Lte-a異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中一種聯(lián)合優(yōu)化mlb與mro的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及LTE-A異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中利用簇相關(guān)理論 獲取最佳負(fù)載重分配方案以判斷各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀態(tài)的方法、基于決策樹理論判斷切換優(yōu) 化類型方法以及交叉控制自適應(yīng)調(diào)整切換參數(shù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)的迅速增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜多樣化，傳 統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)不斷進(jìn)化為高密集、無(wú)規(guī)則的異構(gòu)小蜂窩網(wǎng)絡(luò)，以進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋以及 系統(tǒng)容量，提升用戶的滿意度。
[0003] 但是由于用戶在網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)接入和離開，并在網(wǎng)絡(luò)中不斷移動(dòng)，且他們的業(yè)務(wù)需 求各不相同，使得網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況各不相同，導(dǎo)致某些節(jié)點(diǎn)由于用戶的業(yè)務(wù)需 求量過(guò)大而因有限的網(wǎng)絡(luò)資源而造成用戶的呼叫阻塞，形成網(wǎng)絡(luò)的局部擁塞效應(yīng)，而其他 一些節(jié)點(diǎn)由于接入的用戶請(qǐng)求較少甚至處于空閑狀態(tài)而形成資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，而且用戶的 移動(dòng)性會(huì)造成切換操作的執(zhí)行，而在網(wǎng)絡(luò)中單純執(zhí)行移動(dòng)負(fù)載均衡操作或者移動(dòng)魯棒性增 強(qiáng)操作并不會(huì)改善系統(tǒng)的性能，相反可能會(huì)造成全網(wǎng)性能的惡化，因而如何提升全網(wǎng)的資 源利用率，緩解網(wǎng)絡(luò)局部擁塞，并優(yōu)化切換性能是目前研究的又一熱點(diǎn)。
[0004] 為了提升網(wǎng)絡(luò)的智能化，減少人工管理的運(yùn)營(yíng)成本，下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟確定在 下一代無(wú)線通信系統(tǒng)中引入自組織網(wǎng)絡(luò)（Self-organizationNetwork,SON)關(guān)鍵概念，SON 主要包括三大部分：自配置、自優(yōu)化和自治愈。在SON自優(yōu)化模塊中，MLB與MR0是其中重 要的兩大部分，MLB是將超負(fù)載節(jié)點(diǎn)下的用戶切換到低負(fù)載節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行服務(wù)，以分?jǐn)偝?fù)載 節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)，充分利用低負(fù)載節(jié)點(diǎn)的資源，不僅解決了網(wǎng)絡(luò)局部擁塞問(wèn)題同時(shí)提升了用戶 滿意度，降低用戶平均呼叫阻塞率;MR0是為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)切換性能，由于用戶在網(wǎng)絡(luò)中不是 出于靜止?fàn)顟B(tài)，因而降低用戶的切換失敗率，ping-pong切換率以及鏈路連接失敗率是其主 要目標(biāo)?，F(xiàn)有技術(shù)一般單獨(dú)研究MLB與MR0,沒(méi)有綜合考慮二者的聯(lián)合優(yōu)化，而在實(shí)際中， 單獨(dú)考慮MLB時(shí)，盡管實(shí)現(xiàn)了較好的負(fù)載均衡效果，但是可能造成用戶頻繁切換甚至大大 提升了ping-pong切換次數(shù)，惡化了用戶的移動(dòng)性能；而單獨(dú)考慮MR0可能會(huì)造成資源的浪 費(fèi)，網(wǎng)絡(luò)局部擁塞等問(wèn)題。
