[發明專利]分類保證不同等級用戶服務質量要求的負載均衡優化方法有效
| 申請號： | 201210069725.7 | 申請日： | 2012-03-16 |
| 公開（公告）號： | CN102625369A | 公開（公告）日： | 2012-08-01 |
| 發明（設計）人： | 尤肖虎;王浩;潘志文 | 申請（專利權）人： | 東南大學 |
| 主分類號： | H04W28/08 | 分類號： | H04W28/08;H04W36/00 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 柏尚春 |
| 地址： | 210096*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 分類 保證 不同 等級 用戶 服務質量 要求 負載 均衡 優化 方法 | ||
1.一種分類保證不同等級用戶服務質量要求的負載均衡優化方法，其特征在于該方法包括如下步驟：
第一步，在一個負載均衡周期內，每一個小區對于本小區內不同等級的用戶，按照其相應的保障比特率及最大需求速率要求分配系統資源；
第二步，各基站與其相鄰基站交換各自的負載信息，負載信息包括小區內所有有保障比特率GBR用戶占用的資源數ρGBR及所有沒有保障比特率non-GBR用戶占用的資源數ρnon-GBR；
第三步，對任一小區i，若其內所有GBR用戶占用的資源數ρiGBR超過給定的由運行商根據自己的要求設定的對于GBR用戶的負載均衡切換門限ψGBR，則需進行GBR用戶負載均衡切換；對于所有處于小區i邊緣而且可以切換到相鄰小區中的GBR用戶，根據以下公式選擇在本小區內占用資源數最多的用戶k·為首選切換用戶
k·＝arg?max?ρi，kGBR
其中ρi，kGBR是小區i分配給GBR用戶k的資源數，對于首選切換用戶k·，選擇所有滿足如下兩個條件的相鄰小區為備選小區：
條件一：
條件二：
其中Ac_threshold是由運行商根據自己要求設定的用戶接入門限，是首選切換用戶k·在備選小區j中的信干噪比；條件一即用戶k·在備選小區中的信干噪比不低于由運行商根據自己要求設定的用戶接入門限Ac_threshold；ρjGBR是備選小區j內所有GBR用戶占用的資源數，是首選切換用戶k·在備選小區j中達到其保障比特率要求所需占用的資源數；條件二即用戶k·切換到任一備選小區后在該小區中占用的資源數與該小區內原有的所有GBR用戶占用的資源數之和不高于該小區GBR用戶負載均衡切換門限ψGBR；
在所有滿足上述條件的備選小區中，根據以下公式選擇切換完成后所有GBR用戶占用的資源數最低的小區j·為目標小區
則將用戶k·由源小區i切換至目標小區j·；
第四步，在當前的負載均衡周期內，重復第三步，直到小區i內所有GBR用戶占用的資源數ρiGBR低于GBR用戶負載均衡切換門限ψGBR或沒有滿足切換條件的邊緣用戶；即所有剩余的邊緣GBR用戶不能同時滿足條件一和條件二，則小區i停止GBR用戶負載均衡切換；
第五步，在當前負載均衡周期內，對于所有小區完成第三，四兩步，停止全網內GBR用戶負載均衡切換；
第六步，對于任一小區i，若其中non-GBR用戶實際可得速率沒有達到用戶需求的最大速率，則需進行non-GBR用戶負載均衡切換；對于所有處于小區i邊緣可以切換到相鄰小區中的non-GBR用戶k，根據以下公式選擇在本小區內占用資源數最多的non-GBR用戶k·為首選切換用戶
k·＝arg?max?ρi，knon-GBR
其中ρi，knon-GBR是小區i分配給non-GBR用戶k的資源數，對于首選切換用戶k·，選擇所有滿足如下兩個條件的相鄰小區為備選小區：
條件三：
條件四：
條件三即首選切換用戶k·在備選小區中的信干噪比不低于運行商根據自己要求設定的用戶接入門限Ac_threshold；是用戶k·在源小區中實際可得速率，是用戶k·在備選小區j中實際可得速率，條件四即用戶k·在備選小區中的實際可得速率要大于在源小區中的實際可得速率；
在所有滿足上述條件的備選小區中，根據以下公式選擇切換完成后總負載最低的小區j·為目標小區
其中ρjGBR是備選小區j內已有的所有GBR用戶占用的資源數，是備選小區j內已有的所有non-GBR用戶占用的資源數，是non-GBR用戶k·在備選小區j中占用的資源數；
