无线网络负载均衡方法和装置与流程

文档序号:15626224发布日期:2018-10-09 23:02阅读:246来源:国知局

本发明涉及移动通信技术领域,尤其是涉及一种无线网络负载均衡方法和装置。



背景技术:

随着智能终端的快速发展,lte网络的广泛覆盖,越来越多的用户通过lte网络实现通信或数据业务,移动性负载均衡也成为lte网络自优化的一个重要课题。由于网络中每个小区的覆盖区域不同,或者覆盖区域相同但是参数设置不同,使得一些小区的负载大幅高于它们的邻区或者同覆盖小区,即负载不均衡。在这种情况下,通过参数调整可以将比较重载小区里面的一些用户转移到比较轻载的小区,从而可以降低网络接入阻塞率和提高网络可靠性。

为提升无线资源受限条件下用户的网络感知,现有的技术方案主要分为两类,其一是:在无线侧进行负载均衡,主要的应用逻辑是基于无线基站的负荷检测(例如,用户数或资源利用率)随机选取高负荷小区的若干用户分流至邻小区;其二是:pcc架构下有对于vip用户或者特定业务,设置最大速率、保证速率等的方案,spid机制下增加了无线侧针对单用户切换和重选、是否开启drx等的方案,总体上达到特定用户差异化服务的能力。

现有方案均是单一触发时机,很难做到及时调整。然而,由于在某些场景下有不同的用户需求,例如用户因为追某部剧、在地铁等场景有大带宽的需求;再例如,在某地举办演唱会,需要对vip用户或其它用户采用不同的无线策略。由于用户需求是随时变化的,因此无法进行预设,所以很难实现对用户的个性化服务,因此基站的负载均衡压力较大。



技术实现要素:

针对以上缺陷,本发明提供一种无线网络负载均衡方法和装置,能够实现对用户的个性化服务,减轻基站的负载均衡压力。

第一方面,本发明提供的无线网络负载均衡方法,该方法包括:

确定目标覆盖区域内的有效小区,并根据所确定的每一小区的网络覆盖范围以及配置信息,预估该小区的承载能力;并根据各个小区的承载能力,确定各个小区的预置用户数量之间的期望比例;

根据所述期望比例,为所述目标覆盖区域内的每一用户分配驻留小区,并为不同小区内的用户配置不同的重选优先频率;

针对每一小区,确定该小区所分配的每一个用户对信号质量要求程度的综合评分;

根据该小区预设的保障用户占比和该小区内各个用户的综合评分,将该小区内的各个用户分为参与负载均衡的用户组和不参与负载均衡的用户组;

向该小区中参与负载均衡的用户组中的各个用户下发负载均衡指令。

可选的,所述有效小区为所述目标覆盖区域内覆盖电平大于-105dbm且信号与干扰加噪声比大于-3的小区。

可选的,所述根据所述期望比例,为所述目标覆盖区域内的每一用户分配驻留小区,包括:

对于当前驻留于所述目标覆盖区域内的用户,根据用户尾号在整个全网中的分布情况,确定能够使各个小区分配的用户数比例最大程度的接近所述期望比例的初始分配原则,并根据该初始分配原则为当前驻留于所述目标覆盖区域内的用户配置驻留小区。

可选的,所述根据所述期望比例,为所述目标覆盖区域内的每一用户分配驻留小区,还包括:

在对当前驻留于所述目标覆盖区域内的用户配置完驻留小区后,获取各个小区当前的驻留用户数量统计值,确定该统计值小于所述期望比例和当前驻留于所述目标覆盖区域内的用户总数的乘积的小区,则将所述目标覆盖区域内的新增用户分配至驻留用户数量统计值小于所述乘积的小区内。

可选的,所述确定该小区所分配的每一个用户对信号质量要求程度的综合评分,包括:

根据该用户在最近预设时间段内的arpu是否超出预设阈值、该用户是否开启volte、该用户是否属于vip客户列表和该用户是否开通了通话指令保障业务中的至少一项,确定该用户对信号质量要求程度的综合评分。

可选的,所述确定该小区所分配的每一个用户对信号质量要求程度的综合评分,具体包括:

根据该用户在最近预设时间段内的arpu是否超出预设阈值、该用户是否开启volte、该用户是否属于vip客户列表和该用户是否开通了通话指令保障业务这四项中判断为是的项数,确定所述综合评分。

可选的,所述确定该小区所分配的每一个用户对信号质量要求程度的综合评分,具体包括:

设置用户在最近预设时间段内的arpu是否超出预设阈值、用户是否开启volte、用户是否属于vip客户列表和用户是否开通了通话指令保障业务这四项中每一项的权重系数,且用户是否开启volte这一项的权重系数高于其他三项的权重系数;

根据该用户在最近预设时间段内的arpu是否超出预设阈值、该用户是否开启volte、该用户是否属于vip客户列表和该用户是否开通了通话指令保障业务这四项中判断为是的项的权重系数之和,确定所述综合评分。

可选的,所述将该小区内的各个用户分为参与负载均衡的用户组和不参与负载均衡的用户组,包括:

若该小区当前保障用户的动态占比大于所述预设的保障用户占比,则判断该小区中每一用户的综合评分是否大于该小区内保障用户的最低综合评分与预设的分数偏置之和;

若是,则将该用户分配至不参与负载均衡的用户组;

否则,将该用户分配至参与负载均衡的用户组;

其中,在该小区存在用户离开或进入时对该小区内保障用户的最低综合评分和该小区当前保障用户的动态占比进行更新。

可选的,所述将该小区内的各个用户分为参与负载均衡的用户组和不参与负载均衡的用户组,还包括:

若该小区当前保障用户的动态占比小于或等于所述预设的保障用户占比,则判断该小区中每一用户的综合评分是否大于该小区内保障用户的最低综合评分与预设的分数偏置之差;

若是,则将该用户分配至不参与负载均衡的用户组;

否则,将该用户分配至参与负载均衡的用户组。

第二方面,本发明提供的无线网络负载均衡装置,包括:

第一确定模块,用于确定目标覆盖区域内的有效小区,并根据所确定的每一小区的网络覆盖范围以及配置信息,预估该小区的承载能力;并根据各个小区的承载能力,确定各个小区的预置用户数量之间的期望比例;

第一分配模块,用于根据所述期望比例,为所述目标覆盖区域内的每一用户分配驻留小区,并为不同小区内的用户配置不同的重选优先频率;

第二确定模块,用于针对每一小区,确定该小区所分配的每一个用户对信号质量要求程度的综合评分;

第二分配模块,用于根据该小区预设的保障用户占比和该小区内各个用户的综合评分,将该小区内的各个用户分为参与负载均衡的用户组和不参与负载均衡的用户组;

指令下发模块,用于向该小区中参与负载均衡的用户组中的各个用户下发负载均衡指令。

本发明提供的无线网络负载均衡方法和装置,采用各个小区的承载能力,设置各个小区预置用户数量的期望比例,然后根据该期望比例对各个小区分配用户,使各个小区的负载尽量均衡;而且,根据各个用户对信号质量要求程度的不同,将每个小区内的用户分为参与负载均衡的用户组和不参与负载均衡的用户组,在下发均衡质令时仅向参与负载均衡的用户组下发,进行小区切换,而对信号质量要求较高的不参与负载均衡用户组由相对固定的小区提供服务,避免频繁切换,为这些对信号质量要求较高的用户提供稳定的服务,即实现对用户的个性化服务,同时可以减轻基站的负载均衡压力。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些图获得其他的附图。

图1示出了本发明一实施例中在lte双层覆盖场景下的均衡示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。

第一方面,本发明提供一种无线网络负载均衡方法,该方法包括:

s1、确定目标覆盖区域内的有效小区,并根据所确定的每一小区的网络覆盖范围以及配置信息,预估该小区的承载能力;并根据各个小区的承载能力,确定各个小区的预置用户数量之间的期望比例;

可理解的是,目标覆盖区域,例如,举办演唱会的场地、地铁等。所谓的有效小区,可以根据需要设置,例如,目标覆盖区域内覆盖电平大于-105dbm且信号与干扰加噪声比大于-3的小区。各个小区可以是异频或异系统小区,将各个小区可以标注为celln,其中n=1、2……n。