[0005] 發(fā)明人在研究現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的負(fù)載均衡技術(shù)都是直接將當(dāng)前網(wǎng)絡(luò) 負(fù)載與負(fù)載門限比較或者與相鄰小區(qū)負(fù)載進(jìn)行比較，而沒(méi)有得到一個(gè)最佳的負(fù)載重分配方 案，而且在自優(yōu)化模塊中都是單獨(dú)考慮MLB或者M(jìn)R0,可能導(dǎo)致長(zhǎng)期網(wǎng)絡(luò)性能的惡化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種提升了整個(gè)系統(tǒng)的收斂時(shí)間，解決了潛在的 ping-pong切換效應(yīng)，同時(shí)大大降低了負(fù)載均衡過(guò)程中的信令開銷的LTE-A異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中一 種聯(lián)合優(yōu)化MLB與MR0的方法，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：LTE-A異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中一種聯(lián)合優(yōu)化 MLB與MR0的方法，其包括以下步驟：
[0007] 101、在LTE-A異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)基站下建立信息存儲(chǔ)模塊，信息存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)對(duì)應(yīng) 基站下當(dāng)前的負(fù)載信息，并統(tǒng)計(jì)其服務(wù)用戶的切換失敗信息、基站類型以及基站ID信息；
[0008] 102、對(duì)LTE-A異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中所有基站進(jìn)行遍歷，并根據(jù)步驟101中各個(gè)基站信息存 儲(chǔ)模塊下存儲(chǔ)的負(fù)載信息、服務(wù)用戶的切換失敗信息、基站類型以及基站ID信息，采用簇 分組法對(duì)基站進(jìn)行分組；
[0009] 103、根據(jù)步驟102中得到基站分組信息劃分負(fù)載均衡域，求得負(fù)載重分配的最優(yōu) 解，判斷各個(gè)基站的負(fù)載狀態(tài)；
[0010] 104、獲取用戶當(dāng)前位置以及所屬基站的相關(guān)信息，計(jì)算各個(gè)用戶的平均數(shù)據(jù)傳輸 速率、平均移動(dòng)速度，并利用決策樹法對(duì)用戶的切換優(yōu)化類型進(jìn)行判斷，即用戶是執(zhí)行移動(dòng) 負(fù)載均衡切換還是執(zhí)行移動(dòng)魯棒性增強(qiáng)操作或者不進(jìn)行任何操作；
[0011] 105、根據(jù)步驟104獲得的切換優(yōu)化類型，對(duì)相關(guān)的切換參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整處 理，即將移動(dòng)負(fù)載均衡的相關(guān)指標(biāo)與移動(dòng)魯棒性增強(qiáng)的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行聯(lián)合交叉調(diào)整。
[0012] 進(jìn)一步的，步驟102中的利用簇分組法對(duì)基站進(jìn)行分組的具體步驟包括：
[0013] A1、查詢各個(gè)基站的信息存儲(chǔ)模塊，獲取各個(gè)基站的類型及ID信息；
[0014] A2、根據(jù)查詢的相關(guān)信息，將宏基站覆蓋范圍內(nèi)的所有基站包括宏基站劃分為一 個(gè)簇；
[0015] A3、將每個(gè)簇中的宏基站作為簇頭，其他基站作為簇中的節(jié)點(diǎn)；
[0016] 進(jìn)一步的，步驟103中的根據(jù)基站的分組信息劃分負(fù)載均衡域，求得負(fù)載重分配 的最優(yōu)解，判斷各個(gè)基站的負(fù)載狀態(tài)，具體包括：
[0017] B1、將各個(gè)簇劃分為負(fù)載均衡域，簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)通過(guò)負(fù)載均衡信令流程互相交換負(fù)載 相關(guān)信息；
[0018] B2、對(duì)獲得的相關(guān)負(fù)載信息，根據(jù)納什均衡原理將負(fù)載進(jìn)行重分配，得到各個(gè)節(jié)點(diǎn) 理想負(fù)載分配值；
[0019] B3、將各個(gè)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的負(fù)載值與計(jì)算得到的理想負(fù)載分配值進(jìn)行比較，判斷各個(gè) 節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀態(tài)，即如果當(dāng)前負(fù)載值-理想負(fù)載分配值3設(shè)定值M，則為超負(fù)載狀態(tài)，反之 則處于輕負(fù)載狀態(tài)。
[0020] 進(jìn)一步的，步驟104中所述利用決策樹法對(duì)用戶的切換優(yōu)化類型進(jìn)行判斷的步驟 具體包括：
[0021] C1、將用戶的服務(wù)基站當(dāng)前的負(fù)載狀態(tài)信息、切換失敗率、檢測(cè)的參考信號(hào)的接 收功率RSRP、用戶的平均移動(dòng)速度以及數(shù)據(jù)傳輸速率作為決策樹的輸入信息，獲得檢測(cè)樣 本；
