專利名稱：支持分布式自主負(fù)載均衡的lte接口擴(kuò)展方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是涉及支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，用戶對移動通信網(wǎng)絡(luò)性能和功能的要求不斷提高，而分布式負(fù)載均衡(DLB, Distributed Load Balancing)作為一種資源優(yōu)化方法,具有無失敗中心點、本地管理效率高、網(wǎng)絡(luò)可延展性強(qiáng)、無處理和通信瓶頸等優(yōu)點。因此，作為下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的LTE亟需將分布式負(fù)載均衡資源優(yōu)化方法引入進(jìn)來。目前，關(guān)于分布式負(fù)載均衡的研究在算法、機(jī)制等理論層面出現(xiàn)了多種解決方案。但是，這些解決方案大多在2G、3G實驗環(huán)境下實現(xiàn)的，并不適用于LTE。要在LTE環(huán)境下實現(xiàn)分布式負(fù)載均衡，不僅需要考慮方法和流程，還需要LTE的分布式信令接口(X2接口)提供支持。作為X2接口的上層應(yīng)用協(xié)議，雖然X2AP具有一定的鄰小區(qū)負(fù)載信息獲取功能，但其仍然不能完全滿足各種分布式負(fù)載均衡對信令交互的全部需求。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對上述問題，提供一種支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法及系統(tǒng)，能夠提供一種適用于LTE的負(fù)載均衡方式。一種支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法，包括:源節(jié)點通過周期性或者時間觸發(fā)式信令交互從宿節(jié)點獲得負(fù)載狀態(tài)信息；所述源節(jié)點根據(jù)所述負(fù)載狀態(tài)信息，通過信令交互從該宿節(jié)點獲取均衡適配參數(shù)；根據(jù)所述均衡適配參數(shù)，調(diào)用分布式負(fù)載均衡算法選取合適的宿節(jié)點，并計算出對應(yīng)的調(diào)整值發(fā)送給該宿節(jié)點。相應(yīng)地，一種支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展系統(tǒng)，由源節(jié)點和宿節(jié)點組成，其中，所述源節(jié)點包括:負(fù)載監(jiān)測模塊，用于通過周期性或者時間觸發(fā)式信令交互從宿節(jié)點獲得負(fù)載狀態(tài)信息；與所述負(fù)載監(jiān)測模塊相連的信息交互模塊，用于根據(jù)所述負(fù)載狀態(tài)信息判斷所述宿節(jié)點的負(fù)載超過其自身的門限值，通過信令交互從該宿節(jié)點獲取均衡適配參數(shù)；與所述信息交互模塊相連的參數(shù)配置模塊，用于根據(jù)所述均衡適配參數(shù)，調(diào)用分布式負(fù)載均衡算法選取合適的宿節(jié)點，并計算出對應(yīng)的調(diào)整值發(fā)送給該宿節(jié)點。實施本發(fā)明，具有如下有益效果:本發(fā)明根據(jù)主流的分布式負(fù)載均衡方法對信令交互的共同需求，設(shè)計出通用的分布式負(fù)載均衡流程。通過擴(kuò)展X2AP接口協(xié)議，以便將各種負(fù)載均衡調(diào)整方法整合到LTE負(fù)載均衡過程當(dāng)中，為LTE網(wǎng)絡(luò)拓寬帶寬、增加吞吐量、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。


圖1為本發(fā)明支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法的流程圖；圖2為本發(fā)明支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法的各個階段示意圖；圖3為本發(fā)明支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法的實施例流程圖；圖4為本發(fā)明支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法的實施例場景示意圖；圖5為本發(fā)明支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法的實施例時序示意圖；圖6為本發(fā)明支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展系統(tǒng)的示意圖；圖7為本發(fā)明支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展系統(tǒng)的實施例流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。