专利名称：支持分布式自主负载均衡的lte接口扩展方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及LTE网络技术，特别是涉及支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法及系统。
背景技术：
随着移动通信网络技术的发展，用户对移动通信网络性能和功能的要求不断提高，而分布式负载均衡(DLB, Distributed Load Balancing)作为一种资源优化方法,具有无失败中心点、本地管理效率高、网络可延展性强、无处理和通信瓶颈等优点。因此，作为下一代网络技术的LTE亟需将分布式负载均衡资源优化方法引入进来。目前，关于分布式负载均衡的研究在算法、机制等理论层面出现了多种解决方案。但是，这些解决方案大多在2G、3G实验环境下实现的，并不适用于LTE。要在LTE环境下实现分布式负载均衡，不仅需要考虑方法和流程，还需要LTE的分布式信令接口(X2接口)提供支持。作为X2接口的上层应用协议，虽然X2AP具有一定的邻小区负载信息获取功能，但其仍然不能完全满足各种分布式负载均衡对信令交互的全部需求。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法及系统，能够提供一种适用于LTE的负载均衡方式。一种支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法，包括:源节点通过周期性或者时间触发式信令交互从宿节点获得负载状态信息；所述源节点根据所述负载状态信息，通过信令交互从该宿节点获取均衡适配参数；根据所述均衡适配参数，调用分布式负载均衡算法选取合适的宿节点，并计算出对应的调整值发送给该宿节点。相应地，一种支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展系统，由源节点和宿节点组成，其中，所述源节点包括:负载监测模块，用于通过周期性或者时间触发式信令交互从宿节点获得负载状态信息；与所述负载监测模块相连的信息交互模块，用于根据所述负载状态信息判断所述宿节点的负载超过其自身的门限值，通过信令交互从该宿节点获取均衡适配参数；与所述信息交互模块相连的参数配置模块，用于根据所述均衡适配参数，调用分布式负载均衡算法选取合适的宿节点，并计算出对应的调整值发送给该宿节点。实施本发明，具有如下有益效果:本发明根据主流的分布式负载均衡方法对信令交互的共同需求，设计出通用的分布式负载均衡流程。通过扩展X2AP接口协议，以便将各种负载均衡调整方法整合到LTE负载均衡过程当中，为LTE网络拓宽带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。
图1为本发明支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法的流程图；图2为本发明支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法的各个阶段示意图；图3为本发明支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法的实施例流程图；图4为本发明支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法的实施例场景示意图；图5为本发明支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法的实施例时序示意图；图6为本发明支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展系统的示意图；图7为本发明支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展系统的实施例流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。图1为本发明支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法的流程图，包括:SlOl:源节点通过周期性或者时间触发式信令交互从宿节点获得负载状态信息；S102:所述源节点根据所述负载状态信息，通过信令交互从该宿节点获取均衡适配参数；S103:根据所述均衡适配参数，调用分布式负载均衡算法选取合适的宿节点，并计算出对的调整值发送给该宿节点。图2为本发明支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法的各个阶段示意图。下面结合图1、图2介绍本发明。如图2所示，本发明首次提出一种通用的三阶段分布式负载均衡流程。分布式负载均衡指的是在移动通信网络中，负载均衡方法在分布式的网络节点上自主地部署实现，而不并需要网络管理系统的集中控制。因为分布式结构不存在中心节点，所以在均衡过程中，需要源节点(以下简称:源eNB)和宿节点(以下简称:宿eNB)之间的信令交互。源eNB是被系统选定作为负载均衡决策的节点，宿eNB则是在源eNB的信令控制下执行分布式负载均衡动作的节点，通常为源eNB的邻居eNB。本发明整合了现有分布式负载均衡方法，提出了更为完善的通用分布式负载均衡流程，以及信令交互的必要信息。基于现有分布式负载均衡的分析，本专利将整个流程分为三个阶段:监测阶段、交互阶段和配置阶段。1、监测阶段，即负载状态信息的感知阶段。在负载监测功能的控制下，当源eNB监测到自身负载即将超过门限时，首先将自身的负载信息通知给宿eNB，该过程通过3GPP规范已有的EP (基本过程,Elementary Procedure) “负载指示”来完成。之后,源eNB通过周期性或者时间触发式信息交互从宿eNB获得必要的负载状态信息。该过程中，源eNB通过3GPP规范已有的EP “资源状态报告初始化”来请求宿eNB返回负载信息，宿eNB通过3GPP规范已有的EP “资源状态报告”向源eNB返回自身的负载信息。
