本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及蜂窩網(wǎng)負(fù)載均衡的方法，可用于對進(jìn)行大量視頻業(yè)務(wù)下載的蜂窩網(wǎng)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

背景技術(shù)：
未來的通信網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)多種接入技術(shù)共存、相互補(bǔ)充的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，同一區(qū)域會被多種類型的網(wǎng)絡(luò)重疊覆蓋。同時(shí)，多模終端的出現(xiàn)，促使單個(gè)終端設(shè)備能夠同時(shí)與多種網(wǎng)絡(luò)建立連接，并行地傳輸數(shù)據(jù)。目前，隨著智能多模終端的日益普及和移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的飛速發(fā)展，移動數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)爆炸式增長，特別是高清視頻業(yè)務(wù)的出現(xiàn)大大增加了蜂窩網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載壓力，致使蜂窩網(wǎng)絡(luò)有限的資源無法支撐大量用戶的多媒體應(yīng)用需求。為了保證用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，滿足用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，可采用多路徑傳輸機(jī)制實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的負(fù)載均衡。有效的負(fù)載均衡是改善網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量的重要途徑，可用于緩解或解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中資源分布不均的問題，從而提升系統(tǒng)的容量和服務(wù)質(zhì)量，提高日益緊張的無線資源利用率。無線局域網(wǎng)WLAN以其技術(shù)體制簡單、接入靈活、成本低、建網(wǎng)和維護(hù)容易受到運(yùn)營商的青睞，面對海量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，WLAN成為分流蜂窩網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的重要手段。高度壓縮數(shù)字視頻編解碼器標(biāo)準(zhǔn)H.264可伸縮視頻編碼SVC將視頻信息按照重要性分解，利用可伸縮視頻編碼SVC數(shù)據(jù)流的分層結(jié)構(gòu)，將其中的基本層和增強(qiáng)層抽取為多個(gè)子數(shù)據(jù)流，并保持基本層子數(shù)據(jù)流能夠獨(dú)立解碼，在接收端將接收到的子數(shù)據(jù)流重組成可解碼的可伸縮視頻編碼SVC數(shù)據(jù)流，可伸縮視頻編碼SVC允許一次壓縮后的視頻能以不同的碼率、幀率、空間分辨率和視頻質(zhì)量解碼。上海交通大學(xué)無錫研究院的專利申請文件“一種基于負(fù)載均衡和Qos的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換方法”(公開號CN103648129A，申請?zhí)?01310647234.0，申請日2013.12.04)公開了一種針對WiFi、UMTS異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下負(fù)載均衡的方法，該方法綜合考慮用戶業(yè)務(wù)模型，通過將網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的Qos指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的負(fù)載情況，給出一個(gè)綜合評分，根據(jù)綜合評分和業(yè)務(wù)情況進(jìn)行異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的業(yè)務(wù)切換，從而實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的負(fù)載均衡，保證了系統(tǒng)層面的高吞吐率和穩(wěn)定性。