圖1為本發(fā)明支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法的流程圖，包括:SlOl:源節(jié)點通過周期性或者時間觸發(fā)式信令交互從宿節(jié)點獲得負(fù)載狀態(tài)信息；S102:所述源節(jié)點根據(jù)所述負(fù)載狀態(tài)信息，通過信令交互從該宿節(jié)點獲取均衡適配參數(shù)；S103:根據(jù)所述均衡適配參數(shù)，調(diào)用分布式負(fù)載均衡算法選取合適的宿節(jié)點，并計算出對的調(diào)整值發(fā)送給該宿節(jié)點。圖2為本發(fā)明支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法的各個階段示意圖。下面結(jié)合圖1、圖2介紹本發(fā)明。如圖2所示，本發(fā)明首次提出一種通用的三階段分布式負(fù)載均衡流程。分布式負(fù)載均衡指的是在移動通信網(wǎng)絡(luò)中，負(fù)載均衡方法在分布式的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上自主地部署實現(xiàn)，而不并需要網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的集中控制。因為分布式結(jié)構(gòu)不存在中心節(jié)點，所以在均衡過程中，需要源節(jié)點(以下簡稱:源eNB)和宿節(jié)點(以下簡稱:宿eNB)之間的信令交互。源eNB是被系統(tǒng)選定作為負(fù)載均衡決策的節(jié)點，宿eNB則是在源eNB的信令控制下執(zhí)行分布式負(fù)載均衡動作的節(jié)點，通常為源eNB的鄰居eNB。本發(fā)明整合了現(xiàn)有分布式負(fù)載均衡方法，提出了更為完善的通用分布式負(fù)載均衡流程，以及信令交互的必要信息。基于現(xiàn)有分布式負(fù)載均衡的分析，本專利將整個流程分為三個階段:監(jiān)測階段、交互階段和配置階段。1、監(jiān)測階段，即負(fù)載狀態(tài)信息的感知階段。在負(fù)載監(jiān)測功能的控制下，當(dāng)源eNB監(jiān)測到自身負(fù)載即將超過門限時，首先將自身的負(fù)載信息通知給宿eNB，該過程通過3GPP規(guī)范已有的EP (基本過程,Elementary Procedure) “負(fù)載指示”來完成。之后,源eNB通過周期性或者時間觸發(fā)式信息交互從宿eNB獲得必要的負(fù)載狀態(tài)信息。該過程中，源eNB通過3GPP規(guī)范已有的EP “資源狀態(tài)報告初始化”來請求宿eNB返回負(fù)載信息，宿eNB通過3GPP規(guī)范已有的EP “資源狀態(tài)報告”向源eNB返回自身的負(fù)載信息。
2、交互階段。即均衡信息的獲取階段。在成功獲取了宿eNB的負(fù)載信息之后，源eNB通過均衡信息交互功能從宿eNB獲取執(zhí)行分布式負(fù)載均衡所必要的參數(shù)信息。具體地，源eNB首先通過新引入的EP “均衡信息報告初始化”來向宿eNB請求返回制定的參數(shù)。宿eNB通過新引入的EP “均衡信息更新”向源eNB周期性地返回對應(yīng)的參數(shù)值。3、配置階段。即均衡方法的下發(fā)階段。在成功獲取了宿eNB的均衡參數(shù)信息之后，基于已獲取的各種信息，源eNB通過參數(shù)配置功能選取出合適的宿eNB并計算出對應(yīng)的均衡參數(shù)所應(yīng)該調(diào)整的值，并發(fā)送給宿eNB。宿eNB收到調(diào)整信息后返回是否調(diào)整成功。該過程通過新引入的EP “參數(shù)更新響應(yīng)”來完成。作為eNB之間的X2接口的應(yīng)用層協(xié)議，X2AP負(fù)責(zé)相鄰eNB之間的應(yīng)用交互，并通過一系列的EP完成。在各個階段中，本專利中共涉及6個EP 負(fù)載過程”，“資源狀態(tài)報告初始化”，“資源狀態(tài)報告”，“均衡信息報告初始化”，“均衡信息更新”，以及“參數(shù)更新響應(yīng)”。其中“均衡信息報告初始化”，“均衡信息更新”和“參數(shù)更新響應(yīng)”屬于本專利新擴(kuò)展的EP。這里，涉及到對通用的X2AP接口協(xié)議的擴(kuò)展方式。在LTE中，X2接口即為各eNB之間的信息交互接口。作為X2協(xié)議棧的上層控制應(yīng)用協(xié)議，X2AP包括6個功能:移動性管理、負(fù)載管理、通用錯誤情況報告、X2重設(shè)、X2建立、eNB配置更新。在這些管理功能中，負(fù)載管理功能對分布式負(fù)載均衡方法提供了部分支持，包括“負(fù)載通知”、“資源狀態(tài)報告初始化”、“資源狀態(tài)報告”等3個EP。EP分為兩類:需要響應(yīng)的類型I和不需要響應(yīng)的類型2。對于類型I的EP又由成功的操作和失敗的操作組成。每個操作又包含若干消息。表I給出了本專利中所采用的分布式均衡相關(guān)EP的名稱，類型，包含消息等內(nèi)容。為支持分布式負(fù)載均衡，本專利在X2AP接口上新擴(kuò)展的3個EP:均衡信息報告初始化，均衡信息報告和參數(shù)更新報告分別為類型1，類型2和類型I。表I分布式負(fù)載均衡相關(guān)EP
權(quán)利要求
