專利名稱：Lte自組織網(wǎng)絡(luò)中基于效用函數(shù)的移動(dòng)負(fù)載均衡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)仿真，具體涉及一種多用戶在LTE自組織網(wǎng)絡(luò)(SON)中的移動(dòng)負(fù)載均衡算法。
背景技術(shù)：
LTE SON網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)負(fù)載均衡(MLB)問(wèn)題是指無(wú)線蜂窩系統(tǒng)可以在沒(méi)有人工干預(yù)的情況下檢測(cè)到過(guò)載小區(qū)，自動(dòng)執(zhí)行負(fù)載均衡算法將過(guò)載小區(qū)中的一部分業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到負(fù)載相對(duì)較輕的相鄰小區(qū)中去。負(fù)載轉(zhuǎn)移主要通過(guò)切換這一具體手段實(shí)現(xiàn)。實(shí)際工程中一般采用A3事件來(lái)觸發(fā)LTE同頻切換的測(cè)量報(bào)告，通過(guò)自適應(yīng)修改小區(qū)相對(duì)偏置CIO以及遲滯參數(shù)Hyst等間接改變小區(qū)覆蓋范圍，使處于熱點(diǎn)小區(qū)邊緣信道狀況較差的用戶可以自動(dòng)切換到信道條件和負(fù)載狀態(tài)均相對(duì)較好的鄰區(qū)，從而降低熱點(diǎn)小區(qū)的負(fù)載，使網(wǎng)絡(luò)間的負(fù)載趨于平衡。還有一些文獻(xiàn)通過(guò)將幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)函數(shù)結(jié)合在一起形成數(shù)學(xué)聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題，并采用相應(yīng)的優(yōu)化算法，例如，啟發(fā)式算法、拉格朗日乘子法等一些經(jīng)典優(yōu)化算法解決切換用戶在網(wǎng)絡(luò)中的最佳分布問(wèn)題，使得目標(biāo)函數(shù)最大化從而解決負(fù)載均衡問(wèn)題。以上負(fù)載均衡算法大多對(duì)用戶業(yè)務(wù)不做具體區(qū)分，采用小區(qū)虛擬負(fù)載作為判斷小區(qū)負(fù)載狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，由 此發(fā)現(xiàn)過(guò)載小區(qū)并執(zhí)行相應(yīng)的均衡算法。但根據(jù)A3不等式觸發(fā)切換并選擇目標(biāo)小區(qū)時(shí)，參數(shù)值的修改只是虛擬的擴(kuò)大或縮小了小區(qū)覆蓋范圍，而非改變小區(qū)的實(shí)際覆蓋面積，因此這種情況一般需要輔以相應(yīng)的準(zhǔn)入控制條件，其中包括目標(biāo)小區(qū)的信號(hào)接入控制以及資源接入控制等多種限制條件。數(shù)學(xué)表示即為一個(gè)目標(biāo)函數(shù)，多個(gè)約束條件組成的優(yōu)化問(wèn)題。有時(shí)，在約束條件復(fù)雜時(shí)，目標(biāo)函數(shù)不一定能取得最優(yōu)解，而且參數(shù)修改往往還伴隨著參數(shù)回滾問(wèn)題。在目標(biāo)小區(qū)滿足A3不等式的條件下逐一對(duì)這些準(zhǔn)入控制條件進(jìn)行判斷會(huì)增加相應(yīng)的信令開銷，且結(jié)果不一定是最優(yōu)的目標(biāo)小區(qū)。通常情況下負(fù)載均衡是針對(duì)小區(qū)邊緣的非滿意用戶進(jìn)行切換，但在場(chǎng)景比較復(fù)雜時(shí)，例如網(wǎng)絡(luò)中有多個(gè)毗鄰的熱點(diǎn)小區(qū)，并非所有熱點(diǎn)小區(qū)的邊緣用戶都擁有性能良好的鄰區(qū)以供切換，傳統(tǒng)的A3不等式雖然可以判斷用戶是否位于小區(qū)邊緣，但無(wú)法直接辨別用戶所處小區(qū)的方向及其鄰區(qū)的負(fù)載狀況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種LTE自組織網(wǎng)絡(luò)中基于效用函數(shù)的移動(dòng)負(fù)載均衡方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:I)考慮蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的用戶均為固定請(qǐng)求速率用戶，計(jì)算用戶k在當(dāng)前服務(wù)小區(qū)i中的接收信干噪比，根據(jù)接收信干噪比計(jì)算用戶k在一個(gè)物理資源塊上的瞬時(shí)頻譜效率；2)經(jīng)過(guò)步驟I)后，根據(jù)最大載干比原則，對(duì)小區(qū)中的用戶進(jìn)行資源分配；3)經(jīng)過(guò)步驟2)后，計(jì)算每個(gè)小區(qū)的資源利用率以及虛擬負(fù)載，若虛擬負(fù)載大于1，則判定對(duì)應(yīng)的小區(qū)為過(guò)載小區(qū)；