該方法的存在的不足是，在切換過程中將用戶的業(yè)務(wù)全部進(jìn)行垂直切換，由于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間差異，通過傳統(tǒng)的切換控制來進(jìn)行負(fù)載均衡，容易造成切換失敗或切換時(shí)延過大，導(dǎo)致單業(yè)務(wù)的傳輸中斷或數(shù)據(jù)分組的丟失，破壞單業(yè)務(wù)的完整性、實(shí)時(shí)性，浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源，影響用戶體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種針對SVC視頻業(yè)務(wù)和移動速度的負(fù)載均衡，以解決切換過程中多路徑傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)中斷問題，進(jìn)而保證單業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性和完整性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括以下步驟：(1)蜂窩網(wǎng)基站判斷小區(qū)的負(fù)載狀態(tài)：蜂窩網(wǎng)基站周期性檢測小區(qū)的物理資源塊使用率，如果物理資源塊使用率小于80％，則判定該小區(qū)處于低負(fù)載狀態(tài)，執(zhí)行步驟(7)；否則，判定該小區(qū)處于高負(fù)載狀態(tài)，執(zhí)行步驟(2)；(2)選擇待切換終端：蜂窩網(wǎng)基站檢測并選中正在進(jìn)行視頻流媒體業(yè)務(wù)下載的多模終端，所選中終端上報(bào)其移動速度，基站按照移動速度由低到高次序排列其中為速度門限值，對于移動速度在以下的終端UE1,UE2,……,UEN，基站得到一個(gè)待切換終端列表，將這些終端標(biāo)記為能實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的待切換終端；(3)確定切換終端及目標(biāo)接入網(wǎng)：若待切換終端列表非空，將其中首個(gè)終端作為進(jìn)行負(fù)載均衡的切換終端，選擇后將該終端從待切換終端列表中刪除，所選中的終端根據(jù)接收到的無線接入點(diǎn)AP廣播消息確定目標(biāo)無線接入點(diǎn)AP，執(zhí)行步驟(4)；若待切換終端列表為空，則執(zhí)行步驟(7)；(4)業(yè)務(wù)切換請求判斷：4a)基站向該目標(biāo)無線接入點(diǎn)AP發(fā)送切換請求消息；4b)判斷目標(biāo)接入點(diǎn)AP是否允許業(yè)務(wù)切換：若目標(biāo)無線接入點(diǎn)AP可承載的速率大于等于待切換終端的當(dāng)前業(yè)務(wù)傳輸速率，則執(zhí)行4c)；否則，執(zhí)行4d)；4c)目標(biāo)無線接入點(diǎn)AP向蜂窩網(wǎng)基站發(fā)送切換請求允許消息，執(zhí)行步驟(5)；4d)目標(biāo)無線接入點(diǎn)AP向蜂窩網(wǎng)基站發(fā)送切換請求拒絕消息，并將所選終端繼續(xù)保留在蜂窩網(wǎng)中，返回步驟(3)；(5)業(yè)務(wù)切換：視頻服務(wù)器將所選終端視頻流媒體業(yè)務(wù)編碼轉(zhuǎn)換成高度壓縮數(shù)字視頻編解碼器標(biāo)準(zhǔn)H.264可伸縮視頻編碼SVC標(biāo)準(zhǔn)格式，并將其拆分為基本層數(shù)據(jù)文件和增強(qiáng)層數(shù)據(jù)文件；對增強(qiáng)層數(shù)據(jù)文件和基本層數(shù)據(jù)文件采用多路徑并行傳輸，即將增強(qiáng)層數(shù)據(jù)文件切換到無線局域網(wǎng)WLAN進(jìn)行傳輸，將基本層數(shù)據(jù)文件通過蜂窩網(wǎng)進(jìn)行傳輸，以保證用戶體驗(yàn)；(6)切換完成后判斷：當(dāng)增強(qiáng)層數(shù)據(jù)文件切換到無線局域網(wǎng)WLAN進(jìn)行傳輸后，再次檢測蜂窩網(wǎng)小區(qū)負(fù)荷水平，若物理資源塊使用率小于70％，執(zhí)行步驟(7)；否則，返回步驟(3)；(7)結(jié)束本次流程，等待下一周期負(fù)載均衡，返回步驟(1)；本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)本發(fā)明采用了高度壓縮數(shù)字視頻編解碼器標(biāo)準(zhǔn)H.264可伸縮視頻編碼SVC技術(shù)，對視頻流媒體業(yè)務(wù)進(jìn)行拆分，將碼率較高的增強(qiáng)層數(shù)據(jù)文件切換到無線局域網(wǎng)WLAN進(jìn)行傳輸，降低了蜂窩網(wǎng)負(fù)荷水平，實(shí)現(xiàn)了蜂窩網(wǎng)的負(fù)載均衡。2)本發(fā)明考慮了終端的移動速度，有效避免由于移動終端快速離開無線局域網(wǎng)WLAN小區(qū)所帶來的過多切換次數(shù)和不必要的切換時(shí)延。3)本發(fā)明由于終端始終不解除與蜂窩網(wǎng)基站的連接，蜂窩網(wǎng)基站始終能不間斷地向終端傳輸基本層數(shù)據(jù)文件，即使終端在切換過程中出現(xiàn)時(shí)延過大或者切換后無線局域網(wǎng)WLAN鏈路斷開，終端也能接收到基本層數(shù)據(jù)文件，保證了視頻流媒體業(yè)務(wù)的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)了視頻的流暢播放。附圖說明圖1是本發(fā)明使用的場景示意圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。參照圖1，本發(fā)明使用的場景包含一個(gè)蜂窩網(wǎng)基站、若干個(gè)無線局域網(wǎng)WLAN接入點(diǎn)AP，多模終端在蜂窩網(wǎng)與無線局域網(wǎng)WLAN重疊覆蓋范圍內(nèi)，每個(gè)無線接入點(diǎn)AP中的多模終端個(gè)數(shù)和每個(gè)多模終端的位置都是非均勻分布。