中控服务器及其负载均衡方法

中控服务器及其负载均衡方法
【专利摘要】一种中控服务器及其负载均衡方法。中控服务器包含一网络接口、一储存器以及一处理器。网络接口连接至多个基站，并接收各该基站的负载参数。储存器用以储存该等负载参数。处理器电性连接至该储存器及该网络接口。针对各基站，处理器根据其负载参数计算负载指标，以判断该基站是否为超载基站，且根据该负载指标、至少一邻近基站的一可提供卸载的资源、一第一权重系数及一第二权重系数，计算一卸载优先指数。根据该等卸载优先指数，处理器决定该等超载基站的一卸载顺序。
【专利说明】
中控服务器及其负载均衡方法
技术领域
[0001] 本发明系关于一种中控服务器及其负载均衡方法。更详细地说，本发明的中控服 务器系根据各基站的负载参数计算各基站的负载指标，并根据负载指标、至少一邻近基站 的一可提供卸载的资源、一第一权重系数及一第二权重系数，计算各超载基站的一卸载优 先指数，W决定超载基站的一卸载顺序。
【背景技术】
[0002] 随着网络技术的发展，无线通信技术已广泛地被应用在日常生活中。由于人们透 过无线通信而进行资料传输的需求日益增大，电信营运商与网络服务供应商常藉由增加或 扩充基站的布局，W提高使用者的通信品质。
[0003] 然而，当有大量使用者装置集中地占用同一基站的资源时，将导致该基站的资源 占用率过大，进而容易出现较高的呼叫阻塞率（call blocking rate)或较高的呼叫遗失率 (call化OP rate)。目前各电信营运商与网络服务供应商在管理及控制各基站负载上，大 多单独考量个别基站或该网络部分基站的负载程度，而没有考虑到该网络整体的负载情形 是否均衡，且当一基站负载过大时，该基站也仅能拒绝其他使用者装置的连线，避免进一步 占用使用资源，而无法降低现有负载。此外，虽有电信营运商与网络服务供应商提出，由使 用者装置根据个别基站的负载情形，选择并连线至负载较小的基站的方式W均衡该等基站 的负载，但在此方式因非W基站层面来考量其整体负载，故当多个使用者装置同时选择并 连线至同一基站时，将瞬间导致单一基站的负载巨增，进而造成较高的呼叫阻塞率或较高 的呼叫遗失率。
[0004] 有鉴于此，如何提供一种基站的负载均衡机制，W考量网络中整体基站的负载情 况，决定超载基站的卸载顺序，并进一步地避免卸载程序造成原本负载不大的基站成为超 载基站，而能均衡网络中整体基站的负载，进而有效提升无线资源频谱利用率及传输网络 吞吐量，乃为业界亟待解决的问题。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于提供一种负载均衡机制，其可同时考量基站的负载情形W及该 基站的邻近基站所能承担的卸载空间，而决定超载基站卸载顺序。如此一来，透过本发明的 负载均衡机制，能有效率地调整所布建网络的负载情形，进而优化所布建的网络的负载分 布，W有效提升无线资源频谱利用率及传输网络吞吐量。
[0006] 为达上述目的，本发明掲露一种中控服务器。该中控服务器包含一网络接口、一储 存器W及一处理器。该网络接口连接至多个基站。该处理器电性连接至该储存器及该网 络接口，并用W执行下列操作：(a)透过该网络接口接收各该基站的一负载参数，并将该等 负载参数储存于该储存器中；化）根据各该基站的该负载参数，计算各该基站的一负载指 标，并根据该等基站的一总个数及该等负载指标，计算一网络负载均衡指数；(C)判断该负 载指柄超过一负载容许范围的该基站为一超载基站；(d)当该等基站包含多个该超载基站 时，判断该网络负载均衡指数是否超过一均衡容许范围；(e)当该网络负载均衡指数超过 该均衡容许范围时，针对各该超载基站，根据该负载指标、至少一邻近基站的一可提供卸载 的资源、一第一权重系数及一第二权重系数，计算一卸载优先指数；W及（f)根据该等卸载 优先指数，决定该等超载基站的一卸载顺序。