1.一種支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法，其特征在于，包括: 源節(jié)點通過周期性或者時間觸發(fā)式信令交互從宿節(jié)點獲得負(fù)載狀態(tài)信息； 所述源節(jié)點根據(jù)所述負(fù)載狀態(tài)信息，通過信令交互從該宿節(jié)點獲取均衡適配參數(shù)； 根據(jù)所述均衡適配參數(shù)，調(diào)用分布式負(fù)載均衡算法選取合適的宿節(jié)點，并計算出對應(yīng)的調(diào)整值發(fā)送給該宿節(jié)點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法，其特征在于，通過信令交互從該宿節(jié)點獲取均衡適配參數(shù)的步驟，包括: 對基于LTE的X2接口的上層應(yīng)用協(xié)議X2AP進(jìn)行擴(kuò)展，制定均衡信息報告初始化的負(fù)載指示，該負(fù)載指示用于所述源節(jié)點向所述宿節(jié)點請求獲取支持負(fù)載均衡計算的相關(guān)參數(shù)； 所述宿節(jié)點接收到所述均衡信息報告初始化的負(fù)載指示后，根據(jù)該負(fù)載指示消息中的注冊請求信元的設(shè)置來確定相應(yīng)的測量操作； 當(dāng)該宿節(jié)點沒有任何要求的測量能被初始化時，其向所述源節(jié)點返回均衡信息失敗的消息；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法，其特征在于: 當(dāng)所述源節(jié)點沒有收到所述均衡消息響應(yīng)的消息、所述源節(jié)點返回均衡信息失敗的消息時，再次向該宿節(jié)點發(fā)送所述均衡信息報告初始化的負(fù)載指示； 當(dāng)所述源節(jié)點收到的所述均衡消息`響應(yīng)的消息中，包含預(yù)設(shè)的均衡失敗異常信息，則判定該過程失敗。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法，其特征在于，通過信令交互從該宿節(jié)點獲取均衡適配參數(shù)的步驟，還包括: 對基于LTE的X2接口的上層應(yīng)用協(xié)議X2AP進(jìn)行擴(kuò)展，制定均衡信息更新的負(fù)載指示，該負(fù)載指示用于所述宿節(jié)點向所述源節(jié)點反饋所獲取的測量對象的值，該測量對象為根據(jù)所述均衡信息報告初始化的負(fù)載指示所設(shè)定的； 所述宿節(jié)點向所述源節(jié)點發(fā)送所述均衡信息更新的負(fù)載指示，該負(fù)載指示除了包括消息類型、所述源節(jié)點的ID、所述宿節(jié)點的ID，還包括小區(qū)ID、參考信號、機(jī)械下角、電子下傾角、天線整列、HOM值五項小區(qū)測量結(jié)果中的至少一項。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法，其特征在于，計算出對應(yīng)的調(diào)整值發(fā)送給該宿節(jié)點的步驟之后，還包括: 對基于LTE的X2接口的上層應(yīng)用協(xié)議X2AP進(jìn)行擴(kuò)展，制定參數(shù)更新響應(yīng)的負(fù)載指示，該負(fù)載指示用于反饋均衡參數(shù)的調(diào)整結(jié)果； 所述宿節(jié)點向所述源節(jié)點返回所述參數(shù)更新響應(yīng)的負(fù)載指示； 當(dāng)該宿節(jié)點成功按照所述調(diào)整值對全部指定的負(fù)載均衡參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時，所述參數(shù)更新響應(yīng)的負(fù)載指示包含表示參數(shù)更新成功的特征； 當(dāng)該宿節(jié)點成功按照所述調(diào)整值對部分指定的負(fù)載均衡參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時，所述參數(shù)更新響應(yīng)的負(fù)載指示包含表示參數(shù)更新失敗的特征； 當(dāng)該宿節(jié)點不能按照所述調(diào)整值對任一指定的負(fù)載均衡參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時，所述參數(shù)更新響應(yīng)的負(fù)載指示包含表示參數(shù)更新失敗的特征，且還包含對每一負(fù)載均衡參數(shù)更新失敗原因描述的特征。
6.一種支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展系統(tǒng)，由源節(jié)點和宿節(jié)點組成，其特征在于，所述源節(jié)點包括: 負(fù)載監(jiān)測模塊，用于通過周期性或者時間觸發(fā)式信令交互從宿節(jié)點獲得負(fù)載狀態(tài)信息； 與所述負(fù)載監(jiān)測模塊相連的信息交互模塊，用于根據(jù)所述負(fù)載狀態(tài)信息判斷所述宿節(jié)點的負(fù)載超過其自身的門限值，通過信令交互從該宿節(jié)點獲取均衡適配參數(shù)； 與所述信息交互模塊相連的參數(shù)配置模塊，用于根據(jù)所述均衡適配參數(shù)，調(diào)用分布式負(fù)載均衡算法選取合適的宿節(jié)點，并計算出對應(yīng)的調(diào)整值發(fā)送給該宿節(jié)點。