[发明专利]一种异构网络中基站间的负载均衡方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种异构网络中基站间的负载均衡方法及装置。

背景技术

HetNet（Heterogeneous Network，异构网络）是指在原有的MNB（Macro NodeB，宏基站）与其服务用户所形成的宏蜂窝网络中加入LNB（Low Power NodeB，微基站），用户根据自身的位置及接收到的两基站的功率等参数自适应的在接入MNB与LNB中进行选择。MNB与LNB都可以作为用户的服务基站，并且由于LNB可以作为MNB的补充，分担MNB的负担，填补MNB的覆盖盲区，因此，异构网络往往有着更高的容量和更好的覆盖效果。

在传统的同构网络中，各个基站的发射功率相同，用户根据接收到的下行导频功率强度选择服务基站，不会出现上下行不均衡的问题。但是，异构网络中，由于引入了发射功率和MNB相差很大的LNB，下行方向上各个基站的发射功率不再一样，而上行方向上都是接收用户发射的功率，所以下行覆盖边界更靠近LNB，而上行覆盖边界为MNB和LNB的中间。若这时候用户按照传统的方法选择服务基站，即比较接收到各个基站导频强度的方法，即使用户更靠近LPN，但是该用户也有可能选择宏基站作为其服务基站。这些用户位于上行覆盖分界与下行覆盖分界之间，这个区域被称为不均衡区域。如图1所示，再把这一区域进一步划分，区域中靠近宏基站的一部分，以上行覆盖边界和软切换边界为界限，这个区域里的用户为宏基站用户，但是到微基站的路损更小，所以为了让宏基站接收并解调这些用户的信号，这些用户的发射功率都较大，会对微基站造成较大的上行干扰。而区域中靠近微基站的一部分，在下行覆盖边界和软切换边界之间，这个区域里的用户由宏基站进行服务，但是微基站也在这些用户的激活集里，微基站可以对这些用户进行功率控制，减小这些用户的发射功率，避免太大的上行干扰，但是发射功率的减小降低了这些用户的信号在宏站处的接收质量。信道接收质量的降低，尤其是上行的控制信道接收质量的降低会大大影响系统的性能。

在通常情况下，宏基站的负载要大于微基站的负载，但在某些情况下，也会出现微基站的负载要大于宏基站的负载，例如宏基站覆盖一个工厂，另外还有一个微基站覆盖一个礼堂。工厂在礼堂里召开职工大会的时候，绝大部分人在礼堂内或礼堂附近，则此时覆盖该礼堂的微基站的负载要比覆盖该工厂的宏基站的负载高得多。这种情况下，虽然这些新增的微基站用户到微基站的路损比到宏站小，但是由于微基站负载过重，每个用户能分配到的授权很小，用户所能发射的功率很小，进而导致微基站接收到用户信号的SINR值很小。并且这时候宏基站用户是减小的，每个宏用户分配到的授权变大，发射功率也增大，对微基站的上行干扰也增大。

这种例子在实际生活中很常见，再比如说一个宏基站位于一个小山包上，负责覆盖周围的几个村庄，每个村子中都有一个微基站。白天人们出了村子到田里工作，宏基站的负载较高，而微基站负载较低。相反的，晚上人们都回村子里了，宏基站的负载降低，而各个微基站的负载升高，这时候就应该把一部分微基站用户卸载给宏基站。

上述例子都已经说明了由于不同时间内用户分布的显著变化，需要实时进行负载控制。WCDMA系统中主要的负载控制有：准入控制、负载平衡控制、数据调度以及拥塞控制。

准入控制是指用户在一个小区建立新的呼叫或者切换的时候，系统根据当前的负载情况以及预测用户进入后负载来决定是否允许用户进入系统。这样虽然保护了系统的正常运行，但是对那些新来呼叫而无法得到服务的用户是不公平的。

负载平衡控制，同载频的负载平衡控制的办法是呼吸效应，指的是小区基站负载过重的时候，可以减小该基站的发射功率，缩小基站的覆盖范围，从而把一部分用户卸载到邻基站上。但是我们知道，减少发射功率会减小接收信号的SINR值，从而减小系统的性能，并且在异构网络中，微基站负载过重的时候，由于微基站的发射功率本来就小，如果再继续减小其发射功率，会加大系统的上下行不均衡。所以异构网络中微基站过载不适合使用呼吸效应。

数据调度是为了提高小区资源的利用率，引进Packet Scheduling技术，在小区的速率不可控业务过载过大或者过小的时候，相应减小或者增加besteffort（BE）业务的吞吐率，以控制小区的整体负载在一个稳定的水平。数据调度属于高层的负载控制，并且会削弱一些BE业务的传输性能。

拥塞控制主要的处理方法是保证一些高优先级的业务，暂停一些低优先级的业务。属于高层的负载管理。并且，我们希望尽量不要出现拥塞。