可理解的是,不同承载能力的小区,可以承载的用户数量不同,因此将各个小区预置用户数量的期望比例正比于各个小区的承载能力,使各个小区的负载尽量均衡。

举例来说,若目标覆盖区域内有两个小区,这两个小区为同覆盖lte小区,配置相同,两个小区的承载能力相同,为这两个小区预置用户数量的期望比例为1:1,这样可以根据用户手机尾号的奇偶分为两部分,使尾号为奇数的用户驻留一个小区,尾号为偶数的用户驻留另一个小区。

s2、根据所述期望比例,为所述目标覆盖区域内的每一用户分配驻留小区,并为不同小区内的用户配置不同的重选优先频率;

举例来说,在目标覆盖区域中有两个小区,为一个小区配置重选优先频率f1,为另一个小区配置重选优先频率f2。

在具体实施时,可以通过设置不同spidcfg.ratfreqpriorityind和spidcfg.ratfreqprioritygroupid参数,控制用户的重选优先级(在分配至celln小区的用户的ratfreqprioritygroup中fn的优先级最高),令被分到celln小区的用户优先驻留于fn这一频率。

s3、针对每一小区,确定该小区所分配的每一个用户对信号质量要求程度的综合评分;

举例来说,如一个小区内的一个用户对信号质量的要求程度较高,则综合评分较高;如该用户对信号质量的要求程度比较低,则综合评分较低。

s4、根据该小区预设的保障用户占比和该小区内各个用户的综合评分,将该小区内的各个用户分为参与负载均衡的用户组和不参与负载均衡的用户组;

可理解的是,所谓的预设的保障用户占比是预先设置的不参与负载均衡的用户数与该小区内所有用户数之间的比例。在该过程中,每个小区的用户分为两个组。

s5、向该小区中参与负载均衡的用户组中的各个用户下发负载均衡指令。

可理解的是,这里向参与负载均衡的用户组下发负载均衡指令,而不是向不参与负载均衡的用户组下发负载均衡指令。

本发明提供的无线网络负载均衡方法,采用各个小区的承载能力,设置各个小区预置用户数量的期望比例,然后根据该期望比例对各个小区分配用户,使各个小区的负载尽量均衡;而且,根据各个用户对信号质量要求程度的不同,将每个小区内的用户分为参与负载均衡的用户组和不参与负载均衡的用户组,在下发均衡质令时仅向参与负载均衡的用户组下发,进行小区切换,而对信号质量要求较高的不参与负载均衡用户组由相对固定的小区提供服务,避免频繁切换,为这些对信号质量要求较高的用户提供稳定的服务,即实现对用户的个性化服务,同时可以减轻基站的负载均衡压力。

举例来说,在某地举办演唱会,vip用户对信号质量要求较高,这样根据各个用户对信号质量要求程度的不同将每个小区内的用户分组,从而实现对vip用户和其它用户采用不同的无线策略,实现对用户的个性化服务。

在具体实施时,s2中根据所述期望比例为所述目标覆盖区域内的每一用户分配驻留小区的过程可以为:对于当前驻留于所述目标覆盖区域内的用户,根据用户尾号在整个全网中的分布情况,确定能够使各个小区分配的用户数比例最大程度的接近所述期望比例的初始分配原则,并根据该初始分配原则为当前驻留于所述目标覆盖区域内的用户配置驻留小区。这个针对已经驻留在目标覆盖区域内的用户的驻留小区的分配方式。

当然,还可以存在有新的用户刚进入目标覆盖小区的情况,或者有用户离开该目标覆盖小区的情况。对于新增用户,在对当前驻留于所述目标覆盖区域内的用户配置完驻留小区后,获取各个小区当前的驻留用户数量统计值,确定该统计值小于所述期望比例和当前驻留于所述目标覆盖区域内的用户总数的乘积的小区,则将所述目标覆盖区域内的新增用户分配至驻留用户数量统计值小于所述乘积的小区内。