[0007] 此外，本发明更掲露一种负载均衡方法，其适用于一中控服务器。该中控服务器包 含一网络接口、一储存器及一处理器。该网络接口连接多个基站。该处理器电性连接至该 储存器及该网络接口。该负载均衡方法由该处理器执行并包含下列步骤：（a)透过该网络 接口接收各该基站的一负载参数，并将该等负载参数储存于该储存器中；化）根据各该等 基站的该负载参数，计算各该等基站的一负载指标，并根据该等基站的一总个数及该等负 载指标，计算一网络负载均衡指数；（C)判断该负载指标超过一负载容许范围的该基站为 一超载基站；（d)当该等基站包含多个该超载基站时，判断该网络负载均衡指数是否超过 一均衡容许范围；（e)当该网络负载均衡指数超过该均衡容许范围时，针对各该超载基站， 根据该负载指标、至少一邻近基站的一可提供卸载的资源、一第一权重系数及一第二权重 系数，计算一卸载优先指数；W及（f)根据该等卸载优先指数，决定该等超载基站的一卸载 顺序。
[0008] 在参阅图式及随后描述的实施方式后，此技术领域具有通常知识者便可了解本发 明的其他目的，W及本发明的技术手段及实施态样。
【附图说明】
[0009] 图1系描绘本发明的中控服务器1、基站81、82、83、84、85与其信号涵盖范围(：1~ C5内的使用者装置的关系；
[0010] 图2系为本发明第一实施例至第S实施例的中控服务器1的示意图；
[0011] 图3A系为本发明第一实施例的负载均衡方法的流程图；
[0012] 图3B系描绘负载容许范围与负载指标间的关系；
[0013] 图3C系描绘均衡容许范围与网络负载均衡指数间的关系；
[0014] 图4A、4B系为本发明第二实施例的负载均衡方法的流程图；
[0015] 图4A、4C系为本发明第S实施例的负载均衡方法的流程图；
[0016] 图5A-祀系为本发明第四实施例的负载均衡方法的流程图；
[0017] 图6系为本发明第四实施例的中控服务器1的示意图。
[0018] 附图标记说明
[0019] 1:中控服务器
[0020] 11:网络接口 阳02 U 13:储存器 阳02引 15 :处理器
[0023] Bl ~B5 :基站
[0024] Cl~巧：信号涵盖范围 阳02引 Ql~Q5 :信号品质参数
[0026] Pl~P5:负载参数
【具体实施方式】
[0027] W下将透过实施方式来解释本发明的内容。本发明系关于一种中控服务器及其负 载均衡方法。须说明者，本发明的实施例并非用W限制本发明须在如实施例所述的任何特 定的环境、应用或特殊方式方能实施。因此，有关实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而 非用W限制本发明，且本案所请求的范围，W权利要求书为准。除此的外，于W下实施例及 附图中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示，且W下附图中各元件间的尺寸关系 仅为求容易了解，非用W限制实际比例。
[002引本发明的第一实施例请参考第1、2、3A-3C图。图1描绘本发明的一中控服务器1、 基站B1、B2、B3、B4、B5与其信号涵盖范围内的使用者装置的关系。图2系为本发明的中控 服务器1的示意图，而图3A系为适用于中控服务器1的一负载均衡方法的流程图。
[0029] 如图1所示，中控服务器1透过有线方式连线至基站Bl~B5, W监控基站Bl~ B5。基站Bl~B5分别具有其信号涵盖范围Cl~巧，而信号涵盖范围Cl~巧分别存在一 个或多个使用者装置。于本发明中，中控服务器1系根据基站Bl~B5的负载情形，透过本 发明的负载均衡机制适当地将超载的基站进行卸载程序，W优化所布建网络的负载分布。
