CN104012146B - 用于小区间的基于线缆接口的负载平衡的方法、控制实体和计算机可读介质 - Google Patents
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Abstract
描述了一种用于第一和第二小区之间的基于线缆接口的负载平衡的技术。每个小区包括定义了参数集的线缆和空中接口,所述参数集包括线缆和空中接口的负载状况。在控制实体中执行的方法方面包括以下步骤:在第一小区中确定第一小区的参数集;获取第二小区的参数集;确定第一小区的线缆和空中接口的负载状况是否为低,第二小区的空中接口负载状况是否为低,以及第二小区的线缆接口负载状况是否为高;以及如果所述确定的结果是肯定的,重新配置第一小区的至少一个空中接口配置参数,以将至少一部分移动发起的业务从第二小区卸载至第一小区。
Description
技术领域
本公开总体涉及小区间负载平衡。具体地,描述了移动通信网络中至少第一小区和第二小区之间的基于线缆接口的负载平衡。
背景技术
最近,提出了长期演进(LTE)中自优化网络(SON)的概念作为动态优化网络性能、最小化手动配置以及降低运营网络总体成本的手段。优化无线网络配置是提高网络效率并同时改善用户性能的重要任务。
利用SON的主要动机基本在于需要以最小的人机交互管理和配置的大量复杂的网络参数以及大量的基站(或基站所定义的小区)。存在能够在无线网络中优化的多个参数,包括各种小区参数(如天线设置(例如倾角和/或方位角))、无线网络参数设置(切换、负载平衡、干扰协调等)、调度参数设置等。SON概念的目标是优化这些参数,此处以下将更详细地对这些参数中的一些进行示例性描述。
切换(HO)过程是移动通信系统最重要的功能之一。在LTE中,与宽带码分多址(WCDMA)不同,不存在软切换支持,并且每次切换用户上下文(包括用户面分组)和控制面上下文需要从一个eNodeB (eNB)重定位至另一个eNB。
将源eNB的整个协议状态传送至目标eNB或在切换后重新初始化协议是一个选项。标准化的X2接口使得能够通过实现源和目标eNB 之间的分组转发来传送控制和用户面消息和用户面数据。HO判决基于UE无线资源控制(RRC)测量报告(所谓A3事件)。
电气天线倾角是能够在无心网络中优化的另一重要的小区参数。该参数通常在网络规划时基于对各种网络规划工具的支持来确定。稍后其可以基于例如网络区域中的路测或来自第三代伙伴项目 (3GPP)的最近引入的最小化路测概念来调谐,所述最小化路测允许配置常规UE执行特定测量并在操作和维护(OAM)系统中采集这些测量用于各种网络优化目的。
负载平衡(LB)是LTE中的SON功能之一,目标在于将过载小区 (例如具有高业务需求)卸载至低负载的相邻小区。LB通过改变小区边界基于较长时间尺度的统计(基于小时或天)在小区间共享例如无线链路的负载。LB可以用HO参数设置或者天线设置来配置。在3GPP中,HO偏移参数可用于在小区级别上实现该目的,其在执行 HO测量报告时被触发(并且从而还隐含地触发实际的HO),虽然还可以例如针对每个用户设备(UE)管理切换。
LB处理可以例如针对集中式方案在所谓网络管理系统(NMS) 中运行,还可以针对分布式方案在所谓网络单元(NE)中运行。然而,如果要针对(例如eNodeB中的)NE设计短时间尺度LB方法,则两个LB方案(长尺度和短尺度)可以共存并且使用例如标准化接口接口-N交互。
图1示出了无线接入网(RAN)100的示例上下文。应注意:以下双附图标记(如1003、1004)表示相应组件属于第一小区和/或第二小区(参见图2)。RAN 100包括传输网(TN)1003、1004。例如,TN 可以经由LTE中的S1接口实现或者被实现为高速分组接入(HSPA)中的Iub接口。RAN 100还包括:无线基站(RBS)站点1001、1002,用于提供基站功能;以及交换站点1005,用于提供对例如因特网的接入。进而,RBS站点1001、1002可以包括基站(BS)、基站收发机站 (BTS)、NodeB和eNB、以及用于在TN 1003、1004和B(T)S/(e) NB之间接口的因特网协议(IP)RAN中的一个或多个。此外,IP RAN 可以包括无线承载控制(RBC)站点,用于提供诸如以太网交换、IP 路由和安全等功能。
为了该整个说明书的目的,术语BS、BTS、NodeB和eNB可以交换使用,用于提供移动性锚,以便任意UE驻留在B(T)S/(e)NB中。只要满足移动性锚功能,术语BS、BTS、NodeB和eNB仅意味着不同环境中实际相同的移动性锚功能的实现。
TN 1003、1004可以被实现为所谓移动回程,包括缆线约束(例如经由电线,如铜线或光纤)或无线(例如经由微波)耦合至所谓城域以太网。最后,交换站点1005服务用于在TN1003、1004和因特网和/或公共电话交换网(PSTN)之间相接口,并且可以包括另一IP RAN,该IP RAN继而可以包括基站控制器(BSC)/无线网络控制器 (RNC)站点。BSC/RNC站点可以提供诸如网络同步、以太网交换、 IP路由和安全等功能。
图2示出了用于LB的第一方法。上述网络100可以包括第一小区 (Cell-A、1001)和第二小区(Cell-B、1002)。注意术语“小区”和“基站”(定义了该小区)可以互换使用。小区A1001和/或小区B 1002可以包括结合图1描述的RBS站点(如有必要)。此外,虽然BS/小区由天线杆/塔表示,这并不预见任意特定实现。
小区/BS A 1001具有缺省覆盖101(由实线表示),小区/BS B 1002 具有缺省覆盖102(由实线表示)。如图2所示,缺省覆盖中的小区/BS A 1001可以仅锚定一个UE(UE6),而小区/BS B 1002可能必须锚定五个UE(UE1至UE5)。
LB可以用作在以下条件满足的情况下在实体间平衡资源的手段:
●小区/BS B 1002的空中接口过载。
●由于例如使用了线缆接口,在小区/BS A 1001中无传输网瓶颈出现。
如果两个条件都满足,小区/BS A 1001可以被重新配置为扩展其覆盖101(参见虚线)。在该情况下,小区/BS B 1002可以被使能将至少两个UE(UE4和UE5)卸载至小区/BS A1001。相应地,在LB后,每个小区/BS 1001、1002将均等地锚定三个UE(对于小区A 1001,UE4至UE6;以及对于小区B,UE1至UE3)。
