[发明专利]一种基于RAN架构无线接入网系统的协作式负载均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其是一种应用于RAN（Radio Access Network）架构无线接入网系统的协作式负载均衡方法。

背景技术

在移动通信系统中，各小区所需要承载的用户数量、业务类型等是随机分布和不均匀分布的，使得整个系统中的负载处于不平衡状态。因此，负载均衡是移动通信系统必须面对的问题之一。而传统负载均衡方法是通过切换用户或小区重选，以均衡小区间的负载状况。在长期演进（Long Term Evolution, LTE）系统，常常借助切换等操作实现负载均衡的目的。如图1所示，LTE系统中的负载均衡过程为：网络对负载情况进行检测，判断是否需要进行负载均衡操作；若需要进行负载均衡，则调整切换参数，将移动用户切换到相邻的演进型基站EnodeB（Evolved Node B）下进行通信，否则，继续监控。然而，切换中所涉及到的移动用户往往处在多个EnodeB覆盖边缘，可接收到多个来自不同EnodeB的无线信号，而且这些无线信号的信干燥比非常接近且很小，使得切换判决参数接近于均衡切换判决的临界值。因此，LTE系统在切换用户的EnodeB的过程中很容易出现乒乓效应。

较之传统的干扰抵消技术，基站协作系统被认为是降低小区间干扰和提升小区边缘移动用户的性能更有效的技术。在基站协作系统中，通过基站间的联合发送、联合传输或联合用户调度等方法，使得小区边缘的移动用户有效地抑制了小区间干扰，达到改善系统性能的目的。在基站协作系统中，处在小区边缘的移动用户需要被多个基站共同服务。然而，基站协作需集中利用多个小区的信息（如用户的信道状态信息和业务数据），因此会造成巨大的无线回传开销；此外，在多基站联合信号处理时，要求多个基站发出的信号具有精确的时频同步，因此基站协作实现复杂度高，很难在实际中应用。

发明内容

本发明所要解决的问题是：在传统架构无线接入网系统中，负载均衡时会伴随着乒乓效应，严重浪费无线资源，同时也不能保证边缘用户的通信质量；而基站协作可以有效地解决小区间的干扰问题，但基站协作的实现需要很大的无线回传开销，且很难实现精确的射频同步。针对上述问题，本发明在RAN架构无线接入网系统中提出一种协作式负载均衡方法，该方法通过RRU间的协作产生的空间分集换取稀缺的频谱资源，从而提高系统的性能。

本发明解决上述问题的技术方案是：利用RAN架构无线接入网中的虚拟实时技术，在不需要回传开销前提下实现RRU间的协作，并均衡网络中的负载时，以RRU间的协作产生的空间分集换取稀缺的频谱资源，避免系统中的部分RRU的负载过重，并能消除传统负载均衡方法中伴随的乒乓效应，从而避免浪费稀缺的频谱资源，提高了系统的无线资源利用率和性能。

在本发明所提的协作式负载均衡方法中，基带处理池根据RRU与移动用户间的信干燥比、各RRU的负载情况、系统中的移动用户请求的业务类型和服务质量要求，充分利用系统中RRU间的协作，确定系统中移动用户的通信方式、接入RRU和链路参数，再根据接入RRU和链路参数调整系统中RRU的负载，以均衡系统中各RRU的负载，统一调配系统中RRU与移动用户间的链接，避免了系统中部分RRU的负载过重。当系统中移动用户的通信方式确定后，移动用户将使用基带处理池分配的链路参数与其对应的RRU进行通信，避免了系统中移动用户在RRU间来回切换，从而有效地解决了系统中的乒乓效应。在RAN架构无线接入网系统中，协作式负载均衡方法的具体步骤如下：

（1）RRU接收移动用户的初始信息，计算上行链路的信干噪比，并估算下行链路的信干噪比，通过光传输网将初始信息、和发送到基带处理池。其中j为移动用户的序号，i为RRU的序号。

（2）当系统中的负载状态发生改变时，即新用户的进入、旧用户的退出和用户业务类型的改变，基带处理池根据系统中各RRU的负载情况、移动用户请求的业务类型、服务质量要求以及RRU与移动用户间的信干燥比，确定系统中移动用户的通信方式、接入RRU和链路参数（如上行链路/下行链路的频点参数、时隙参数等），以均衡系统中各RRU的负载。根据RRU分别完成以下处理：

（2.1）系统中存在多个RRU都能够满足移动用户的通信需求，则基带处理池根据和选择出系统中最优的RRU作为移动用户的接入RRU，结合该RRU的负载情况、请求业务类型和服务质量要求配置移动用户的链路参数（如上行链路/下行链路的频点参数、时隙参数等）。