2、交互阶段。即均衡信息的获取阶段。在成功获取了宿eNB的负载信息之后，源eNB通过均衡信息交互功能从宿eNB获取执行分布式负载均衡所必要的参数信息。具体地，源eNB首先通过新引入的EP “均衡信息报告初始化”来向宿eNB请求返回制定的参数。宿eNB通过新引入的EP “均衡信息更新”向源eNB周期性地返回对应的参数值。3、配置阶段。即均衡方法的下发阶段。在成功获取了宿eNB的均衡参数信息之后，基于已获取的各种信息，源eNB通过参数配置功能选取出合适的宿eNB并计算出对应的均衡参数所应该调整的值，并发送给宿eNB。宿eNB收到调整信息后返回是否调整成功。该过程通过新引入的EP “参数更新响应”来完成。作为eNB之间的X2接口的应用层协议，X2AP负责相邻eNB之间的应用交互，并通过一系列的EP完成。在各个阶段中，本专利中共涉及6个EP 负载过程”，“资源状态报告初始化”，“资源状态报告”，“均衡信息报告初始化”，“均衡信息更新”，以及“参数更新响应”。其中“均衡信息报告初始化”，“均衡信息更新”和“参数更新响应”属于本专利新扩展的EP。这里，涉及到对通用的X2AP接口协议的扩展方式。在LTE中，X2接口即为各eNB之间的信息交互接口。作为X2协议栈的上层控制应用协议，X2AP包括6个功能:移动性管理、负载管理、通用错误情况报告、X2重设、X2建立、eNB配置更新。在这些管理功能中，负载管理功能对分布式负载均衡方法提供了部分支持，包括“负载通知”、“资源状态报告初始化”、“资源状态报告”等3个EP。EP分为两类:需要响应的类型I和不需要响应的类型2。对于类型I的EP又由成功的操作和失败的操作组成。每个操作又包含若干消息。表I给出了本专利中所采用的分布式均衡相关EP的名称，类型，包含消息等内容。为支持分布式负载均衡，本专利在X2AP接口上新扩展的3个EP:均衡信息报告初始化，均衡信息报告和参数更新报告分别为类型1，类型2和类型I。表I分布式负载均衡相关EP
权利要求
1.一种支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法，其特征在于，包括: 源节点通过周期性或者时间触发式信令交互从宿节点获得负载状态信息； 所述源节点根据所述负载状态信息，通过信令交互从该宿节点获取均衡适配参数； 根据所述均衡适配参数，调用分布式负载均衡算法选取合适的宿节点，并计算出对应的调整值发送给该宿节点。
2.根据权利要求1所述的支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法，其特征在于，通过信令交互从该宿节点获取均衡适配参数的步骤，包括: 对基于LTE的X2接口的上层应用协议X2AP进行扩展，制定均衡信息报告初始化的负载指示，该负载指示用于所述源节点向所述宿节点请求获取支持负载均衡计算的相关参数； 所述宿节点接收到所述均衡信息报告初始化的负载指示后，根据该负载指示消息中的注册请求信元的设置来确定相应的测量操作； 当该宿节点没有任何要求的测量能被初始化时，其向所述源节点返回均衡信息失败的消息；
3.根据权利要求2所述的支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法，其特征在于: 当所述源节点没有收到所述均衡消息响应的消息、所述源节点返回均衡信息失败的消息时，再次向该宿节点发送所述均衡信息报告初始化的负载指示； 当所述源节点收到的所述均衡消息`响应的消息中，包含预设的均衡失败异常信息，则判定该过程失败。
4.根据权利要求2所述的支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法，其特征在于，通过信令交互从该宿节点获取均衡适配参数的步骤，还包括: 对基于LTE的X2接口的上层应用协议X2AP进行扩展，制定均衡信息更新的负载指示，该负载指示用于所述宿节点向所述源节点反馈所获取的测量对象的值，该测量对象为根据所述均衡信息报告初始化的负载指示所设定的； 所述宿节点向所述源节点发送所述均衡信息更新的负载指示，该负载指示除了包括消息类型、所述源节点的ID、所述宿节点的ID，还包括小区ID、参考信号、机械下角、电子下倾角、天线整列、HOM值五项小区测量结果中的至少一项。