图3示出了LB的第二方法。在图3中,在缺省覆盖中,宏小区/BS 1001可能必须锚定所有UE(UE1至UE9)。可以例如利用(例如在所谓HetNet中提供的)微站点执行卸载宏小区/BS 1001。相应地,如果以下条件为真,微小区/BS 1002可以辅助吸收大容量需求:
●宏小区/BS 1001的空中接口过载。
●例如由于使用了线缆接口,在微小区/BS B 1002中无传输网瓶颈出现。
如果两个条件都满足,微小区/BS 1002可以被重新配置为接管微小区/BS 1002覆盖中的所有UE。在该情况下,宏小区/BS 1001可以被使能以将至少四个UE(UE1至UE4)卸载至微小区/BS 1002。相应地,在LB后,负载将更均匀地分布(对于微小区/BS 1002,UE1至UE4;以及对于宏小区/BS 1001,UE5至UE9)。
图4示出了LB的第三方法,其中,图4的左侧部分示出了LB前的情形,图4的右侧示出了LB后的情形。如图4所示,在LB前,小区 /BS B 1002因锚定三个UE(UE1至UE3)拥塞,而小区/BS A 1001不得不仅锚定一个UE(UE4)。相应地,TN LB通过将(小区/BS B 1002 的)过载TN链路的某部分业务向(小区/BS A 1001的)较低负载的TN 链路重新路由来执行TN链路间的负载平衡。在该情况下,LB后的情形可以在于已在具有过载TN链路的小区/BS 1002和具有较低负载的 TN链路的相邻小区/BS 1001之间添加了额外的直接传输链路。
然而,由于需要附加TN链路,第三方法会代价极高。此外,使用该方法,空中接口仍能保持不用。在该情况下,满足以下条件:
●小区/BS 1001、1002的空中接口未过载。
●由于使用了具有低吞吐量的接口(例如铜线和/或微波),传输网链路构成瓶颈。
以上第三方法具有以下缺点:小区/BS 1001、1002之间需要额外的TN链路,以重路由至少一些UE的业务。此外,由于实际约束(例如拒绝许可部署新的线缆或微波链路),部署额外的TN链路可能是不可行的。
相应地,TN甚至目前通常仍为瓶颈。在TN拥塞的情况下,TN 拥塞控制可以确定资源平衡而非空中接口调度。在LTE TN(例如实现为S1接口),终端用户传输控制协议(TCP)拥塞控制用作拥塞控制机制。如果TN保持潜在的瓶颈,则出现针对处理该瓶颈的解决方案的需求。在该情况下,TN拥塞控制必须能够实现期望的资源平衡。例如,在LTE中需要通过包括8个T1干线的TN(导致仅仅~12Mbps 的TN容量)支持运营商。
发明内容
需要高效的移动通信网络中小区间的LB技术。
在第一方面,提供了一种用于移动通信网络中的第一小区和第二小区之间的基于线缆接口的负载平衡LB的方法,每个小区至少包括线缆接口和空中接口,并且每个小区与参数集相关联,所述参数集包括相应小区的空中接口的负载状况以及线缆接口的负载状况,所述方法在第一小区的控制实体中执行并且包括以下步骤:确定第一小区的参数集;获取第二小区的参数集或对其进行指示的信息;确定第一小区的空中接口负载状况和线缆接口负载状况是否为低,第二小区的空中接口负载状况是否为低,以及第二小区的线缆接口负载状况是否为高;以及如果所述确定的结果是肯定的,重新配置第一小区的至少一个空中接口配置参数,以将至少一部分移动发起的业务从第二小区卸载至第一小区。
根据第一方面,所述至少一个空中接口重配置参数可以是至少一个切换参数。在该情况下,所述至少一个切换参数可以是切换偏移参数。备选地或附加地,所述至少一个空中接口重配置参数可以是第一小区的基站的天线倾角。备选地或附加地,所述至少一个空中接口重配置参数可以是第一小区的基站的发射功率。即,可以通过适配当前需要所需的任意方式重新配置第一小区。例如,在天线倾角不可重新配置的情形下(由于例如天线倾角是固定的),相应地仍可以重新配置其余参数中的至少一个。
根据第一方面的第一改进,所述移动发起的业务可以源于要从第二小区卸载至第一小区的至少一个用户设备。在该情况下,可以针对每个UE量化卸载业务,这意味着不必执行传输流、承载等的选择,而是可以卸载仅源于特定UE的全部业务。
根据第一方面的第二改进,重配置步骤还可以包括:扩展第一小区的空中接口覆盖。在该情况下,所述空中接口覆盖可以根据第一小区中的线缆接口负载状况而增大。此外,所述空中接口覆盖可以根据第一小区能够从第二小区卸载的业务量而增大。即,“放大小区” (即,扩展空中接口覆盖)可以实现简单的重配置工具,这是由于通常任何小区均允许改变小区覆盖的(例如发射功率中的)余量 (margin)。
当结合第一和第二改进时,所述空中接口覆盖可以根据第一和第二小区之一或两者中小区边缘用户设备的数量而增大。此外,所述空中接口覆盖可以根据第二小区中每个用户设备的平均业务而增大。此外,所述空中接口覆盖可以由第一小区的小区边界定义。在后一情况下,所述小区边界可以由以第一小区的基站为中心的圆和蜂窝之一确定。该方法是有利的,因为增大了的第一小区覆盖和第二小区覆盖的重叠区域中的UE可以从第二小区卸载至第一小区,这节省了系统资源,因为边缘用户无论如何是典型的HO候选,甚至在第一和第二小区均未过载的情况下也是如此。
根据第一方面的第三改进,所述方法还可以包括:从第二小区接收第二小区是否要执行基于线缆接口的LB的指示。根据该改进,在一个示例中,避免了LB在第一小区和第二小区之间的竞争或死锁,因为第一和第二小区中仅有一个要执行TN LB。
在以上第三改进中,所述方法还可以包括:如果接收到的指示是否定的,执行第一比较步骤,以确定第一小区的线缆接口负载状况是否小于第一阈值;以及如果第一比较步骤中的确定是肯定的,使第一小区的空中接口覆盖增大第一量。在后一情况下,所述第一阈值可以是第一小区的线缆接口的全部容量的大约50%,以及所述第一量可以是第一小区半径的大约20%的增大量。