可理解的是,上述的驻留用户数量统计值,近似于小区内驻留用户数量,而并非真正的驻留用户数量,因为对于处于空闲状态的用户有可能在网络侧无法监测到。

其中,期望比例和当前驻留于所述目标覆盖区域内的用户总数的乘积,是指基于当前驻留于目标覆盖区域内的用户的总数,在小区内的期望驻留用户数量。

在具体实施时,s3中确定该小区所分配的每一个用户对信号质量要求程度的综合评分可以包括:根据该用户在最近预设时间段内的arpu是否超出预设阈值、该用户是否开启volte、该用户是否属于vip客户列表和该用户是否开通了通话指令保障业务中的至少一项,确定该用户对信号质量要求程度的综合评分。

在具体实施时,根据上述四项确定综合评分可以有多种方式,其中一种方式为:根据该用户在最近预设时间段内的arpu是否超出预设阈值、该用户是否开启volte、该用户是否属于vip客户列表和该用户是否开通了通话指令保障业务这四项中判断为是的项数,确定所述综合评分。

举例来说,每满足上述一项时记1分,例如,某用户属于vip用户、arpu超出预设阈值,但是没有开启volte和通话指令保障业务,则该用户的综合评分为2分。再例如,某用户在近三个月内的arpu超出预设阈值、属于vip用户、开启volte和通话指令保障业务,则综合评分为4分。

其中另一种方式为:设置用户在最近预设时间段内的arpu是否超出预设阈值、用户是否开启volte、用户是否属于vip客户列表和用户是否开通了通话指令保障业务这四项中每一项的权重系数,且用户是否开启volte这一项的权重系数高于其他三项的权重系数;根据该用户在最近预设时间段内的arpu是否超出预设阈值、该用户是否开启volte、该用户是否属于vip客户列表和该用户是否开通了通话指令保障业务这四项中判断为是的项的权重系数之和,确定所述综合评分。

举例来说,设置用户在最近预设时间段内的arpu是否超出预设阈值的权重系数为1,用户是否开启volte的权重系数为2,用户是否属于vip客户列表的权重系数为1,用户是否开通了通话指令保障业务的权重系数为1。若某用户开启了volte和通话指令保障业务,但是不属于vip用户,且arpu未超出阈值,则综合评分为3。

在具体实施时,s4中将该小区内的各个用户分为参与负载均衡的用户组和不参与负载均衡的用户组的方式有多种,举例来说,根据该小区内各个用户的综合评分从高到低进行排序,然后选择靠前的预设的保障用户占比的用户分配至不参与负载均衡的用户组,其余的用户分配至参与负载均衡的用户组。当然,还可以采用其他的方式对小区内的用户进行分组,例如:

若该小区当前保障用户的动态占比大于所述预设的保障用户占比,则判断该小区中每一用户的综合评分是否大于该小区内保障用户的最低综合评分与预设的分数偏置之和;

若是,则将该用户分配至不参与负载均衡的用户组;否则,将该用户分配至参与负载均衡的用户组;

其中,在该小区存在用户离开或进入时对该小区内保障用户的最低综合评分和该小区当前保障用户的动态占比进行更新。

举例来说,上述小区当前保障用户的动态占比可记为x%,预设的保障用户占比可记为k%,当x%>k%,则判断该小区内每一用户的评分是否大于w+d,其中w为该小区内保障用户的最低综合评分,d为预设的分数偏置。所谓的保障用户是指因对信号质量要求较高而欲采用固定的小区服务的用户,该最低综合评分可以根据需要设置。

当然,也可能存在小区当前保障用户的动态占比小于或等于所述预设的保障用户占比,此时,则判断该小区中每一用户的综合评分是否大于该小区内保障用户的最低综合评分与预设的分数偏置之差;