參照圖2，本發(fā)明在圖1所述的場景中進(jìn)行負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)的具體步驟如下：步驟1：蜂窩網(wǎng)基站判斷小區(qū)的負(fù)載狀態(tài)。蜂窩網(wǎng)基站周期性測量小區(qū)的物理資源塊使用率，物理資源塊使用率為網(wǎng)絡(luò)中所有業(yè)務(wù)流量占用的帶寬與網(wǎng)絡(luò)總帶寬的比例；利用物理資源塊使用率判斷當(dāng)前小區(qū)的負(fù)載狀況，如果物理資源塊使用率小于80％，則判定該小區(qū)處在低負(fù)載狀態(tài)，執(zhí)行步驟7；否則，判定該小區(qū)處在高負(fù)載狀態(tài)，執(zhí)行步驟2。步驟2：選擇待切換終端。蜂窩網(wǎng)基站檢測并選中已接入網(wǎng)絡(luò)中正在進(jìn)行視頻流媒體業(yè)務(wù)下載的多模終端，所選中的終端上報(bào)其移動速度，蜂窩網(wǎng)基站按照移動速度由低到高次序排列其中是移動速度門限值，用以有效避免移動終端快速離開無線局域網(wǎng)WLAN小區(qū)所帶來的過多切換次數(shù)和不必要的切換時(shí)延；對于移動速度門限值以下的用戶UE1,UE2,……,UEN，網(wǎng)絡(luò)側(cè)得到一個(gè)終端列表，當(dāng)前蜂窩網(wǎng)基站將這些終端標(biāo)記為能進(jìn)行負(fù)載均衡的待切換終端。步驟3：確定切換終端及目標(biāo)接入網(wǎng)。若待切換終端列表非空，將其中首個(gè)終端作為負(fù)載均衡的切換終端，選擇后將該終端從可進(jìn)行負(fù)載均衡切換的終端列表中刪除，根據(jù)選中的終端所接收到的不同網(wǎng)絡(luò)廣播消息確定目標(biāo)接入網(wǎng)AP，終端向蜂窩網(wǎng)基站上報(bào)目標(biāo)接入點(diǎn)AP名稱，蜂窩網(wǎng)基站與目標(biāo)接入點(diǎn)AP進(jìn)行切換過程的信息交互；若待切換終端列表為空，表示終端已不能實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，結(jié)束本次流程，等待下一周期負(fù)載均衡，執(zhí)行步驟7。步驟4：業(yè)務(wù)切換請求判斷。4a)蜂窩網(wǎng)基站向目標(biāo)接入點(diǎn)AP發(fā)送切換請求消息，其中切換請求消息包括當(dāng)前業(yè)務(wù)的傳輸速率需求和傳輸時(shí)延需求；4b)判斷目標(biāo)接入點(diǎn)AP是否允許業(yè)務(wù)切換：若目標(biāo)接入點(diǎn)AP剩余可承載的速率大于等于待切換終端的當(dāng)前業(yè)務(wù)速率，則執(zhí)行步驟4c；否則，執(zhí)行步驟4d，其中，目標(biāo)接入點(diǎn)AP剩余可承載的速率，是指網(wǎng)絡(luò)剩余的可用帶寬所能支持的最大速率；待切換終端當(dāng)前業(yè)務(wù)傳輸速率，是指待切換終端的增強(qiáng)層數(shù)據(jù)文件傳輸速率；4c)目標(biāo)接入點(diǎn)AP向蜂窩網(wǎng)基站發(fā)送切換請求允許消息，執(zhí)行所選終端向目標(biāo)接入網(wǎng)的切換過程，執(zhí)行步驟5；4d)目標(biāo)接入點(diǎn)AP向蜂窩網(wǎng)基站發(fā)送切換請求拒絕消息，并將所選終端繼續(xù)保留在蜂窩網(wǎng)中，返回步驟3。步驟5：業(yè)務(wù)切換。視頻服務(wù)器將所選終端視頻流媒體業(yè)務(wù)編碼轉(zhuǎn)換成高度壓縮數(shù)字視頻編解碼器標(biāo)準(zhǔn)H.264可伸縮視頻編碼SVC標(biāo)準(zhǔn)格式，并將其拆分為基本層數(shù)據(jù)文件和增強(qiáng)層數(shù)據(jù)文件，對增強(qiáng)層數(shù)據(jù)文件和基本層數(shù)據(jù)文件采用多路徑并行傳輸，即將增強(qiáng)層數(shù)據(jù)文件切換到無線局域網(wǎng)WLAN進(jìn)行傳輸，將基本層數(shù)據(jù)文件通過蜂窩網(wǎng)進(jìn)行傳輸，以保證用戶體驗(yàn)；需要說明的是：在切換增強(qiáng)層數(shù)據(jù)文件過程中，終端始終不解除與蜂窩網(wǎng)基站的連接，即使終端在切換過程中出現(xiàn)時(shí)延過大或者切換后無線局域網(wǎng)WLAN鏈路斷開，終端也能接收到基本層數(shù)據(jù)文件，保證了視頻流媒體業(yè)務(wù)的連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)了視頻的流暢播放。步驟6：切換完成后判斷。當(dāng)增強(qiáng)層數(shù)據(jù)文件切換到無線局域網(wǎng)WLAN進(jìn)行傳輸后，再次檢測蜂窩網(wǎng)小區(qū)負(fù)荷水平，若物理資源塊使用率小于70％，執(zhí)行步驟7；否則，返回步驟3，繼續(xù)在待切換終端列表中選擇切換終端，通過切換所選終端的增強(qiáng)層數(shù)據(jù)文件實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，直到蜂窩網(wǎng)小區(qū)負(fù)荷水平小于70％，即滿足負(fù)荷要求為止。步驟7：終止，結(jié)束本次流程，等待下一周期負(fù)載均衡，返回步驟1。