此外,如果第一比较步骤中的确定是否定的,还可以存在以下步骤:执行第二比较步骤,以确定第一小区的线缆接口负载状况是否小于第二阈值;以及如果第二比较步骤中的确定是肯定的,使第一小区的空中接口覆盖增大第二量。在后一情况下,所述第二阈值可以大于所述第一阈值,以及所述第二量可以小于所述第一量。为了更精确,所述第二阈值可以是第一小区的线缆接口的全部容量的大约 80%,以及所述第二量可以是第一小区半径的大约10%的增大量。
如果第二比较步骤中的确定是否定的,可以存在以下步骤:使第一小区的空中接口覆盖减小第三量。在后一情况下,第三量的减小量可以在绝对值上等于第二量的增大量。优选地,所述第三量是第一小区半径的大约10%的减小量。相应地,可以确定:取决于第一小区负载的第一小区覆盖的增大存在粒度,这进而使得第一小区不接受过大量的卸载业务。
在第四改进中,确定步骤可以是基于一个或更多个阈值判决(例如通过将第一小区的空中接口负载状况和线缆接口负载状况以及第二小区的空中接口负载状况和线缆接口负载状况分别与至少一个阈值比较)来执行的。如果这样的话,所述至少一个阈值可以包括第一阈值、第二阈值、第三阈值和第四阈值,并且其中第三阈值大于第一、第二和第四阈值中的最大值。
作为示例,所述确定步骤包括:第一比较步骤,以确定第一小区的线缆接口负载状况是否大于第一阈值;第二比较步骤,以确定第一小区的空中接口负载状况是否大于第二阈值;第三比较步骤,以确定第二小区的线缆接口负载状况是否大于第三阈值;第四比较步骤,以确定第二小区的线缆接口负载状况是否大于第四阈值;以及如果以下条件全部满足,返回肯定结果:第一比较步骤中的确定是否定的,第二比较步骤中的确定是否定的,第三比较步骤中的确定是肯定的,以及第四比较步骤中的确定是否定的。在该情况下,所述第一阈值可以是第一小区的线缆接口的全部容量的大约80%;所述第二阈值可以是第一小区的空中接口的全部容量的大约50%;所述第三阈值可以是第二小区的线缆接口的全部容量的大约90%;和/或所述第四阈值可以是第二小区的空中接口的全部容量的大约60%。相应地,可以完全地分析第一和第二小区的(两个接口上的)负载状况,以对何时开启 TN LB做出明智的判决。
在第五改进中,所述确定步骤可以包括:第一比较步骤,以确定第一小区的空中接口负载状况是否大于第一阈值;第二比较步骤,以确定第二小区的空中接口负载状况是否大于第二阈值;以及如果第一和第二比较步骤中的至少一个确定是肯定的,返回拒绝(declining) 结果。在该情况下,所述第一阈值可以是第一小区的空中接口的全部容量的大约80%;以及所述第二阈值可以是第二小区的空中接口的全部容量的大约80%。
备选地或附加地,所述确定步骤可以包括:第一比较步骤,以确定第一小区的线缆接口负载状况是否小于第一阈值;第二比较步骤,以确定第二小区的线缆接口负载状况是否小于第二阈值;以及如果第一和第二比较步骤中的两个确定都是肯定的,返回拒绝结果。在后一情况下,所述第一阈值可以是第一小区的线缆接口的全部容量的大约50%;以及所述第二阈值可以是第二小区的线缆接口的全部容量的大约50%。
备选地或附加地,所述确定步骤可以包括:计算商,所述商的被除数是差,除数是第一小区的线缆接口负载状况,其中,所述差的被减数是第一小区的线缆接口负载状况,所述差的减数是第二小区的线缆接口负载状况;比较步骤,以确定所计算的商是否大于阈值;以及如果比较步骤中的确定是肯定的,返回拒绝结果。在后一情况下,所述阈值可以是第一小区的线缆接口的全部容量的大约10%。此外,如果所述结果是拒绝,可以存在将第一小区的至少一个空中接口配置参数重置为其原始状态的步骤。
相应地,可以提供复杂的用于关闭TN LB的方法,包括若干独立备选。采用该方式,确定第一小区和第二小区需求之间存在杠杆:一方面,确定第一小区一要接受多于其能够处理的卸载业务,就关闭 TN LB;另一方面,确定第二小区一不再需要TN LB,就关闭TN LB。
最后,在第六改进中,可以周期地(例如每10秒)执行获取和确定步骤。所述负载状况可以由测量到的使用确定。采用该方式,确定所有判决(开启/关闭TN LB等)都基于负载状况的当前值。
在第二方面中,提供了计算机程序产品,所述计算机程序产品包括:程序代码部分,用于在所述计算机程序产品在一个或更多个计算设备上(例如在BS/小区的控制实体上)执行时执行根据此处公开的任一方法方面。所述计算机程序产品可以存储在计算机可读记录介质上。
在第三方面中,提供了一种第一小区的控制实体,用于移动通信网络中的第一小区和第二小区之间的基于线缆接口的负载平衡 LB,每个小区包括至少一个线缆接口和空中接口,并且每个小区与参数集相关联,所述参数集包括相应小区的空中接口的负载状况和线缆接口的负载状况,其中,第一小区的控制实体包括至少一个处理器,被配置为:确定第一小区的参数集;获取第二小区的参数集或对其进行指示的信息;确定第一小区的空中接口负载状况和线缆接口负载状况是否为低,第二小区的空中接口负载状况是否为低,以及第二小区的线缆接口负载状况是否为高;以及如果所述确定的结果是肯定的,重新配置第一小区的至少一个空中接口配置参数,以将至少一部分移动发起的业务从第二小区卸载至第一小区。
所述控制实体可以是网络单元(NE)、B(T)S/(e)NB和/或网络管理系统(NMS)的一部分或构成网络单元(NE)、B(T)S/ (e)NB和/或网络管理系统(NMS)。
在第四方面中,提供了一种系统,至少包括第一小区和第二小区,其中,第一和第二小区中的每一个包括第三方面的控制实体。
应注意控制实体(和/或系统)可以实现针对以上方法方面阐述的任一技术细节,并因此实现相同的优点。换言之,控制实体可以包括适于执行此处公开的方法步骤的任一项的其他组件。
附图说明
此处以下参照附图描述本发明的实施例,附图中:
图1示出了传输网和相关联的无线接入网;
图2示出了负载平衡的第一方法;
图3示出了负载平衡的第二方法;
图4示出了负载平衡的第三方法;
图5示意地示出了传输网负载平衡的实施例;
图6示出了实现控制实体的示例装置中包括的组件;
图7是示出了用于至少第一小区和第二小区之间的基于线缆接口的负载平衡的方法的实施例的流程图;
图8A示出了传输网负载平衡的实施例中涉及的四个过程或方法的概况;
图8B示出了图8A的第一至第四过程之间的交互;
图9A示出了用于开启传输网负载平衡的第一过程;
图9B示出了开启传输网负载平衡的条件的实际示例;
图10示出了用于关闭传输网负载平衡的第二过程;
