[發明專利]一種面向超密集網絡非理想Backhaul部署的負載均衡方法

有效

• 申請號: 201610064668.1
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105611571B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 張鴻濤;楊梓華;孟娜
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04W28/08;H04W52/24;H04W52/34;H04W52/36
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本發明實施例提供一種面向超密集網絡非理想backhaul部署的負載均衡裝置及方法。本發明所提供的負載均衡裝置設置于小小區的BS(Base Station)中，宏基站的覆蓋范圍內包括多個小小區BS。該裝置通過計算得到小小區用戶總的吞吐量，并將該吞吐量與小小區的非理想backhaul容量對比。若吞吐量超過了backhaul的容量，則小小區不再調整功率對宏基站中的用戶分流；若吞吐量小于backhaul的容量，并且小小區的功率小于最大發射功率，則小小區按照確定的功率因子調整歩長進行調整，分流宏基站中的用戶。該負載均衡處理的結果使得小小區根據自身backhaul的能力進行用戶分流。本發明實施例解決了現有非理想backhaul部署場景中，小小區根據自身backhaul容量能力和功率限制進行動態用戶分流的問題。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別涉及第五代移動通信系統(the 5thgeneration，簡稱為5G)中超密集網絡場景下考慮非理想回程部署的負載均衡。

背景技術

移動互聯網和智能終端的快速發展帶來了移動數據業務的爆發式增長，數據流量呈現指數式增長。這些變化引發了業界對第五代(5G)移動通信的討論。未來的網絡將面對巨大的挑戰，這些挑戰包括更大的容量，更優的性能，更低的能耗，更高的頻譜效率，更低的開銷等。而超密集網絡(ultra-dense network，簡稱為UDN)是第五代(5G)移動通信的關鍵技術之一。小型化基站(small cell)的密集部署可以提高覆蓋，同時增加數據業務的傳輸速率，從而適應未來5G移動通信1000倍的數據業務量需求。

在超密集網絡中，由于站點和用戶的分布都是不均勻的，每個站點服務的用戶數可能存在較大差異。另一方面，距離small cell較近的用戶由于站點功率的差異可能仍然接入宏基站，這不僅導致small cell對用戶產生較大干擾，而且宏基站中用戶較多會導致宏基站負載過重。以上因素將導致整個網絡的負載不均衡，小基站的無線資源不能充分的得到利用。而過多的用戶接入宏基站，將導致用戶平均分配的資源減少，用戶的業務需求無法得到保證，特別是高速流媒體業務將受到嚴重的影響。因此，通過有效的功率控制進行業務分流，擴大小基站的服務范圍是十分必要的。整個網絡的負載均衡也將改善網絡的性能，提高用戶的服務體驗。但小基站的密集化，小基站部署位置的隨機化，受限于 部署場景，非理想回程將被廣泛應用。隨著干擾控制等空口技術的日趨成熟，空口的傳輸速率有很大提升，非理想backhaul(回程)已逐漸成為超密集網絡的瓶頸，它將直接限制小基站的吞吐量。換言之，如果過多的用戶被分流至小基站中，若小基站的backhaul鏈路無法承載，則會帶來較大的時延，小基站無法滿足用戶的QoS(Quality of Service)；而如果分流的用戶過少，小基站的空口資源和回程資源都無法得到有效的利用。

因此，在考慮小基站backhaul能力的基礎上，將宏蜂窩中的用戶分流至小基站，提高小基站空口和backhaul鏈路的資源利用率，同時實現整個網絡的負載均衡是超密集網絡中需要解決的關鍵問題。

發明內容

本發明的負載均衡算法主要考慮兩個因素。第一，小基站在通過功率調整，擴大覆蓋范圍的時候，需要考慮發射功率的限制。即小基站的最大發射功率是受限的。第二，小基站在進行用戶分流時，需要考慮自身backhaul的能力，需要保證小基站的吞吐量不超過backhaul容量，否則將會帶來較大的時延，而且無法保證用戶的QoS需求。

進一步，本發明在符合超密集網絡部署的場景中參考3GPP TR36.932(3rdGeneration Partnership Project technical request 36.942)中對wireless backhaul(無線回程)容量的界定，確定小基站非理想backhaul的容量。為了區別不同小基站的backhaul能力，小基站的backhaul容量在界定的范圍內隨機取值，從而模擬實際的部署情況。在此基礎之上，各個小基站進行獨立的功率控制，根據backhaul容量情況，調整功率因子的取值，實現有效合理的用戶分流。