泛在网络中非相邻异构小区之间的负载均衡方法技术

本发明专利技术公开了一种泛在网络中非相邻异构小区之间的负载均衡方法，主要解决现有技术中当相邻小区负载过重不能接收本小区待转移负载时无法进行负载均衡的问题。其实现步骤是：由无线接入点AP周期性收集本小区、相邻小区和两跳小区的负载信息，根据本小区归一化负载是否超过负载均衡启动门限判断是否进行负载均衡；根据相邻小区和两跳小区的负载信息判断向相邻小区转移负载还是向两跳小区转移负载；选择切换对象，根据切换对象的切换代价最小选择最佳负载转移小区；指示切换对象切换到相应小区中完成负载均衡。本发明专利技术实现了非相邻异构小区之间的负载均衡，扩大了负载均衡的范围，提高了网络性能和资源利用率，可用于异构通信环境中的资源优化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，更进一步涉及一种。本专利技术可以实现异构小区之间，特别是在相邻小区负载过重无法接收待转移负载的情况下，实现非相邻异构小区之间负载的转移，避免由于小区间负载不均衡造成的通信质量差和资源浪费等现象。
技术介绍
随着微电子和无线通信技术的快速发展，任何人在任何时候、任何地点都能进行通信的泛在网络时代逐渐成为一种可能。泛在网络更多涉及多种异构网络同时存在且相互重叠、互为补充的网络架构，在这种网络架构下，用户可使用多种网络资源，但是同时也使得不同网络资源的协调变得更加困难。例如，某一网络资源的过度使用会造成该网络的负荷过重，使得用户通信质量变差；而在某些网络负荷过重情况下，某些网络资源却可能未得到充分利用。因此，泛在网络中异构网络之间的负载均衡成为亟待解决的重要问题。与同构网络不同，异构网络之间进行负载均衡需要新的准则。由于不同网络中用户的信号强度、资源利用率以及用户服务质量QoS的评价标准均不相同，不能像同构网络中单纯的使用信号强度RSS或信干噪比SINR作为切换标准，因此在进行负载均衡时是否可以将一个用户切换至另一个网络需要新的准则。除此之外，目前的负载均衡方法均是将负载转移到待转移负载小区的相邻小区中，若此时待转移负载小区的所有相邻负载均不满足接收负载的条件，负载均衡将无法执行。此时如何实现负载的转移是另一重要问题。为了解决这一问题，中兴通讯股份有限公司的专利申请文件“一种异构网络中小区的切换方法与装置”(公开号:CN102625368A,申请号:CN201210065333.3，申请日期:20120801)提出了一种异构网络中小区的切换方法。在这种方法中，基站通过异构网络节点负载率对比器确定负载均衡的负载率选择区间；基站根据信号干扰噪声比SINR阈值确定正在为UE服务的网络节点的首选分组；基站的切换激活与确认器根据UE反馈的小区信息，按照所述首选分组和负载率选择区间对UE进行小区切换。经过分析，可发现上述方案存在以下不足:首先，在为UE选择服务网络节点时单纯以信号干扰噪声比SINR作为标准，没有考虑到异构网络中不同网络之间的差异，也没有考虑到其他因素的影响；其次，负载均衡的实现是通过在不同网络之间切换用户实现，但是当某一用户所在位置可接入的所有网络负载均过重时，将无法通过切换用户实现负载的转移。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种在非相邻异构小区之间进行负载转移的方法，以实现异构小区之间的负载均衡，提高资源利用率和系统性能。本专利技术实现上述目的的技术思路是:当某一小区负载超过负载均衡启动门限时，首先考虑向相邻小区切换用户将负载转移到相邻异构小区中；当相邻小区由于负载过重均不满足接收本小区待转移负载的条件时，考虑以相邻小区作为中介通过两步切换将待转移负载转移到与本小区不相邻但与本小区的相邻小区相邻的两跳小区中。在切换至两跳小区的过程中，首先从本小区的相邻小区中选择用户切换至两跳小区，再从本小区中选择用户切换至本小区的相邻小区。当存在多个相邻小区满足接收本小区负载的条件时或存在多个两跳小区满足通过两步切换接收本小区负载的条件时，通过同时考虑选择不同小区时用户的接收信号信噪t匕、切换时延和该接收负载小区的当前负载等因素给出了选择最佳相邻负载转移小区的评价准则。