[發明專利]一種基于負載感知的密集網絡負載均衡方法

有效

• 申請號: 201710006752.2
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106658572B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 唐倫;梁榮;張亞;牛瑞彪;尹生華;陳前斌
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W28/08
• 代理公司: 11275 北京同恒源知識產權代理有限公司
• 代理人: 廖曦

本發明涉及一種基于負載感知的密集網絡負載均衡方法，涉及無線通信網絡技術領域。該方法公開了一種基于部分可測馬爾科夫決策過程負載感知的動態小區范圍擴展實現負載均衡的方法，解決了微蜂窩密集部署下的網絡的負載不均衡問題。通過對系統用戶業務的觀察分析，結合部分可測馬爾科夫決策過程負載感知，判斷出下一周期系統可能出現的負載狀態，從而提前采取行動動態調整CRE偏置值，達到優化系統負載均衡性的目的。該方法能實現密集化微蜂窩部署下的負載感知，有效提高系統負載均衡性，同時有效提升系統吞吐量與系統資源利用率。可應用于密集異構網絡負載均衡。

技術領域

本發明屬于無線通信網絡領域，涉及一種基于負載感知的密集網絡負載均衡方法。

背景技術

密集異構網絡的部署是在宏蜂窩保證基本覆蓋，針對網絡熱點地區進行網絡擴容的微基站部署或者網絡覆蓋盲區進行網絡補盲的一種密集網絡架構。隨著數據業務的不斷增加，網絡中的小基站數量也不斷增加，以提升網絡的容量。由于小基站的密集化，容量提升的同時也帶來了各種影響網絡性能的問題，如負載均衡等問題。密集異構網絡下的負載均衡問題主要是由于傳統的宏基站(MBS)與小功率節點(LPN)之間的發射功率差異和用戶的小范圍密集分布，造成用戶接入不均衡，從而導致網絡阻塞、掉話率高、系統資源利用率低等一系列問題。

圖1為能夠用于實現本發明的一個系統場景圖。在圖1中：Marocell是宏小區；Picocell是微小區；Mue是宏基站用戶；Pue是微基站用戶。

從圖1所示的密集異構網絡場景中可以看到，和傳統的通信網絡系統相比，由于小基站密集部署，網絡結構更加復雜。當小基站少量部署在宏小區中時，網絡系統中的負載均衡方式主要是宏小區的負載向微小區卸載，以達到負載均衡和系統擴容的目的。而在小基站密集部署后，除了宏小區與微小區之間的跨層負載均衡問題，同時也需要考慮微小區之間的同層負載均衡問題。見圖2為密集異構網絡下小區范圍擴展負載均衡的兩種方式。在圖2中，Marocell是宏小區；Picocell是微小區；Mue是宏基站用戶；Pue是微基站用戶；ERue是小區范圍擴展用戶。

小區范圍拓展(CRE)是3GPP提出的一種負載均衡方案：用戶在選擇小區接入時，會針對不同層基站的RSRP附加不同的偏置值，然后再根據加偏置后的最大值進行接入。對于一個N層HetNet，用戶接入準則為：

其中Bio為偏置值。在CRE方案中，LPN的偏置值大于MBS的偏置值，這樣可以占用戶會更多接入到LPN，拓展了LPN的覆蓋范圍，均衡了網絡負載。

現有的通過小區范圍擴展(CRE)的負載均衡方案大多考慮在測量負載基礎上通過靜態或動態的方式調整偏置值，以實現小區范圍擴展，將過載小區邊緣用戶切換至范圍擴展后的低負載小區，以實現負載均衡。一種基于PPP模型，從統計意義上給出了采用RE方案用戶接入每層網絡的概率以及每層網絡的用戶比例，并由此推出用戶在每層網絡的中斷概率/平均遍歷容量與偏置值之間的對應關系及變化趨勢。但是其依然建立在每層基站都采用相同的偏置值的基礎上。考慮到不同基站的位置、負載以及服務用戶的信道質量的差異性，有另一種自適應偏置調整方案，該方案通過比較MBS邊緣用戶與每個LPN邊緣用戶的吞吐量性能調整LPN的偏置值。但是該方案并沒有從系統整體的角度考慮RE方案的性能，因此RE方案中的偏置值設置需要進一步研究。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于部分可測馬爾科夫決策過程負載感知的負載均衡方法，通過負載感知保證在小區范圍擴展偏置值調整時的時效性，有效地實現系統負載均衡。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于負載感知的密集網絡負載均衡方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將UE接入系統各個基站，假設每個UE都有業務產生，進行前期測量統計分析工作；