[0030] 须说明者，本发明的中控服务器1及其负载均衡方法可应用于任一无线网络系 统，例如：蜂巢网络系统（第2、3、4代行动网络系统）、无线区域网络（Wi-fi)系统、混合网 络化ybrid network)系统等。此外，于图1中，与中控服务器1连线的基站数目及信号涵 盖范围中的使用者装置数目仅用W例示说明，而非用W限制本发明。
[0031] 中控服务器1包含一网络接口 11、一储存器13 W及一处理器15,如图2所示。网 络接口 11系连接至一特定区域中的多个基站（如本实施例中的基站Bl~B5)，并接收各基 站Bl~B5的负载参数PU P2、P3、P4、P5。详细地说，各负载参数Pl~P5可包含各基站 Bl~B5的资源使用状态、各基站Bl~B5可提供卸载的资源等，中控服务器1可藉由持续 接收各基站Bl~B5的负载参数Pl~P5而监控各基站的负载情形。
[0032] 处理器15电性连接至网络接口 11及储存器13,并将负载参数PU P2、P3、P4、P5 储存至储存器13。根据负载参数PU P2、P3、P4、P5,处理器15系执行一负载均衡程序，该 负载均衡程序包含下述一系列操作（即图3A所描绘的负载均衡方法流程图中的各步骤）， W决定负载过大的基站（W下称作超载基站）的卸载顺序。
[0033] 首先，于步骤301中，处理器15透过网络接口 11接收各基站Bl~B5的负载参数 Pl~P5,并将该等负载参数Pl~P5储存于储存器13中。接着，于步骤303中，处理器15 根据各基站Bl~B5的负载参数，计算各基站Bl~B5的一负载指标，并根据此区域中的所 有基站的一总个数（为简化说明，在此假设区域中仅包含基站Bl~B5,故总个数为5)及各 基站Bl~B5的负载指标，计算一网络负载均衡指数。
[0034] 举例而言，负载指标系表示各基站的资源使用率，其值介于0到1之间。负载指标 的数值越接近1，则表示此基站中尚可使用的资源极少、负载极高，故可能出现较高的呼叫 阻塞率或较高的呼叫遗失率；反之，负载指标的数值越接近0,则代表此基站中可使用的资 源极多、负载极低。此外，网络负载均衡指数则系表示在该网络中的该等基站的负载分布的 均衡状态，故其数值越大，则表示该网络中该等基站的负载越均衡；反之，其数值越小时，贝U 表示该网络中该等基站的负载分布越不均衡。然而，所属领域中具有通常知识者可知，负载 指标及网络负载均衡指数亦可W其他方式表示，W使得负载指标数值越大者表示该基站的 尚可使用的资源较多，而网络负载均衡指数数值越大者表示该网络中该等基站的负载越不 均衡，故负载指标及网络负载均衡指数的表示方式并非用W限制本发明。
[0035] 于步骤305中，处理器15判断各基站Bl~B5的负载指标Pl~P5是否超过一负 载容许范围，并将超过负载容许范围的基站归类为超载基站。具体而言，负载容许范围可由 电信营运商与网络服务供应商根据实际网络与基站的布建经验而预先设定，当基站的负载 指标超过负载容许范围时，即表示基站的负载过高，藉此中控服务器1可将其归类为超载 基站。
[0036] 举例而言，如图3B所示，其表示两种不同负载指标的表示方式。在表示方式一中， 负载指标数值越大，则表示该基站的资源使用率越大（亦即，如图3B的表示方式一中，负载 指标数值越接近1，该基站尚可使用的资源越少）。在此假设电信营运商与网络服务供应商 根据实务网络与基站的布建经验，将负载指标数值介于0至0. 85之间设定为负载容许范 围，在此情形下，当基站的负载指标的数值实值上超过0至0. 85的范围（亦即，负载指标数 值高于0. 85)时，中控服务器1则将此基站归类为超载基站。