5.根据权利要求1至4任一项所述的支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法，其特征在于，计算出对应的调整值发送给该宿节点的步骤之后，还包括: 对基于LTE的X2接口的上层应用协议X2AP进行扩展，制定参数更新响应的负载指示，该负载指示用于反馈均衡参数的调整结果； 所述宿节点向所述源节点返回所述参数更新响应的负载指示； 当该宿节点成功按照所述调整值对全部指定的负载均衡参数进行调整时，所述参数更新响应的负载指示包含表示参数更新成功的特征； 当该宿节点成功按照所述调整值对部分指定的负载均衡参数进行调整时，所述参数更新响应的负载指示包含表示参数更新失败的特征； 当该宿节点不能按照所述调整值对任一指定的负载均衡参数进行调整时，所述参数更新响应的负载指示包含表示参数更新失败的特征，且还包含对每一负载均衡参数更新失败原因描述的特征。
6.一种支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展系统，由源节点和宿节点组成，其特征在于，所述源节点包括: 负载监测模块，用于通过周期性或者时间触发式信令交互从宿节点获得负载状态信息； 与所述负载监测模块相连的信息交互模块，用于根据所述负载状态信息判断所述宿节点的负载超过其自身的门限值，通过信令交互从该宿节点获取均衡适配参数； 与所述信息交互模块相连的参数配置模块，用于根据所述均衡适配参数，调用分布式负载均衡算法选取合适的宿节点，并计算出对应的调整值发送给该宿节点。
7.根据权利要求6所述的支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展系统，其特征在于，对基于LTE的X2接口的上层应用协议X2AP进行扩展，制定均衡信息报告初始化的负载指示，该负载指示用于所述源节点向所述宿节点请求获取支持负载均衡计算的相关参数；所述宿节点，包括: 与所述信息交互模块相连的均衡信息初始化模块，用于接收到所述均衡信息报告初始化的负载指示后，根据该负载指示消息中的注册请求信元的设置来确定相应的测量操作； 与所述均衡信息初始化模块相连的初始化失败反馈模块，用于在该宿节点没有任何要求的测量能被初始化时，其向所述源节点返回均衡信息失败的消息；
8.根据权利要求7所述的支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展系统，其特征在于，所述信息交互模块，包括: 与所述均衡信息初始化模块、所述初始化失败反馈模块分别相连的初始化重试单元，用于在所述源节点没有收到所述均衡消息响应的消息、所述源节点返回均衡信息失败的消息时，再次向该宿节点发送所述均衡信息报告初始化的负载指示； 与所述初始化失败反馈模块、所述初始化重试单元分别相连的初始化失败确认单元，用于在所述源节点收到的所述均衡消息响应的消息中，包含预设的均衡失败异常信息，则判定该过程失败。
9.根据权利要求7所述的支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展系统，其特征在于，对基于LTE的X2接口的上层应用协议X2AP进行扩展，制定均衡信息更新的负载指示，该负载指示用于所述宿节点向所述源节点反馈所获取的测量对象的值，该测量对象为根据所述均衡信息报告初始化的负载指示所设定的；所述宿节点，还包括: 连接在所述均衡信息初始化模块与所述参数配置模块之间的信息更新模块，用于向所述源节点发送所述均衡信息更新的负载指示，该负载指示除了包括消息类型、所述源节点的ID、所述宿节点的ID，还包括小区ID、参考信号、机械下角、电子下倾角、天线整列、HOM值五项小区测量结果中的至少一项。
10.根据权利要求6至9任一项所述的支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展系统，其特征在于，对基于LTE的X2接口的上层应用协议X2AP进行扩展，制定参数更新响应的负载指示，该负载指示用于反馈均衡参数的调整结果；所述宿节点，还包括: 与所述参数配置模块相连的更新报告模块，用于向所述源节点返回所述参数更新响应的负载指示； 当该宿节点成功按照所述调整值对全部指定的负载均衡参数进行调整时，所述参数更新响应的负载指示包含表示参数更新成功的特征； 当该宿节点成功按照所述调整值对部分指定的负载均衡参数进行调整时，所述参数更新响应的负载指示包含表示参数更新失败的特征； 当该宿节点不能按照所述调整值对任一指定的负载均衡参数进行调整时，所述参数更新响应的负载指示包含表示参数更新失败的特征，且还包含对每一负载均衡参数更新失败原因描述的 特征。
全文摘要
本发明公开了支持分布式自主负载均衡的LTE接口扩展方法及系统。该方法包括源节点通过周期性或者时间触发式信令交互从宿节点获得负载状态信息；所述源节点根据所述负载状态信息，通过信令交互从该宿节点获取均衡适配参数；根据所述均衡适配参数，调用分布式负载均衡算法选取合适的宿节点，并计算出对应的调整值发送给该宿节点。采用本发明，可以为LTE网络拓宽带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。
文档编号H04W28/08GK103152774SQ20131010050
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者吴赞红, 蒋康明, 黄明辉, 赖群, 付佳佳, 杨嘉明, 何杰, 李伟坚, 施展 申请人:广东电网公司电力调度控制中心