图11示出了用于扩展传输网负载平衡中涉及的第一小区的覆盖的第三过程;以及
图12示出了用于重置传输网负载平衡中涉及的第一小区的覆盖的第四过程。
具体实施方式
在以下描述中,为了说明而非限制的目的,阐述了特定细节(如特定的信令步骤)以提供对此处介绍的技术的透彻理解。对本领域技术人员将显而易见的是:可以在背离特定细节的其他实施例中实现本技术。例如,虽然将主要在控制实体的上下文中描述实施例;然而,这不排除使用更少或更多的设备来实现本技术。
此外,本领域技术人员将意识到:可以使用结合编程的微处理器工作的软件或使用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP) 或通用计算机来实现此处以下说明的服务、功能和步骤。还将意识到:虽然以下实施例是在方法和设备的上下文中描述的,还可以在计算机程序产品以及包括计算机处理器和与处理器耦合的存储器在内的系统中实现此处介绍的技术,其中,所述存储器编码有执行此处公开的服务、功能和步骤的一个或更多个程序。
注意,在整个说明书中,对网络(例如因特网)“云”2005的任意引用根据需要可以涉及接口交换站点(图1中示出的)。还要注意: TN LB可以存在多于一个含义。例如,TN LB还可以涉及RBS站点和交换站点(或核心网)之间的额外链路,或者可以涉及小区间的额外链路。实际上,它们两者都属于TN的LB。
图5示意性地示出了传输网负载平衡(TN LB)的实施例。如图5 所示,通信网络200包括第一小区/BS 2001(小区A,包括控制实体) 以及第二小区/BS 2002(小区B,包括控制实体)。图5的左侧部分示出了TN LB前的情形,图5的右侧部分示出了TN LB后的情形。第一和第二小区2001、2002分别具有TN LB前(实线)和TN LB后(虚线) 的覆盖区域201、202。
如图5所示,网络200可以包括第一小区(小区A、2001)和第二小区(小区B、2002)。注意,术语″小区″和″基站″(定义了该小区) 可以互换使用。相应地,小区A 2001和/或小区B 2002可以包括结合图1描述的RBS站点(如有必要的话)。此外,虽然BS/小区由天线杆/ 塔表示,这并不预见任意特定实现。此外,小区A 2001具有缺省覆盖201(由实线表示),小区B2002具有缺省覆盖202(由实线表示)。
图5所示的TN LB实施例的主要思想可以概括如下:如果存在具有未用无线和传输链路的小区,且其具有高传输链路使用但其无线接口未用的邻居,则重新配置该小区的无线参数(例如,HO参数和/或天线倾角),使得该小区扩展其覆盖并从相邻小区接管UE(即业务)。 UE可以是任何固定或移动终端。作为示例,可以移动(智能)电话、笔记本计算机、膝上型计算机或小型笔记本、个人数字助理(PDA)、平板PC(如iPadTM)或其任意混合(例如BlackberryTM是智能电话和PDA 的混合)等形式来实现单个UE。
具体地,如图5所示,在TN LB前,小区B 2002因锚定五个UE拥塞,而小区A 2001不得不仅锚定一个UE。第一和第二小区中的每一个可以具有例如30Mbps的(理论)潜在空中吞吐量。此外,第一小区2001对于网络2005可以具有例如20Mbps的线缆吞吐量,并且第二小区2002对于网络2005可以具有例如5Mbps的线缆吞吐量。此外,在该示例中,(小区A 2001中的)一个UE具有10Mbps的最大空中吞吐量,而(小区B 2002中的)其他UE分别具有3Mbps的最大空中吞吐量。相应地,在基于线缆接口的LB前,因为20Mbps的线缆吞吐量可用,第一小区2001完全地支持(即空中和线缆)具有10Mbps的UE。然而,第二小区2002必须在五个UE之间公正地仲裁,使得每个UE仅接收可用的5Mbps TN吞吐量的1Mbps(虽然30Mbps的空中吞吐量将是可能的)。
相应地,如果第一小区A 2001确定小区A 2001具有(实质上)未用的空中和线缆链路,并且小区B 2002具有高线缆接口使用但(实质上)未用的空中接口,可以例如通过扩展第一小区的覆盖来执行TN LB,这导致TN LB后的情形。
具体地,如图5所示,在TN LB后,小区B 2002仍必须锚定三个 UE,而小区A 2001也必须锚定三个UE。关于小区A 2001,控制实体必须在新的两个UE之间公正地仲裁。在本示例中,这不是问题,因为两个新的UE增加了6Mbps的线缆吞吐量,导致总共16Mbps的吞吐量,仍低于可用的20Mbps线缆吞吐量。对于小区B 2002,TN LB后的情形可能仍不是最佳的,但已经显著改进:小区B 2002此时必须在其余三个UE之间公正地仲裁。最公平的方案在于:向三个UE中的每一个提供相同的1.6Mpbs的线缆吞吐量,导致总共4.8Mbps的线缆负载(可以节省0.2Mbps,例如用于紧急呼叫)。三个UE中的每一个仍不能以3Mbps锚定,但小区B 2002中的每个UE至少经历60%的线缆吞吐量增加(与TN LB前的情形相比)。
图6示出了控制实体2001的实施例,所述控制实体2001用于移动通信网络中的至少第一小区和第二小区之间的基于线缆接口的负载平衡(例如,如以上结合图5讨论的)。具体地,图6示出了小区A的控制实体2001中包括的组件。应注意:实质相同的组件可以存在于也在图6中示出的小区B的控制实体2002中,并且反之亦然。
如图6所示,控制实体2001包括核心功能(例如中央处理单元 (CPU)、专用电路和/或软件模块))20011、存储器(和/或数据库) 20012、发射机20013和接收机20014。继而,核心功能20011包括:测量器20015、获取器20016、确定器20017、重配置器20018、可选比较器20019、可选计算器200110以及可选扩展器200111。
如图6所示,控制实体2002包括核心功能(例如CPU、专用电路或软件模块)20021、存储器(和/或数据库)20022、发射机20023和接收机20024。继而,核心功能20021包括:测量器20025、获取器 20026、确定器20027、重配置器20028、可选比较器20029、可选计算器200210以及可选扩展器200211。