4)對(duì)過(guò)載小區(qū)中的非滿意用戶，計(jì)算其在所有相鄰小區(qū)的效用函數(shù)；非滿意用戶s在相鄰小區(qū)j中的效用函數(shù)為:
權(quán)利要求
1.一種LTE自組織網(wǎng)絡(luò)中基于效用函數(shù)的移動(dòng)負(fù)載均衡方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)考慮蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的用戶均為固定請(qǐng)求速率用戶，計(jì)算用戶k在當(dāng)前服務(wù)小區(qū)中的接收信干噪比，根據(jù)接收信干噪比計(jì)算用戶k在一個(gè)物理資源塊上的瞬時(shí)頻譜效率； 2)經(jīng)過(guò)步驟I)后，根據(jù)最大載干比原則，對(duì)小區(qū)中的用戶進(jìn)行資源分配； 3)經(jīng)過(guò)步驟2)后，計(jì)算每個(gè)小區(qū)的資源利用率以及虛擬負(fù)載，若虛擬負(fù)載大于1，則判定對(duì)應(yīng)的小區(qū)為過(guò)載小區(qū)； 4)對(duì)過(guò)載小區(qū)中的非滿意用戶，計(jì)算其在所有相鄰小區(qū)的效用函數(shù)；非滿意用戶s在相鄰小區(qū)j中的效用函數(shù)為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種LTE自組織網(wǎng)絡(luò)中基于效用函數(shù)的移動(dòng)負(fù)載均衡方法，其特征在于，所述瞬時(shí)頻譜效率的計(jì)算方法為:GJ=BW.log(l+SINR) 其中，BW表示每個(gè)物理資源塊的帶寬，SINR表示用戶在小區(qū)中的接收信干噪比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種LTE自組織網(wǎng)絡(luò)中基于效用函數(shù)的移動(dòng)負(fù)載均衡方法，其特征在于，所述步驟2)的具體方法為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種LTE自組織網(wǎng)絡(luò)中基于效用函數(shù)的移動(dòng)負(fù)載均衡方法，其特征在于，所述資源利用率的計(jì)算方法為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種LTE自組織網(wǎng)絡(luò)中基于效用函數(shù)的移動(dòng)負(fù)載均衡方法，其特征在于，所述虛擬負(fù)載的計(jì)算方法為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種LTE自組織網(wǎng)絡(luò)中基于效用函數(shù)的移動(dòng)負(fù)載均衡方法，其特征在于，所述子網(wǎng)負(fù)載均衡指數(shù)的計(jì)算方法為:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種LTE自組織網(wǎng)絡(luò)中基于效用函數(shù)的移動(dòng)負(fù)載均衡方法，其特征在于，將網(wǎng)絡(luò)中的所有過(guò)載小區(qū)按照虛擬負(fù)載降序排列，由負(fù)載最重的過(guò)載小區(qū)開始依次統(tǒng)計(jì)所有過(guò)載小區(qū)中的非滿意用戶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種LTE自組織網(wǎng)絡(luò)中基于效用函數(shù)的移動(dòng)負(fù)載均衡方法，其特征在于，將過(guò)載小區(qū)內(nèi)的非滿意用戶按照接收信干噪比升序排列，非滿意用戶的切換按照接收信干噪比的順序依次進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種LTE自組織網(wǎng)絡(luò)中基于效用函數(shù)的移動(dòng)負(fù)載均衡方法對(duì)過(guò)載小區(qū)中的非滿意用戶計(jì)算其在所有相鄰小區(qū)中的效用函數(shù)。若非滿意用戶的所有效用函數(shù)值均等于0，則該用戶沒(méi)有切換目標(biāo)小區(qū)，處于擁塞或掉話狀態(tài)；否則，選用具有最大效用函數(shù)值的相鄰小區(qū)進(jìn)行切換。本發(fā)明將基于A3不等式觸發(fā)切換并選擇目標(biāo)小區(qū)中的準(zhǔn)入控制條件轉(zhuǎn)化為效用函數(shù)的一部分，結(jié)合鄰區(qū)頻譜效率及子網(wǎng)負(fù)載均衡指數(shù)簡(jiǎn)化非滿意用戶的切換選擇過(guò)程。采用該效用函數(shù)還可以將邊緣用戶的鄰區(qū)信道及負(fù)載情況明確表示，間接表明用戶所處小區(qū)的大致方位，可以在復(fù)雜場(chǎng)景下使非滿意用戶直接選擇當(dāng)前最優(yōu)的目標(biāo)小區(qū)進(jìn)行切換，從而大大提高切換成功率及效率。
文檔編號(hào)H04W16/22GK103220688SQ20131011383
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者李鋒, 耿莉娜, 劉瑩, 劉哲, 段文磊 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)