一種移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡方法和系統(tǒng)，該方法包括：監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)負(fù)載，當(dāng)存在某小區(qū)負(fù)載大于觸發(fā)閾值時，選擇負(fù)載均衡區(qū)域，標(biāo)記可切換終端，標(biāo)記切換群組，根據(jù)小區(qū)的鄰接關(guān)系生成鄰接圖，并按照終端負(fù)載設(shè)置鄰接圖的頂點(diǎn)權(quán)重和邊權(quán)重，以鄰接圖分割方式為自變量以最小化鄰接圖分割后每個部分的權(quán)重差異為主要目標(biāo)、執(zhí)行切換的終端數(shù)量最少為次要目標(biāo)建立方程，計(jì)算方程最優(yōu)解，根據(jù)方程最優(yōu)解和初始解求得均衡區(qū)域每個小區(qū)需要切換到相鄰小區(qū)的用戶終端。由于所構(gòu)建方程的目標(biāo)等效于小區(qū)負(fù)載差異最小化，所以求得的最優(yōu)解可以使選定區(qū)域負(fù)載均衡度最高，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的解決方式，避免在處理大量高負(fù)載小區(qū)聚集時方法失效。
【專利說明】一種移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡方法和一 種移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著用戶對移動接入需求的急劇增加，LTE移動通信系統(tǒng)出現(xiàn)了接入網(wǎng)小區(qū)密集 分布的特點(diǎn)，提高了單位面積用戶容量的同時，也提高了單位面積的信號強(qiáng)度。然而受限于 物理資源，小區(qū)可容納的用戶數(shù)量仍然有限。此外由于城市移動用戶密集分布，當(dāng)前LTE系 統(tǒng)會出現(xiàn)多個相鄰小區(qū)同時高負(fù)載的情況。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中的一些負(fù)載均衡方法往往只考慮單個或少量基站高負(fù)載的一般情況， 而忽視了LTE無線接入網(wǎng)如上所述的新特點(diǎn)，當(dāng)出現(xiàn)大量相鄰小區(qū)同時高負(fù)載時，位于中 心的高負(fù)載小區(qū)中的用戶由于暫時沒有合適的切換目標(biāo)，導(dǎo)致算法失效。
[0004] 此外，移動負(fù)載均衡有兩個主要目標(biāo)：降低高負(fù)載小區(qū)的負(fù)載和提高網(wǎng)絡(luò)中各個 小區(qū)負(fù)載的均衡度。而現(xiàn)有技術(shù)中的一些負(fù)載均衡方法僅僅以降低高負(fù)載小區(qū)的負(fù)載到特 定門限為目標(biāo)，雖然執(zhí)行過程中影響到的小區(qū)數(shù)量較少，機(jī)制簡單，但是當(dāng)前的理論研究中 以提高網(wǎng)絡(luò)中各個小區(qū)的負(fù)載均衡度為目標(biāo)，必然能夠降低高負(fù)載小區(qū)的負(fù)載，然而由于 該方法要提升全網(wǎng)負(fù)載均衡度，均衡效果好但由于需要涉及網(wǎng)絡(luò)中所有小區(qū)，執(zhí)行效率較 低。并且由于網(wǎng)絡(luò)中只有高負(fù)載小區(qū)是影響用戶接入性能的短板，負(fù)載均衡方法涉及大量 中低負(fù)載小區(qū)并不會對網(wǎng)絡(luò)性能有明顯提升。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，如何對監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)區(qū)域構(gòu)建的負(fù)載均衡問題整體求 解，滿足網(wǎng)絡(luò)的整體負(fù)載要求，并根據(jù)小區(qū)和終端建立鄰接圖求解如何將終端分配至小區(qū)， 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的解決方式，并且避免在處理大量高負(fù)載小區(qū)聚集時方法失效的情況。
[0006] 為此目的，本發(fā)明提出了一種移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡方法，包括：S1，監(jiān)測目標(biāo)網(wǎng) 絡(luò)中多個小區(qū)的負(fù)載，當(dāng)監(jiān)測到至少一個小區(qū)的負(fù)載大于第一負(fù)載閾值時，進(jìn)入步驟S2 ; S2,將負(fù)載大于第二負(fù)載閾值的小區(qū)標(biāo)記為熱點(diǎn)小區(qū)，與所述熱點(diǎn)小區(qū)相鄰的小區(qū)標(biāo)記為 外圍小區(qū)，所述熱點(diǎn)小區(qū)和所述外圍小區(qū)構(gòu)成選定區(qū)域，在所述選定區(qū)域中標(biāo)記可切換終 端，在可切換終端所在小區(qū)的相鄰小區(qū)中，將可切換終端接收信號強(qiáng)度最大的相鄰小區(qū)設(shè) 