如CPU 200x1(其中x=1和/或2)的功能框的虚线扩展所示,(控制实体2001的)测量器20015、获取器20016、确定器20017、重配置器 20018、比较器20019、计算器200110和扩展器200111以及(控制实体 2002的)测量器20025、获取器20026、确定器20027、重配置器20028、比较器20029、计算器200210和扩展器200211以及存储器 200x2、发射机200x3和接收机200x4可以至少部分是运行在CPU 200x1上的功能或者可以备选地是由CPU 200x1控制并向其提供信息的分离的功能实体或装置。
CPU 200x1可以例如由存在于存储器200x2中的软件配置,以处理各种数据输入并控制存储器200x2、发射机200x3和接收机200x4(以及(控制实体2001的)测量器20015、获取器20016、确定器20017、重配置器20018、比较器20019、计算器200110和扩展器200111以及(控制实体2002的)测量器20025、获取器20026、确定器20027、重配置器 20028、比较器20029、计算器200210和扩展器200211)的功能。存储器200x2可以服务用于存储代码装置,用于在运行于CPU 200x1上执行根据此处公开的方面的方法。
应注意:发射机200x3和接收机200x4可以备选地提供为整体的收发机,如图6所示。还应注意:发射机/接收机可以被实现为经由 (例如两个小区/控制实体2001或2002之间的)空中接口收发的物理发射机/接收机、(例如用于在被部署为分离的网络功能时与网络2005 接口的)网络单元之间的路由实体/接口、用于向/从(例如在被部署为整体的网络实体时两个小区2001、2002的单个控制实体之间的)给定的存储器区域写入/读取的功能、或者以上任意适当的组合。上述 (控制实体2001的)测量器20015、获取器20016、确定器20017、重配置器20018、比较器20019、计算器200110和扩展器200111以及(控制实体2002的)测量器20025、获取器20026、确定器20027、重配置器20028、比较器20029、计算器200210和扩展器200211或者执行的相应功能还可以被实现为芯片级、模块或子组件。
图7示出了用于移动通信网络中的至少第一小区和第二小区之间的基于线缆接口的负载平衡的整体方法形式的实施例。图7所示的方法可以结合图5的示意图来阅读。
在图7的信令图中,在水平方向上指示单元间的信令,而以信令序列的纵向配置以及以序号反映信令间的时间方面。应注意:图7中指示的时间方面不一定将任一方法步骤限制为图7概述的步骤序列。该特别适用于功能上彼此分离的方法步骤;例如,当两个小区A和B 的两个控制实体2001和2002根据本实施例配置(如以下图8B中所示) 时,对小区A的“测量”可以为小区B中的“获取”提供负载状况,反之亦然。
在详细讨论TN LB所涉及的四个方法之前,给出四个方法间交互的简要概况。图8A示出了TN LB所涉及的四个方法的概览,而图8B 示出了第一至第四方法之间的交互。
如图8A所示,TN LB的基本概念可以总结为两部分:第一部分 (例如有基于规则的系统逻辑构成)控制何时开启和关闭TN LB方法。这对应于用于开启TN LB的第一方法、用于关闭TN LB的第二方法以及用于在TN LB关闭后重置覆盖的第四方法(参见图8B)。第二部分包括用于执行实际TN LB的第三方法,所述实际TN LB要重新配置例如小区覆盖,以适配过载的第二小区2002的需要。重新配置可以通过重新配置例如第一小区2001的空中网络参数来平衡通过空中接口的线缆负载。
图8B示出四个方法可以在第一小区2001以及在第二小区2002中以相同的方式操作。如箭头“测量到的无线承载(RB)使用”、“测量到的TN使用”和“交换无线和TN使用信息”所示,用于开启TN LB的第一方法(此处以下参照图9A详细描述)可以被配置为将其开启判决基于第一和第二小区的负载状况,即,空中接口/线缆接口负载状况(例如,测量到的第一小区2001的RB/TN使用以及交换的第二小区2002的 RB/TN使用)。在第一方法的肯定判决后,可以启动用于执行实际TN LB的第三方法(此处以下参考图11详细描述),以重新配置第一小区 2001的至少一个空中接口配置参数(由箭头“设置新无线配置”表示)。
类似地,用于关闭TN LB的第二方法(此处以下参考图10详细描述)可以被配置为将其关闭判决基于与用于第一方法的参数相同的参数。在第二方法的肯定判决后,可以启动用于在TN LB关闭后重置覆盖的第四方法(此处以下参照图12详细描述),以恢复第一小区2001 的至少一个空中接口配置参数的原始设置(由箭头“重置新无线配置”表示)。
返回图7的信令图(要与图6所示的控制实体2001(和2002)一起阅读),每个小区至少包括线缆接口和空中接口,并且每个小区与参数集相关联,所述参数集包括相应小区的空中接口的负载状况和线缆接口的负载状况。
在步骤S1中,测量器20015在第一小区中获取第一小区的参数集。此外,在步骤S2中,获取器20016获取第二小区的参数集或对第二小区的参数集进行指示的信息。如上所述,第二控制实体/小区 2002的测量器20025和获取器20026可以执行相同的操作,使得第一和第二控制实体/小区向彼此供应必要的信息/负载状况。
接着,在步骤S3中,确定器20017确定第一小区的空中接口负载状况和线缆接口负载状况是否为低、第二小区的空中接口负载状况是否为高以及第二小区的线缆接口负载状况是否为高。
图9A详细示出了用于开启TN LB的第一方法。在可选步骤S1-2 中,比较器20019执行第一比较步骤,以确定第一小区的线缆接口负载状况是否大于第一阈值ThTN1。如果结果是否定的,在步骤S1-4 中,比较器20019执行第二比较步骤,以确定第一小区的空中接口负载状况是否大于第二阈值ThR1。如果结果是否定的,在步骤S1-6中,比较器20019执行第三比较步骤,以确定第二小区的线缆接口负载状况是否大于第三阈值ThTN2。如果结果是肯定的,在步骤S1-8中,比较器20019执行第四比较步骤,以确定第二小区的线缆接口负载状况是否大于第四阈值ThR2。如果结果是否定的,在步骤S1-9中,确定器 20017返回肯定结果,并且因此针对控制实体/小区2001开启TN LB。