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展系統(tǒng)，其特征在于，對基于LTE的X2接口的上層應(yīng)用協(xié)議X2AP進(jìn)行擴(kuò)展，制定均衡信息報告初始化的負(fù)載指示，該負(fù)載指示用于所述源節(jié)點向所述宿節(jié)點請求獲取支持負(fù)載均衡計算的相關(guān)參數(shù)；所述宿節(jié)點，包括: 與所述信息交互模塊相連的均衡信息初始化模塊，用于接收到所述均衡信息報告初始化的負(fù)載指示后，根據(jù)該負(fù)載指示消息中的注冊請求信元的設(shè)置來確定相應(yīng)的測量操作； 與所述均衡信息初始化模塊相連的初始化失敗反饋模塊，用于在該宿節(jié)點沒有任何要求的測量能被初始化時，其向所述源節(jié)點返回均衡信息失敗的消息；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展系統(tǒng)，其特征在于，所述信息交互模塊，包括: 與所述均衡信息初始化模塊、所述初始化失敗反饋模塊分別相連的初始化重試單元，用于在所述源節(jié)點沒有收到所述均衡消息響應(yīng)的消息、所述源節(jié)點返回均衡信息失敗的消息時，再次向該宿節(jié)點發(fā)送所述均衡信息報告初始化的負(fù)載指示； 與所述初始化失敗反饋模塊、所述初始化重試單元分別相連的初始化失敗確認(rèn)單元，用于在所述源節(jié)點收到的所述均衡消息響應(yīng)的消息中，包含預(yù)設(shè)的均衡失敗異常信息，則判定該過程失敗。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展系統(tǒng)，其特征在于，對基于LTE的X2接口的上層應(yīng)用協(xié)議X2AP進(jìn)行擴(kuò)展，制定均衡信息更新的負(fù)載指示，該負(fù)載指示用于所述宿節(jié)點向所述源節(jié)點反饋所獲取的測量對象的值，該測量對象為根據(jù)所述均衡信息報告初始化的負(fù)載指示所設(shè)定的；所述宿節(jié)點，還包括: 連接在所述均衡信息初始化模塊與所述參數(shù)配置模塊之間的信息更新模塊，用于向所述源節(jié)點發(fā)送所述均衡信息更新的負(fù)載指示，該負(fù)載指示除了包括消息類型、所述源節(jié)點的ID、所述宿節(jié)點的ID，還包括小區(qū)ID、參考信號、機(jī)械下角、電子下傾角、天線整列、HOM值五項小區(qū)測量結(jié)果中的至少一項。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項所述的支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展系統(tǒng)，其特征在于，對基于LTE的X2接口的上層應(yīng)用協(xié)議X2AP進(jìn)行擴(kuò)展，制定參數(shù)更新響應(yīng)的負(fù)載指示，該負(fù)載指示用于反饋均衡參數(shù)的調(diào)整結(jié)果；所述宿節(jié)點，還包括: 與所述參數(shù)配置模塊相連的更新報告模塊，用于向所述源節(jié)點返回所述參數(shù)更新響應(yīng)的負(fù)載指示； 當(dāng)該宿節(jié)點成功按照所述調(diào)整值對全部指定的負(fù)載均衡參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時，所述參數(shù)更新響應(yīng)的負(fù)載指示包含表示參數(shù)更新成功的特征； 當(dāng)該宿節(jié)點成功按照所述調(diào)整值對部分指定的負(fù)載均衡參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時，所述參數(shù)更新響應(yīng)的負(fù)載指示包含表示參數(shù)更新失敗的特征； 當(dāng)該宿節(jié)點不能按照所述調(diào)整值對任一指定的負(fù)載均衡參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時，所述參數(shù)更新響應(yīng)的負(fù)載指示包含表示參數(shù)更新失敗的特征，且還包含對每一負(fù)載均衡參數(shù)更新失敗原因描述的 特征。
全文摘要
本發(fā)明公開了支持分布式自主負(fù)載均衡的LTE接口擴(kuò)展方法及系統(tǒng)。該方法包括源節(jié)點通過周期性或者時間觸發(fā)式信令交互從宿節(jié)點獲得負(fù)載狀態(tài)信息；所述源節(jié)點根據(jù)所述負(fù)載狀態(tài)信息，通過信令交互從該宿節(jié)點獲取均衡適配參數(shù)；根據(jù)所述均衡適配參數(shù)，調(diào)用分布式負(fù)載均衡算法選取合適的宿節(jié)點，并計算出對應(yīng)的調(diào)整值發(fā)送給該宿節(jié)點。采用本發(fā)明，可以為LTE網(wǎng)絡(luò)拓寬帶寬、增加吞吐量、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。
文檔編號H04W28/08GK103152774SQ20131010050
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者吳贊紅, 蔣康明, 黃明輝, 賴群, 付佳佳, 楊嘉明, 何杰, 李偉堅, 施展 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心