本专利技术的技术方案包括如下步骤:(I)负载信息收集:每个小区的无线接入点AP周期性地收集负载信息，并更新负载信息列表，所述负载信息包括:本小区i的当前负载L1、容量C1、本小区i与相邻小区j的重叠区域用户负载OLi j、与本小区i相邻的小区j的识别码IDj、当前负载Lj、容量Cj、本小区i的两跳小区k的识别码IDk、当前负载Lk、容量Ck和两跳小区k与相邻小区j的重叠区域用户负载OLjk，所述负载信息列表包括:本小区负载信息列表，相邻小区负载信息列表和两跳小区负载信息列表；`(2)设置负载均衡启动门限Th，比较本小区归一化负载Ti与负载均衡启动门限Th的大小，若归一化负载大于负载均衡启动门`限，即:Ti > Th，执行步骤(3);否则，返回步骤(I )，等待负载信息更新，其中，本小区归一化负载Ti是本小区的当前负载Li与容量Ci之比，即:Ti = Li/Ci ；(3)设置小区最大可接收负载门限Tl，判断是否向相邻小区转移负载:搜索满足min{(Cj*Tl-Lj)，OLij}彡(Ci^Th-Li)的相邻小区j的集合L，若集合L不为空，则判断可以向相邻小区转移负载，执行步骤(5a);否则，执行步骤(4)；(4)判断是否向两跳小区转移负载:搜索满足min{(Ck*H-Lk)，OLij，OLjk}彡(Ci*Th_Li)的两跳小区 k 的集合 T，若集合T不为空，则判断可以向两跳小区转移负载，执行步骤(5b);否则，返回步骤(1)，等待负载信息更新；(5)选择切换对象:(5a)在本小区与相邻小区的重叠区域内选择用户负载之和等于本小区待转移负载的用户作为切换对象，执行步骤(6a)；(5b)在相邻小区与两跳小区的重叠区域内选择负载之和等于本小区待转移负载的用户作为第一步切换的切换对象，在本小区与相邻小区的重叠区域内选择负载之和等于本小区待转移负载的用户作为第二步切换的切换对象，执行步骤(6b);(6)计算切换代价，选择最佳负载转移小区:(6a)无线接入点AP按下式计算切换至满足条件的相邻小区的切换代价Pj:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泛在网络中非相邻异构小区之间的负载均衡方法，包括如下步骤：（1）负载信息收集：每个小区的无线接入点AP周期性地收集负载信息，并更新负载信息列表，所述负载信息包括：本小区i的当前负载Li、容量Ci、本小区i与相邻小区j的重叠区域用户负载OLij、与本小区i相邻的小区j的识别码IDj、当前负载Lj、容量Cj、本小区i的两跳小区k的识别码IDk、当前负载Lk、容量Ck和两跳小区k与相邻小区j的重叠区域用户负载OLjk，所述负载信息列表包括：本小区负载信息列表，相邻小区负载信息列表和两跳小区负载信息列表；（2）设置负载均衡启动门限Th，比较本小区归一化负载Ti与负载均衡启动门限Th的大小，若归一化负载大于负载均衡启动门限，即：Ti＞Th，执行步骤（3）；否则，返回步骤（1），等待负载信息更新，其中，本小区归一化负载Ti是本小区的当前负载Li与容量Ci之比，即：Ti＝Li/Ci；（3）设置小区最大可接收负载门限Tl，判断是否向相邻小区转移负载：搜索满足min{(Cj*Tl?Lj),OLij≥(Ci*Th?Li)的相邻小区j的集合L，若集合L不为空，则判断可以向相邻小区转移负载，执行步骤（5a）；否则，执行步骤（4）；（4）判断是否向两跳小区转移负载：搜索满足min{(Ck*Tl?Lk),OLij,OLjk}≥(Ci*Th?Li)的两跳小区k的集合T，若集合T不为空，则判断可以向两跳小区转移负载，执行步骤（5b）；否则，返回步骤（1），等待负载信息更新；（5）选择切换对象：（5a）在本小区与相邻小区的重叠区域内选择用户负载之和等于本小区待转移负载的用户作为切换对象，执行步骤（6a）；（5b）在相邻小区与两跳小区的重叠区域内选择负载之和等于本小区待转移负载的用户作为第一步切换的切换对象，在本小区与相邻小区的重叠区域内选择负载之和 等于本小区待转移负载的用户作为第二步切换的切换对象，执行步骤（6b）；（6）计算切换代价，选择最佳负载转移小区：（6a）无线接入点AP按下式计算切换至满足条件的相邻小区的切换代价Pj：Pj=Σu=1n((1-Sju)+Dju)+Tj,其中，Sju表示用户u切换至小区j可获得的平均信噪比增益，它是用户u切换至小区j可获得的信噪比SNRau与用户切换信噪比门限SNRt之差的归一化值，即：Sju＝(SNRau?SNRt)/SNRt；Dju表示用户u切换至小区j的时延代价，它是用户u切换至小区j的切换时延Du与时延门限Dt的归一化值，即：Dju＝(Du?Dt)/Dt；（6b）选择切换代价Pj最小的相邻小区作为最佳负载转移小区，执行步骤（7a）；（6c）无线接入点AP按下式计算两步切换至满足条件的两跳小区的切换代