[发明专利]一种面向机器类通信的负载均衡方法

说明书

本发明涉及一种面向机器类通信的负载均衡方法，属于移动通信技术领域。该方法首先构造了终端的收益函数；然后通过各终端的博弈过程，确定每个终端的选择策略；进而计算基于接入分类限制方法中基站的控制参数，实现相邻小区负载均衡及减小用户的接入时延。本发明提供的一种面向机器类通信的负载均衡方法，能够有效地均衡相邻小区负载，减小用户的接入延迟，增加网络的吞吐量。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及一种面向机器类通信的负载均衡方法。

背景技术

机器类通信(machine type communication,MTC)作为一种新的通信类型在很多领域得到了广泛的应用，比如智能交通，水电表抄送，电子健康，智能建筑及其他智能商业。有研究指出到2020年机器类通信终端的数量将达到125亿(其中包括智能手机和平板)，远远大于现在的13亿。随着机器类终端数量的不断增加，长期演进(long term evolution-advanced,LTE-A)网络将面临着大量机器类终端同时接入基站的情况。支持数以万计的终端通信是未来的趋势和基本需求。

由于LTE-A网络具有覆盖范围广，可以在城市和农村任意部署MTC终端及其回程网络可以为MTC终端和MTC应用之间提供无缝通信的特点，LTE-A网络被认为是支持MTC通信最优前途的网络场景。但是，MTC应用的发送小数据、终端数量大、瞬时爆发的特性是不同于传统H2H(human-to-human)通信的。当有大量的MTC终端同时请求接入LTE-A网络时，会造成网络的拥塞，特别是在物理随机接入信道(physical random access channel，PRACH)。拥塞是制约MTC终端在LTE-A网络中发展的一个重要问题。

现存的LTE-A网络中，为了缓解大量终端接入给无线接入网造成过载的问题，第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project，3GPP)提出了很多解决方案，比如接入分类限制(access class barring,ACB)，随机接入信道资源预分配，H2H和MTC前导码共享机制，信令批处理等。在上述机制中，接入分类限制在缓解拥塞时起到了很大的作用。接入分类限制的随机接入过程如图1所示。在接入分类限制机制中，基站根据繁忙度设置自身的控制参数p，并把p广播给基站覆盖范围内的MTC终端。通过调节控制参数p的大小来控制允许接入基站的数量，从而缓解基站的接入过载。当大量MTC终端等待接入基站时，基站会将自身的参数设置到很低，以此来缓解接入过载，这样会增加用户的接入时延。

图2是支持MTC的LTE-A的移动通信系统图。

为了方便场景的描述，系统中设置了2个基站分别为eNB1和eNB2，在每个基站的覆盖范围内有很多MTC终端，其中MTC终端1和MTC终端2位于2个基站的重叠区域。图中看出接入基站eNB1的MTC终端数量明显多于基站eNB2。大量MTC终端同时接入基站eNB1时，此基站会将自身的控制参数降低到最小缓解接入拥塞，会引起用户的接入延迟增加。此时，基站eNB2由于接入数量少，基站会处于空闲状态，造成资源的浪费。

当大量MTC终端在相邻小区的分布不均匀时，每个基站通过传统的接入分类限制机制独立的设置自身的参数，对缓解基站的接入过载起到的作用很小，并且会造成资源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种面向机器类通信的负载均衡方法，该方法通过博弈技术能够有效地均衡多小区机器类的通信负载，减小用户的接入延迟，增加网络的吞吐量。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种面向机器类通信的负载均衡方法，包括以下步骤：

步骤1)构造终端的收益函数；

步骤2)通过各终端的博弈过程，确定每个终端的选择策略；

步骤3)计算基于接入分类限制方法中基站的控制参数。