道)之間的負荷均衡。

雖然目前尚未出現反向載波數大于前向載波數的情況，但是隨著信息技術的迅速發展，上行信息量遠大于下行信息量。如新興的物聯網(或稱M2M或稱MTC)通信場景中，一個或者多個網元之間進行的網絡通訊如交通控制與管理、工廠監控、遠程抄表等不需要人為參與?；诜涓C無線通信的物聯網利用現有的蜂窩無線網絡來連接各種智能終端，實現各種業務的傳送。參與M2M通信的潛在終端數量非常龐大，雖然每一個終端的交互流量可能非常小，但是交互可能是隨機的和突發的。隨著M2M應用的迅速普及，同一個小區會有數量巨大的M2M終端，雖然M2M通信的數據量在絕大多數的情況下要遠小于H2H通信，但是在某些需要大量M2M設備同時接入的場景，隨機接入資源是無法滿足需求，甚至影響H2H正常接入。如智能電網中基于自動抄表的電力調度業務，大量的碰撞使得接入時延超出接受范圍，影響了其它正常業務。即使M2M業務獨立組網，也可能由于大量設備同時接入發生隨機接入信道嚴重擁堵的現象。M2M通信中信息位于終端，因此從無線通信上下行方向的角度上講，上行的通信次數和信息量遠遠大于下行。在此場景下，上行的隨機接入信道的性能成為系統性能的瓶頸，反向載波的數量勢必將會擴增，并大于前向載波的數量(如圖8B所示)。這種情況下對于各反向載波之間的負荷均衡的要求更高。

因此，目前急需一種方法以解決上述前向載波數與反向載波數不相等的情況下，各反向載波之間的負荷不均衡問題。

發明內容