若是,则将该用户分配至不参与负载均衡的用户组;否则,将该用户分配至参与负载均衡的用户组。

也就是说,当x%<=k%时,则判断该小区中每一用户的综合评分与w-d的大小关系,然而完成分组。

其中,w和x%是相对应的,在最初采用的w和x%的初值根据情况选取,当选定了w,则根据该评分w可确定x%,若确定了x%的初值,则w的初值也可以确定。

上述预设的保障用户占比k%可分场景按需设置,例如,业务负荷突发较大的场景,建议不参与负荷均衡的小区用户比例略低。

如分配在于预置小区cell1的非负载均衡用户即不参与负载均衡的用户标记为c11,负载均衡用户即参与负载均衡的用户标记为c12,对于预置小区cell2的非负载均衡用户即不参与负载均衡的用户标记为c21,负载均衡用户即参与负载均衡的用户标记为c22。cn1和cn2配置不同的spidcfg.interratmlbswitch(配置为"是"则允许对该类spid的ue进行异频负载平衡操作,配置为"否"则不允许对该类spid的ue进行异频负载平衡操作),令cn1分组用户不支持负载均衡切换;cn2分组用户,支持负载均衡切换。进行负载均衡用户和非负载均衡用户的配置后,基站按照现有的任何一种方法进行负载均衡时其指令不再下发给不参与负载均衡的终端。

在具体实施时,对需要保障的用户可优先在空闲状态均衡,不影响用户的感知。由于本发明减少了参与负载均衡的用户数量,即减少了发生均衡负载切换的用户数,向参与负载均衡的用户发送均衡指令,不影响需要保障的用户。

举例来说,某场地举行大型音乐会,给体育场有效覆盖小区有2个(cell1和cell2),频率分别为f1和f2覆盖,核心网通过spid对该区域内的用户进行参数配置。因cell1和cell2为同覆盖lte小区,并且配置相同,因此承载能力相同,即两个小区预置驻留用户数相同。根据用户尾号奇偶数将用户分为2个预置驻留分组,尾号为奇数的驻留cell1,尾号为偶数的预置驻留cell2(即无论用先接入cell1还是cell2,其均根据用户尾号向用户发送优先驻留f1或者f2的配置参数,以便用户重选并均匀的接入两个小区)。

考虑到演唱会负荷波动较大,根据经验设置不参与负载均衡用户的比例为30%,提升负载均衡能力弹性,设置分数偏置为1分。根据各用户近三月arpu、是否开启volte和其他用户信息进行分组,包括参加负载均衡的用户组和不参加负载均衡的用户组,生成c11,c12,c21,c22共4个分组,如下表1所示:

表1用户的切换策略表

上述四个用户组因为设置了重选优先频率,在空闲状态进行小区重选时,会进入预置的驻留小区,其中c11和c12将驻留在cell1,c21和c22将驻留在cell2,两者的用户数在空闲状态将基本平均。其中cn1/(cn1+cn2)在稳定一段时间后将逐步接近于30%。

当发起业务后,因为业务负荷的差异,cell1和cell2的负载将出现失衡,此时,如图1所示,cn2的用户将被用于负载均衡切换;cn1将继续稳定驻留;业务释放后,各分组将按照频率优先级再次回到既定的小区。

第二方面,本发明提供一种无线网络负载均衡装置,该装置包括:

第一确定模块,用于确定目标覆盖区域内的有效小区,并根据所确定的每一小区的网络覆盖范围以及配置信息,预估该小区的承载能力;并根据各个小区的承载能力,确定各个小区的预置用户数量之间的期望比例;

第一分配模块,用于根据所述期望比例,为所述目标覆盖区域内的每一用户分配驻留小区,并为不同小区内的用户配置不同的重选优先频率;

第二确定模块,用于针对每一小区,确定该小区所分配的每一个用户对信号质量要求程度的综合评分;

第二分配模块,用于根据该小区预设的保障用户占比和该小区内各个用户的综合评分,将该小区内的各个用户分为参与负载均衡的用户组和不参与负载均衡的用户组;

指令下发模块,用于向该小区中参与负载均衡的用户组中的各个用户下发负载均衡指令。

本发明第二方面提供的无线网络负载均衡装置为本发明第一方面提供的无线网络负载均衡方法的功能架构模块,有关内容的解释、举例说明、有益效果等内容可以参考第一方面中的相应部分,这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的设备等实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如rom/ram、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例各实施例技术方案的范围。

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