价Pjk：Pjk=Σu1=1m((1-Sju1)+Dju1+Tj)+Σu2=1n((1-Sku2)+Dku2)+Tk),其中，Sju1表示用户u1切换至小区j可获得的平均信噪比增益，它是用户u1切换至小区j可获得的信噪比SNRau1与用户切换信噪比门限SNRt之差的归一化值，即：Sju1＝(SNRau1?SNRt)/SNRt；Dju1表示用户u1切换至小区j的时延代价，它是用户u1切换至小区j的切换时延Du1与时延门限Dt的归一化值，Dju1＝(Du1?Dt)/Dt；Sku2表示用户u2切换至小区k可获得的平均信噪比增益，它是用户u2切换至小区k可获得的信噪比与用户切换信噪比门限SNR之差的归一化值，即：Dku2表示用户u2切换至小区k的时延代价，它是用户u2切换至小区k的切换时延Du2与时延门限Dt的归一化值，即：Dku2＝(Du2?Dt)/Dt；（6d）选择切换代价Pjk最小的两跳小区作为最佳负载转移小区，执行步骤（7b）；（7）执行切换：（7a）所选最佳负载转移小区中的切换对象在本小区无线接入点的指示下切换到最佳负载转移小区；（7b）两步切换完成负载转移：（7b1）第一步切换：本小区无线接入点AP向相邻小区无线接入点AP发送执行切换信息，要求相邻小区无线接入点AP向所选最佳负载转移小区与相邻小区之间的切换对象发送切换指示；该切换对象根据相邻小区无线接入点AP发送的切换指示切换到所选最佳负载转移小区；切换完成后相邻小区无线接入点AP向本小区无线接入点AP回复切换完成信息；（7b2）第二步切换：收到邻小区的切换完成信息后，本小区无线接入点AP向本小区与相邻小区之间的切换对象发送切换指示，该切换对象根据收到的切换指示切换到相邻小区。FDA00002779892700023.jpg,FDA00002779892700024.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种泛在网络中非相邻异构小区之间的负载均衡方法，包括如下步骤: (1)负载信息收集: 每个小区的无线接入点AP周期性地收集负载信息，并更新负载信息列表， 所述负载信息包括:本小区i的当前负载L1、容量C1、本小区i与相邻小区j的重叠区域用户负载OLi j、与本小区i相邻的小区j的识别码IDj、当前负载Lj、容量Cj、本小区i的两跳小区k的识别码IDk、当前负载Lk、容量Ck和两跳小区k与相邻小区j的重叠区域用户负载OLjk， 所述负载信息列表包括:本小区负载信息列表，相邻小区负载信息列表和两跳小区负载信息列表； (2)设置负载均衡启动门限Th，比较本小区归一化负载Ti与负载均衡启动门限Th的大小，若归一化负载大于负载均衡启动门限，即:Ti >Th，执行步骤(3);否则，返回步骤(1)，等待负载信息更新，其中，本小区归一化负载Ti是本小区的当前负载Li与容量Ci之比，即:Ti = Li/Ci ； (3)设置小区最大可接收负载门限Tl，判断是否向相邻小区转移负载:搜索满足min{(Cj*Tl-Lj)，OLij≥(Ci^Th-Li)的相邻小区j的集合L，若集合L不为空，则判断可以向相邻小区转移负载，执行步骤(5a);否则，执行步骤(4)； (4)判断是否向两跳小区转移负载: 搜索满足min{(Ck*n-Lk)，0Lij，0Ljk}≥(Ci^Th-Li)的两跳小区k的集合T，若集合T不为空，则判断可以向两跳小区转移负载，执行步骤(5b);否则，返回步骤(1)，等待负载信息更新； (5)选择切换对象: (5a)在本小区与相邻小区的重叠区域内选择用户负载之和等于本小区待转移负载的用户作为切换对象，执行步骤(6a)； (5b)在相邻小区与两跳小区的重叠区域内选择负载之和等于本小区待转移负载的用户作为第一步切换的切换对象，在本小区与相邻小区的重叠区域内选择负载之和等于本小区待转移负载的用户作为第二步切换的切换对象，执行步骤(6b)； (6)计算切换代价，选择最佳负载转移小区: (6a)无线接入点AP按下式计算切换至满足条件的相邻小区的切换代价Pj:2.根据权利要求1所述的非相邻异构小区之间的负载均衡方法，其特征在于，所述步骤(I)中的两跳小区k...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红艳，李建东，韩涛，王玺钧，黄鹏宇，马英红，刘伟，李钊，杨春刚，赵林靖，侯蓉晖，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：