此外,相应的步骤S1-1、S1-3、S1-5和S1-7可以在每个比较步骤 S1-2、S1-4、S1-6和S1-8之前,在步骤S1-1、S1-3、S1-5和S1-7中,测量器20015或获取器20016可以获取后续比较步骤所需的相应的线缆 /空中接口负载状况。另外,如果上述条件中的仅仅一个不满足,则离开“直链”S1-0至S1-9(参见S1-2是;S1-4是等),并且不开启第三 TN LB方法(此处以下描述)。
下面转向图9B,示出了实际示例,其中,TN LB方法最终开启。如图9B的上半部分可见,继续来自图5的示例。第一阈值是第一小区/BS 2001 A的线缆接口的全部容量的大约50%。此外,在小区A 2001中,线缆负载是50%(单个UE的10Mbps除以20Mbps的全部TN 容量)。由于50%不大于80%,满足第一条件。
第二阈值是第一小区的空中接口的全部容量的大约50%。此处,在小区A 2001中,空中负载是~33%(单个UE的10Mbps除以30Mbps 的全部空中容量)。由于33%不大于50%,满足第二条件。
第三阈值是第二小区的线缆接口的全部容量的大约90%。此处,在小区B 2002中,TN负载是100%(每个UE 1Mbps乘以5个UE除以5 Mbps的全部线缆容量)。由于100%大于90%,满足第三条件。
第四阈值是第二小区的空中接口的全部容量的大约60%。此处,在小区B 2002中,空中负载是~17%(每个UE 1Mbps乘以5个UE除以30 Mbps的全部空中容量)。由于17%不大于60%,满足第四条件,并且因此开启TN LB。
与用于开启TN LB的第一方法相反,图10示出了用于关闭TN LB 的第二方法。可选地,在步骤S2-3中,比较器20019执行第一比较步骤,以确定第一小区的空中接口负载状况是否大于第一阈值ThR3。如果结果是否定的,在步骤S2-5中,比较器20019执行第二比较步骤,以确定第二小区的空中接口负载状况是否大于第二阈值ThR3。如果比较结果中的至少一个是肯定的,在步骤S2-17或S2-18中,确定器 20017返回拒绝结果,并且因此关闭TN LB。第一阈值是第一小区的空中接口的全部容量的大约80%,以及第二阈值是第二小区的空中接口的全部容量的大约80%。
应注意:以上第一系列的关闭条件可以独立执行,或者否则如果第二结果是否定的,可以评估以下第二系列的关闭条件。
在步骤S2-7中,比较器20019执行第一比较步骤,以确定第一小区的线缆接口负载状况是否小于第一阈值ThTN3。如果结果是肯定的,在步骤S2-9中,比较器20019执行第二比较步骤,以确定第二小区的线缆接口负载状况是否小于第二阈值ThTN3。如果两个比较结果都是肯定的,在步骤S2-19中,确定器20017返回拒绝结果,并且因此关闭TN LB。第一阈值是第一小区的线缆接口的全部容量的大约 50%,并且第二阈值时第二小区的线缆接口的全部容量的大约50%。
应注意:以上第二系列的关闭条件可以独立执行,或者否则如果二结果是否定的,可以评估以下第三系列的关闭条件。
在步骤S2-12中,计算器200110计算商,所述商的被除数是差,除数是第一小区的线缆接口负载状况,其中,所述差的被减数是第一小区的线缆接口负载状况,所述差的减数是第二小区的线缆接口负载状况。接着,比较器20019执行比较步骤,以确定所结算的商是否大于阈值ThTN4。如果结果是肯定的,确定器20017返回拒绝结果,并且因此关闭TN LB。该阈值是第一小区的线缆接口的全部容量的大约 10%。
接着,返回图7,如果在确定步骤S3中做出了支持TN LB的判决,重配置器20018在所述确定的结果是肯定的情况下,重新配置第一小区2001的至少一个空中接口配置参数,以将至少一部分移动发起的业务从第二小区2002卸载至第一小区2001。可选地,重新配置的部分还可以包括扩展第一小区2001的空中接口覆盖的步骤S5。
图11示出了用于例如借助扩展器200111扩展(第一)小区A 2001 的小区覆盖来执行实际TN LB的第三方法。在小区A 2001被决定为开启TN LB(步骤S3-1,参见上述第一方法)后,在步骤S3-2后,接收机20014从第二小区2002(的发射机20023)接收第二小区是否要执行基于线缆接口的LB(或TN LB)的指示。
如果接收到的指示是否定的,比较器20019执行第一比较步骤,以确定第一小区的线缆接口负载状况是否小于第一阈值ThLB1。如果结果是肯定的,在步骤S3-6中,重配置器20018(以及扩展器200111) 使第一小区2001的空中接口覆盖增大第一量ΔLB1。第一阈值是第一小区2001的线缆接口的全部容量的大约50%,以及第一量是第一小区 2001半径的大约20%的增大量。
然而,如果第一比较步骤中的确定是否定的,在步骤S3-5中,比较器20019执行第二比较步骤,以确定第一小区2001的线缆接口负载状况是否小于第二阈值ThLB2。如果结果是肯定的,在步骤S3-7中,重配置器20018(以及扩展器200111)使第一小区2001的空中接口覆盖增大第二量ΔLB2。第二阈值大于第一阈值,以及第二量小于第一量。此外,第二阈值是第一小区2001的线缆接口的全部容量的大约80%,以及第二量是第一小区2001半径的大约10%的增大量。
然而,如果第二比较步骤中的确定也是否定的,在步骤S3-8中,重配置器20018(以及扩展器200111)使第一小区的空中接口覆盖减小第三量。第三量的减小量在绝对值上等于第二量的增大量。第三量是第一小区2001半径的大约10%的减小量。
优选地,阈值ThLB1和ThLB2被设置为ThLB1<ThLB2。以上第三方法也避免了相邻小区B2002也扩展其覆盖时的非期望情形。在该情况下,相邻小区B 2002不需要“帮助”承载负载,因为对相邻小区B 2002 的较高线缆使用是由于对小区A 2001“所提供的帮助”。