[0022] C2、根據(jù)獲得的檢測(cè)樣本信息，利用ID3算法對(duì)其進(jìn)行歸納分析；
[0023] C3、根據(jù)歸納分析的結(jié)果得到預(yù)測(cè)模型，建立切換優(yōu)化類型判別不等式，即各個(gè)屬 性的加權(quán)不等式。
[0024] 進(jìn)一步的，步驟105中所述根據(jù)已獲得的切換優(yōu)化類型，對(duì)相關(guān)的切換參數(shù)進(jìn)行 自適應(yīng)調(diào)整處理的步驟具體包括：
[0025] D1、統(tǒng)計(jì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的切換失敗率，ping-pong切換率以及用戶掉話率；
[0026] D2、對(duì)每個(gè)用戶進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)決策樹模型判決等式的取值判斷得到切換優(yōu)化類 型；
[0027] D3、根據(jù)A3事件的基本判斷不等式/?S/% > 十(七調(diào)整服務(wù)小區(qū) 的切換偏移量，將服務(wù)小區(qū)當(dāng)前負(fù)載信息與理想的負(fù)載差值作為因子調(diào)整切換參數(shù)，同時(shí) 將服務(wù)小區(qū)的切換失敗率以及ping-pong切換率作為調(diào)整切換參數(shù)的因子，即對(duì)相關(guān)的切 換參數(shù)進(jìn)行交叉控制調(diào)整；
[0028] D4、將調(diào)整切換參數(shù)之后的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的基本屬性存儲(chǔ)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息存儲(chǔ)模塊 中，并進(jìn)行更新。
[0029] 進(jìn)一步的，步驟104和步驟105中的移動(dòng)負(fù)載均衡的操作步驟具體包括：
[0030] E1、獲得各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載均衡狀態(tài)之后，對(duì)節(jié)點(diǎn)下的用戶進(jìn)行遍歷；
[0031] E2、檢測(cè)負(fù)載均衡域內(nèi)其他低負(fù)載節(jié)點(diǎn)提供給各個(gè)用戶的RSRP值以及低負(fù)載節(jié) 點(diǎn)當(dāng)前的負(fù)載值；
[0032] E3、將低負(fù)載節(jié)點(diǎn)提供的RSRP與服務(wù)基站提供的RSRP進(jìn)行比較，判斷用戶是否執(zhí) 行切換操作，如果執(zhí)行，則選擇低負(fù)載且提供給用戶最大的RSRP的節(jié)點(diǎn)作為用戶切換的目 標(biāo)節(jié)點(diǎn)；
[0033] E4、根據(jù)獲得目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，對(duì)用戶執(zhí)行切換操作。
[0034] 進(jìn)一步的，所述移動(dòng)魯棒性增強(qiáng)操作具體包括：
[0035] 對(duì)系統(tǒng)中所有用戶進(jìn)行遍歷，獲取用戶服務(wù)節(jié)點(diǎn)切換失敗率、ping-pong切換率等 信息；
[0036] 根據(jù)獲得的用戶切換信息，對(duì)小區(qū)之間的切換偏移量進(jìn)行調(diào)整。
[0037] 進(jìn)一步的，自適應(yīng)調(diào)整參數(shù)包括：
[0038] 步驟901、統(tǒng)計(jì)所有節(jié)點(diǎn)的切換失敗率HFO、ping-pong切換率HPP以及用戶掉話 率CDR;
[0039] 步驟902、在移動(dòng)性優(yōu)化過(guò)程中，建立移動(dòng)性優(yōu)化函數(shù)進(jìn)行參數(shù)調(diào)整
Wi表示切換失敗率的影響大小，《 2表示ping-pong切 換率的影響大小，《；5表示用戶掉話率的影響大小，Wmro表示切換性能因子的反饋指標(biāo)。
[0040] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下：
[0041] 有效解決了MLB與MR0之間可能存在的沖突，從用戶側(cè)的角度出發(fā)，選擇了切換優(yōu) 化類別，保證了系統(tǒng)在負(fù)載與切換兩方面的性能。在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中是非常重要的自優(yōu)化 功能，具有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 圖1是LTE-A異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖2為基于簇理論的基站分組示意圖；
[0044] 圖3為基于簇分組的移動(dòng)負(fù)載均衡信令流程示意圖；
[0045] 圖4為基于簇理論得到最佳負(fù)載重分配理論值的流程圖；
[0046] 圖5為節(jié)點(diǎn)負(fù)載狀態(tài)判別流程圖；
[0047] 圖6為建立決策不等式流程圖；
[0048