則將用戶k·由源小區i切換至目標小區j·；
第七步，在當前的負載均衡周期內，重復第六步，直到小區i內所有non-GBR用戶達到他們的最大需求速率要求或沒有滿足切換條件的邊緣用戶，即所有剩余的邊緣non-GBR用戶不能同時滿足條件一和條件二，則小區i停止non-GBR用戶負載均衡切換；
第八步，在當前負載均衡周期內，對于所有小區完成第六，七兩步，停止全網non-GBR用戶負載均衡切換，結束。
2.根據權利要求1所述的分類保證不同等級用戶服務質量要求的負載均衡優化方法，其特征在于所述的首選切換用戶k·及相應目標小區j·，在GBR用戶負載均衡切換時首選切換用戶k·及相應目標小區j·的選擇：
k·＝arg?max?ρi，kGBR
對于non-GBR用戶負載均衡切換時首選切換用戶k·及相應目標小區j·的選擇：
k·＝arg?max?ρi，knon-GBR
的方法為：首先定義以下變量：
GBR用戶k在某一小區i中所占資源數
其中θk為GBR用戶k的保障比特率要求，B為一個最小資源單位的等價帶寬，SINRi，k為用戶k在小區i中的信干噪比；
對于網絡中任一小區i，定義其內所有GBR用戶占用的資源數：
即小區i分配給其內所有GBR用戶的總資源數；其中Gi是小區i中所有的GBR用戶；為小區i給GBR用戶k分配的資源數；
non-GBR用戶k在某一小區i中所占資源數
[3]
其中B為一個最小資源單位的等價帶寬，SINRi，k為用戶k在小區i中的信干噪比，為小區i中所有non-GBR用戶的實際可得速率，可按下述方法得到：
對小區i中的每個non-GBR用戶k，可測得其在小區i中收到的信干噪比SINRi，k，從而可求得其在一個最小資源單位上的實際可得速率
[4]
求出小區i內所有non-GBR用戶在一個最小資源單位上的實際可得速率的最小公倍數lcm，則由于小區i中所有non-GBR用戶要得到相同實際可得速率，可知任一non-GBR用戶k分得的虛擬資源數
[5]
則non-GBR用戶k實際可以分得的資源數為
[6]
其中Ni是小區i中所有的non-GBR用戶，S是小區總資源；
則小區i所有non-GBR用戶的實際可得速率可由其任一用戶k按下式得到
[7]
若小區i內所有non-GBR用戶的實際可得速率超過其最大需求速率，則將小區i內所有non-GBR用戶的實際可得速率設置為其最大需求速率；
對于網絡中任一小區i，定義其所有non-GBR用戶占用的資源數：
即小區i分給其內所有non-GBR用戶的總資源數；
假設小區i中的GBR用戶k·因為負載均衡而切換到目標小區j，為了保證負載均衡切換的有效性，應滿足以下條件：
條件一：
條件二：
條件一即用戶k·接收到的備選小區的信干噪比不低于由運行商根據自己要求設定的用戶接入門限Ac_threshold；條件二即用戶k·切換到任一備選小區后在該小區中占用的資源數加上該小區內原有的所有GBR用戶占用的資源數之和不高于該小區的GBR用戶負載均衡切換門限ψGBR；
僅當上述條件均滿足時，該用戶才能進行負載均衡的切換；
假設小區i中的non-GBR用戶k·因為負載均衡而切換到目標小區j，為了保證負載均衡切換的有效性，應滿足以下條件：
條件三：
條件四：
條件三即用戶k·到備選小區的信干噪比不低于由運行商根據自己要求設定的用戶接入門限Ac_threshold，條件四即用戶k·在備選小區中的實際可得速率要大于在源小區中的實際可得速率，且用戶k·在備選小區中獲得的實際可得速率應由備選小區的剩余資源計算得出，即備選小區內已有的non-GBR用戶自身實際可得速率不下降，
其中用戶在源小區的實際可得速率可由[1]～[7]得到，
用戶k·在目標小區j中的實際可得速率可按下述方式求得：
[9]
若小區j內所有non-GBR用戶的實際可得速率超過其最大需求速率，則將小區j內所有non-GBR用戶的實際可得速率設置為其最大需求速率；注意切換用戶k·在目標小區j內的實際可得速率只取決于目標小區j中的剩余資源數，從而目標小區j內已有的non-GBR用戶自身實際可得速率不下降；
僅當上述條件均滿足時，該用戶才能進行負載均衡的切換。
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