应注意,存在步骤S3-8中处理的特定逆转效果。当到达步骤S3-8 时,这意味着小区A 2001起初已确定其线缆/空中负载较低,并且因此小区A能够从小区B 2002卸载业务(参见图9A中的开启方法)。然而,由于特殊的环境,小区A 2001中的线缆负载可能已同时增大(如此时在步骤S3-3中检测的)。倘若如此,则步骤S3-8有效地降低小区 A 2001的覆盖;这意味着:取代从小区B 2002卸载业务,小区A 2001 可以故意“丢失”位于小区A和B间重叠的小区边缘的UE。事实上,这将意味着:如果应出现对该避免的(突然)需求的话,小区A具有多于一个的机会避免接管网络业务。
在该上下文中,继续图5和9B所示的实际示例。在示例中,第一阈值ThLB1是(小区A2001的全部TN容量的)50%,第一量ΔLB1是20%(小区半径的增大量),第二量ΔLB2是10%。在步骤S3-3中,取得小区A 2001的线缆负载。回想TN LB前小区A的线缆负载是50%(单个UE的10Mbps除以20Mbps的全部线缆容量),假设尚未发生小区A 2001的线缆负载的变化。
在骤S3-4中,50%不小于50%,因此结果是“否”。在步骤S3-5 中,小区A 2001的TN负载小于80%,因此结果为“是”。相应地,处理继续至步骤S3-7,其中,小区覆盖增大10%(仍参见图5中的虚线)。此后,处理结束(步骤S3-9)。
最后,如果图10所示的关闭方法触发关闭TN LB,存在图12所示的第四方法,其中,重配置器20018(以及扩展器200111)执行可选步骤S4-2,用于将第一小区2001的至少一个空中接口配置参数重置为其原始状态。
如已通过以上对示例实施例的描述显而易见的,此处描述的LB 技术允许对TN的增加利用。对TN的增加利用导致改善的总体系统吞吐量,在具有一个或更多个拥塞的空中接口的情况下尤其如此。
相信此处介绍的技术的优势将通过以上描述得到充分理解,并且显而易见地可以在不背离本发明范围或不牺牲其全部有益效果的前提下对示例方面的形式、构造和配置进行各种改变。由于此处介绍的技术可以许多方式变化,将意识到本发明应仅由以下权利要求的范围限定。
Claims (35)
1.一种用于移动通信网络(200)中的第一小区(201)和第二小区(202)之间的基于线缆接口的负载平衡LB的方法,每个小区至少包括线缆接口和空中接口,并且每个小区与参数集相关联,所述参数集包括相应小区的空中接口的负载状况以及线缆接口的负载状况,所述方法在第一小区的控制实体(2001)中执行并且包括以下步骤:
确定(S1)第一小区的参数集;
获取(S2)第二小区的参数集或对所述第二小区的参数集进行指示的信息;
确定(S3)第一小区的空中接口负载状况和线缆接口负载状况是否为低,第二小区的空中接口负载状况是否为低,以及第二小区的线缆接口负载状况是否为高,其中
-确定步骤是基于将第一小区的空中接口负载状况和线缆接口负载状况以及第二小区的空中接口负载状况和线缆接口负载状况分别与至少一个阈值比较来执行的,
-所述至少一个阈值包括:针对第一小区的线缆接口负载状况的第一阈值(ThTN1、ThTN3)、针对第一小区的空中接口负载状况的第二阈值(ThR1、ThR3)、针对第二小区的线缆接口负载状况的第三阈值(ThTN2、ThTN3);以及针对第二小区的空中接口负载状况的第四阈值(ThR2、ThR3),并且
-所述第三阈值大于第一、第二和第四阈值中的最大值;以及
如果所述确定是肯定的,则重新配置(S4)第一小区的至少一个空中接口配置参数,以将至少一部分移动发起的业务从第二小区卸载至第一小区。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述至少一个空中接口配置参数是至少一个切换参数。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述至少一个切换参数是切换偏移参数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,所述至少一个空中接口配置参数是第一小区的基站(2001)的天线倾角。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,所述至少一个空中接口配置参数是第一小区的基站(2001)的发射功率。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,所述移动发起的业务源于要从第二小区卸载至第一小区的至少一个用户设备(UE5、UE6)。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,重配置步骤还包括:
扩展(S5)第一小区的空中接口覆盖。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述空中接口覆盖根据第一小区中的线缆接口负载状况而增大。
9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述空中接口覆盖根据第一小区能够从第二小区卸载的业务量而增大。
10.根据权利要求6所述的方法,其中,所述空中接口覆盖根据第一和第二小区之一或两者中小区边缘用户设备的数量而增大。
11.根据权利要求6所述的方法,其中,所述空中接口覆盖根据第二小区中每个用户设备(UE1至UE5)的平均业务而增大。
12.根据权利要求7所述的方法,其中,所述空中接口覆盖由第一小区的小区边界定义。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述小区边界由以第一小区的基站(2001)为中心的圆和蜂窝之一确定。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,还包括:
从第二小区接收(S3-2)第二小区是否要执行基于线缆接口的LB的指不。
15.根据权利要求14所述的方法,还包括:
如果接收到的指示是否定的,则执行第一比较步骤(S3-4),以确定第一小区的线缆接口负载状况是否小于第一阈值(ThLB1);以及
如果第一比较步骤中的确定是肯定的,则使第一小区的空中接口覆盖增大(S3-6)第一量(ΔLB1)。
16.根据权利要求15所述的方法,其中:
所述第一阈值是第一小区的线缆接口的全部容量的大约50%,以及
所述第一量是第一小区半径的大约20%的增加量。
17.根据权利要求15或16所述的方法,还包括:
如果第一比较步骤中的确定是否定的,则执行第二比较步骤(S3-5),以确定第一小区的线缆接口负载状况是否小于第二阈值(ThLB2);以及
如果第二比较步骤中的确定是肯定的,则使第一小区的空中接口覆盖增大(S3-7)第二量(ΔLB2)。
18.根据权利要求17所述的方法,其中:
所述第二阈值大于所述第一阈值,以及
所述第二量小于所述第一量。
19.根据权利要求17所述的方法,其中:
所述第二阈值是第一小区的线缆接口的全部容量的大约80%,以及
所述第二量是第一小区半径的大约10%的增加量。
20.根据权利要求17所述的方法,还包括:
如果第二比较步骤中的确定是否定的,则使第一小区的空中接口覆盖减小(S3-8)第三量。
21.根据权利要求20所述的方法,其中,所述第三量的减小量在绝对值上等于所述第二量的增加量。
22.根据权利要求20所述的方法,其中,所述第三量是第一小区半径的大约10%的减小量。
23.根据权利要求1所述的方法,其中,确定步骤包括:
第一比较步骤(S1-2),用于确定第一小区的线缆接口负载状况是否大于第一阈值;
第二比较步骤(S1-4),用于确定第一小区的空中接口负载状况是否大于第二阈值;
第三比较步骤(S1-6),用于确定第二小区的线缆接口负载状况是否大于第三阈值;
第四比较步骤(S1-8),用于确定第二小区的线缆接口负载状况是否大于第四阈值;以及
如果以下条件全部满足,则返回肯定结果(S1-9):
-第一比较步骤中的确定是否定的,
-第二比较步骤中的确定是否定的,
-第三比较步骤中的确定是肯定的,以及
-第四比较步骤中的确定是否定的。
24.根据权利要求23所述的方法,其中:
所述第一阈值是第一小区的线缆接口的全部容量的大约80%;
所述第二阈值是第一小区的空中接口的全部容量的大约50%;
所述第三阈值是第二小区的线缆接口的全部容量的大约90%;和/或
所述第四阈值是第二小区的空中接口的全部容量的大约60%。
25.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,确定步骤包括:
第一比较步骤(S2-3),用于确定第一小区的空中接口负载状况是否大于第一阈值(ThR3);
第二比较步骤(S2-5),用于确定第二小区的空中接口负载状况是否大于第二阈值(ThR3);以及
如果第一和第二比较步骤中的至少一个确定是肯定的,则返回(S2-17、S2-18)拒绝结果。
26.根据权利要求25所述的方法,其中:
所述第一阈值是第一小区的空中接口的全部容量的大约80%;以及
所述第二阈值是第二小区的空中接口的全部容量的大约80%。
27.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,确定步骤包括:
第一比较步骤(S2-7),用于确定第一小区的线缆接口负载状况是否小于第一阈值(ThTN3);
第二比较步骤(S2-9),用于确定第二小区的线缆接口负载状况是否小于第二阈值(ThTN3);以及
如果第一和第二比较步骤中的两个确定都是肯定的,则返回(S2-19)拒绝结果。
28.根据权利要求27所述的方法,其中:
所述第一阈值是第一小区的线缆接口的全部容量的大约50%;以及
所述第二阈值是第二小区的线缆接口的全部容量的大约50%。
29.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,确定步骤包括:
计算(S2-12)商,所述商的被除数是差,除数是第一小区的线缆接口负载状况,其中,所述差的被减数是第一小区的线缆接口负载状况,所述差的减数是第二小区的线缆接口负载状况;
比较步骤(S2-12),用于确定所计算的商是否大于第五阈值(ThTN4);以及
如果比较步骤中的确定是肯定的,则返回(S2-20)拒绝结果。
30.根据权利要求29所述的方法,其中,所述第五阈值是第一小区的线缆接口的全部容量的大约10%。
31.根据权利要求25所述的方法,还包括:
如果所述结果是拒绝,则将第一小区的至少一个空中接口配置参数重置(S4-2)为其原始状态。
32.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,周期性地执行所述获取和确定步骤。
33.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中,所述负载状况由测量到的使用确定。
34.一种计算机可读介质,存储有程序代码指令,当所述程序代码在一个或更多个处理器上运行时使所述一个或多个处理器执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
35.一种第一小区(201)的控制实体(2001),用于移动通信网络(200)中的第一小区(201)和第二小区(202)之间的基于线缆接口的负载平衡LB,每个小区包括至少一个线缆接口和空中接口,并且每个小区与参数集相关联,所述参数集包括相应小区的空中接口的负载状况和线缆接口的负载状况,其中,第一小区的控制实体(2001)包括至少一个处理器(20011),所述至少一个处理器被配置为:
确定第一小区的参数集;
获取第二小区的参数集或对所述第二小区的参数集进行指示的信息;
确定第一小区的空中接口负载状况和线缆接口负载状况是否为低,第二小区的空中接口负载状况是否为低,以及第二小区的线缆接口负载状况是否为高,其中
-所述确定是基于将第一小区的空中接口负载状况和线缆接口负载状况以及第二小区的空中接口负载状况和线缆接口负载状况分别与至少一个阈值比较来执行的,
-所述至少一个阈值包括:针对第一小区的线缆接口负载状况的第一阈值(ThTN1、ThTN3)、针对第一小区的空中接口负载状况的第二阈值(ThR1、ThR3)、针对第二小区的线缆接口负载状况的第三阈值(ThTN2、ThTN3);以及针对第二小区的空中接口负载状况的第四阈值(ThR2、ThR3),并且
-所述第三阈值大于第一、第二和第四阈值中的最大值;以及
如果所述确定是肯定的,则重新配置第一小区的至少一个空中接口配置参数,以将至少一部分移动发起的业务从第二小区卸载至第一小区。
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