置為與該可切換終端對應(yīng)的目標(biāo)小區(qū)，將可切換終端按照目標(biāo)小區(qū)劃分群組，將處于第一 小區(qū)且以第二小區(qū)為目標(biāo)小區(qū)的可切換終端群組，和處于第二小區(qū)且以第一小區(qū)為目標(biāo)小 區(qū)的可切換終端群組合并為一個切換群組，標(biāo)記所述切換群組；S3,根據(jù)所述選定區(qū)域內(nèi)每 個小區(qū)相鄰關(guān)系和標(biāo)記的切換群組信息生成小區(qū)鄰接圖，其中，所述鄰接圖中的每個頂點(diǎn) 代表小區(qū)，兩個頂點(diǎn)之間的邊表示對應(yīng)的兩個小區(qū)具有相鄰關(guān)系，且每條邊對應(yīng)其兩個頂 點(diǎn)所代表的兩個小區(qū)之間的切換群組，邊的權(quán)重為相應(yīng)切換群組中可切換終端的數(shù)量，頂 點(diǎn)的權(quán)重為相應(yīng)小區(qū)中在切換群組之外的終端數(shù)量；；S4,記所述鄰接圖頂點(diǎn)的集合為V， 邊的集合為E，則所述鄰接圖中存在Nv個點(diǎn)和Ne條邊，邊Ei的權(quán)值為IV點(diǎn)Vi的權(quán)值為％_， 根據(jù)凡個變量Xi確定凡條邊的切分方式，其中，ie{1，2, 3,…，xj，邊Ei = (Vijl,Vij2)， 1和j2為邊Ei兩個端點(diǎn)的標(biāo)識，其中，ji〈j2，且J1,j2e{1，2,3，?，^}，設(shè)\表示切斷一 條邊后邊的兩個端點(diǎn)中標(biāo)識較小的

【權(quán)利要求】
1. 一種移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡方法，其特征在于，包括： S1，監(jiān)測目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中多個小區(qū)的負(fù)載，當(dāng)監(jiān)測到至少一個小區(qū)的負(fù)載大于第一負(fù)載閾 值時，進(jìn)入步驟S2 ; 52, 將負(fù)載大于第二負(fù)載閾值的小區(qū)標(biāo)記為熱點(diǎn)小區(qū)，與所述熱點(diǎn)小區(qū)相鄰的小區(qū)標(biāo) 記為外圍小區(qū)，所述熱點(diǎn)小區(qū)和所述外圍小區(qū)構(gòu)成選定區(qū)域，在所述選定區(qū)域中標(biāo)記可切 換終端，在可切換終端所在小區(qū)的相鄰小區(qū)中，將可切換終端接收彳目號強(qiáng)度最大的相鄰小 區(qū)設(shè)置為與該可切換終端對應(yīng)的目標(biāo)小區(qū)，將可切換終端按照目標(biāo)小區(qū)劃分群組，將處于 第一小區(qū)且以第二小區(qū)為目標(biāo)小區(qū)的可切換終端群組，和處于第二小區(qū)且以第一小區(qū)為目 標(biāo)小區(qū)的可切換終端群組合并為一個切換群組，標(biāo)記所述切換群組； 53, 根據(jù)所述選定區(qū)域內(nèi)每個小區(qū)相鄰關(guān)系和標(biāo)記的切換群組信息生成小區(qū)鄰接圖， 其中，所述鄰接圖中的每個頂點(diǎn)代表小區(qū)，兩個頂點(diǎn)之間的邊表示對應(yīng)的兩個小區(qū)具有相 鄰關(guān)系，且每條邊對應(yīng)其兩個頂點(diǎn)所代表的兩個小區(qū)之間的切換群組，邊的權(quán)重為相應(yīng)切 換群組中可切換終端的數(shù)量，頂點(diǎn)的權(quán)重為相應(yīng)小區(qū)中在切換群組之外的終端數(shù)量； 54, 記所述鄰接圖頂點(diǎn)的集合為V，邊的集合為E，則所述鄰接圖中存在Nv個點(diǎn)和Ne條 邊，邊Ei的權(quán)值為IV點(diǎn)Vi的權(quán)值為％，根據(jù)凡個變量Xi確定凡條邊的切分方式，其中， i G {1，2,3,…，xj，邊Ei = (Vijl, Vij2)，」\和j2為邊￡1兩個端點(diǎn)的標(biāo)識，其中，Vj2，且 J1, j2 e {1，2, 3,…，NJ，設(shè)Xi表示切斷一條邊后邊的兩個端點(diǎn)中標(biāo)識較小的點(diǎn)所分得的邊 的權(quán)值，設(shè)向量X = (X1, x2, X3,…，xNe)，
要切換的終端數(shù)目，a為KT3的正數(shù)，鄰接圖的初始分割狀態(tài)為X = (xQ1, xQ2, xQ3，…，xQNe); 55, 根據(jù)對Fitness (X)取最小值的可行解對所述鄰接圖進(jìn)行分割，根據(jù)分割后的每個 點(diǎn)和與每個點(diǎn)相連的殘邊的權(quán)值將所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中的可切換終端劃分至相應(yīng)的小區(qū)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡方法，其特征在于，所述步驟S2包括： 將所述選定區(qū)域中接收信號強(qiáng)度小于預(yù)設(shè)功率的終端，或信噪比小于預(yù)設(shè)信噪比的終端標(biāo) 記為可切換終端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡方法，其特征在于，所述步驟S5包括： 根據(jù)量子離子群算法計(jì)算對Fitness (X)取最小值時的可行解。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡方法，其特征在于，還包 括：S6,根據(jù)對所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中的可切換終端劃分后小區(qū)中終端的數(shù)量，以及每個終端上傳 的參考信號接收功率，更新小區(qū)的個性偏執(zhí)參數(shù)。
5. -種移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡系統(tǒng)，其特征在于，包括： 監(jiān)測單元，用于監(jiān)測目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中多個小區(qū)的負(fù)載； 標(biāo)記單元，在所述監(jiān)測單元監(jiān)測到至少一個小區(qū)的負(fù)載大于第一負(fù)載閾值時，將負(fù)載 大于第二負(fù)載閾值的小區(qū)標(biāo)記為熱點(diǎn)小區(qū)，與所述熱點(diǎn)小區(qū)相鄰的小區(qū)標(biāo)記為外圍小區(qū)， 所述熱點(diǎn)小區(qū)和所述外圍小區(qū)構(gòu)成選定區(qū)域，在所述選定區(qū)域中標(biāo)記可切換終端，在可切 換終端所在小區(qū)的相鄰小區(qū)中，將可切換終端接收信號強(qiáng)度最大的相鄰小區(qū)設(shè)置為與該可 切換終端對應(yīng)的目標(biāo)小區(qū)，將可切換終端按照目標(biāo)小區(qū)劃分群組，將處于第一小區(qū)且以第 二小區(qū)為目標(biāo)小區(qū)的可切換終端群組，和處于第二小區(qū)且以第一小區(qū)為目標(biāo)小區(qū)的可切換 終端群組合并為一個切換群組，標(biāo)記所述切換群組； 鄰接圖生成單元，用于根據(jù)所述選定區(qū)域內(nèi)每個小區(qū)相鄰關(guān)系和標(biāo)記的切換群組信息 生成小區(qū)鄰接圖，其中，所述鄰接圖中的每個頂點(diǎn)代表小區(qū)，兩個頂點(diǎn)之間的邊表示對應(yīng)的 兩個小區(qū)具有相鄰關(guān)系，且每條邊對應(yīng)其兩個頂點(diǎn)所代表的兩個小區(qū)之間的切換群組，邊 的權(quán)重為相應(yīng)切換群組中可切換終端的數(shù)量，頂點(diǎn)的權(quán)重為相應(yīng)小區(qū)中在切換群組之外的 終端數(shù)量； 計(jì)算單元，記所述鄰接圖頂點(diǎn)的集合為V，邊的集合為E，則所述鄰接圖中存在Nv個點(diǎn) 和凡條邊，邊Ei的權(quán)值為IV點(diǎn)Vi的權(quán)值為，根據(jù)凡個變量Xi確定凡條邊的切分方式， 其中，i G {1，2,3,…，xj，邊Ei= (VijlJij2)JjP j2為邊已1兩個端點(diǎn)的標(biāo)識，其中，ji〈j2， 且j\，j2 e {1，2, 3,…，NJ，設(shè)Xi表示切斷一條邊后邊的兩個端點(diǎn)中標(biāo)識較小的點(diǎn)所分得的 邊的權(quán)值，設(shè)向量X = (X1, x2, X3,…，xNe),
要切換的終端數(shù)目，a為KT3的正數(shù)，鄰接圖的初始分割狀態(tài)為X = (xQ1, xQ2, xQ3，…，xQNe)， 計(jì)算對Fitness (X)取最小值的可行解； 分配單元，用于根據(jù)所述可行解對所述鄰接圖進(jìn)行分割，根據(jù)分割后的每個點(diǎn)和與每 個點(diǎn)相連的殘邊的權(quán)值將所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中的可切換終端劃分至相應(yīng)的小區(qū)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)記單元用于 將所述選定區(qū)域中接收信號強(qiáng)度小于預(yù)設(shè)功率的終端，或信噪比小于預(yù)設(shè)信噪比的終端標(biāo) 記為可切換終端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算單元根據(jù) 量子離子群算法計(jì)算對Fitness (X)取最小值時的可行解。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述移動通信網(wǎng)的負(fù)載均衡系統(tǒng)，其特征在于，還包 括： 更新單元，用于根據(jù)對所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中的可切換終端劃分后小區(qū)中終端的數(shù)量，以及 每個終端上傳的參考信號接收功率，更新小區(qū)的個性偏執(zhí)參數(shù)。
【文檔編號】H04W28/08GK104363619SQ201410589813
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】李文璟, 喻鵬, 周凡欽, 豐雷, 邱雪松 申請人:北京郵電大學(xué)