[0037] 如前面所述，负载指标亦可W不同方式来表示。在表示方式二中，当负载指标数值 越小，则表示该基站的资源使用率越大（亦即，如图3B的表示方式二中，负载指标数值越接 近0,该基站尚可使用的资源越少）。在此假设电信营运商与网络服务供应商根据实务网络 与基站的布建经验，将负载指标数值介于0. 15至1之间设定为负载容许范围，在此情形下， 当基站的负载指标的数值超过0. 15至1的范围（亦即，负载指标数值低于0. 15)时，中控 服务器1则将此基站归类为超载基站。须说明者，图3B所示的负载容许范围W及负载指标 的数值区间（即0至1)仅为例示目的，而非用W限制本发明。
[0038] 接着，于步骤307中，处理器15判断在此网络中是否包含多个超载基站。若否，贝U 处理器15结束负载均衡程序。若是，则处理器15进一步执行步骤309,判断网络负载均衡 指数是否超过一均衡容许范围。类似地，均衡容许范围系可由电信营运商与网络服务供应 商根据实际网络与基站的布建经验而预先设定，当网络负载均衡指数超过一均衡容许范围 时，则表示该网络中该等基站的负载不均衡。
[0039] 举例而言，如图3C所示，其表示两种不同网络负载均衡指数的表示方式。在表示 方式一中，网络负载均衡指数数值越大，则表示该网络中该等基站的负载越均衡。在此假设 电信营运商与网络服务供应商根据实务网络与基站的布建经验，将网络负载均衡指数数值 介于0. 7至1之间设定为均衡容许范围，在此情形下，当该网络的网络负载均衡指数的数值 超过0. 7至1的范围时（亦即，其数值低于0. 7时），则表示该网络中该等基站的负载不均 衡。此时，在该网络中包含多个超载基站的情况下，网络负载均衡指数越小代表超载基站可 卸载至负载较低的基站的机会越高。
[0040] 另一方面，在表示方式二中，当网络负载均衡指数数值越小，则表示该网络中该等 基站的负载越均衡。在此假设电信营运商与网络服务供应商根据实务网络与基站的布建经 验，将网络负载均衡指数数值介于0至0. 3之间设定为均衡容许范围，在此情形下，当该网 络的网络负载均衡指数的数值超过0至0. 3的范围时（亦即，其数值高于0. 3)，则表示该网 络中该等基站的负载不均衡。须说明者，图3C所示的均衡容许范围W及网络负载均衡指数 的数值区间（即0至1)仅为例示目的，而非用W限制本发明。当判断网络负载均衡指数超 过一均衡容许范围，处理器15则执行步骤311及313 ;反之，若网络负载均衡指数落于均衡 容许范围，则处理器15结束负载均衡程序。
[0041] 须说明者，处理器15系周期性地执行负载均衡程序（例如：每5分钟、10分钟或 30分钟等），藉由周期性地接收各基站Bl~B5的负载参数Pl~P5,并且周期性地执行负 载均衡程序，故中控服务器1可持续地监控各基站的负载情形。
[0042] 在此假设基站B1、B3、B5为超载基站，故于步骤311中，处理器15分别针对各超载 基站61记3、85，根据其负载指标、其至少一邻近基站的一可提供卸载的资源、一第一权重系 数及一第二权重系数，计算一卸载优先指数。在此，第一权重系数系对应负载指标的一权重 值，而第二权重系数系对应该至少一邻近基站的可提供卸载的资源的一权重值。须说明者， 至少一邻近基站的可提供卸载的资源系可由各基站的负载参数所取得。接着，于步骤313 中，处理器15根据各超载基站B1、B3、B5的卸载优先指数，决定超载基站B1、B3、B5的一卸 载顺序。
[0043] 须说明者，第一权重系数及第二权重系数可由电信营运商与网络服务供应商根据 实际网络与基站的布建经验而预先设定。详言之，本发明的中控服务器及其负载均衡机制 系同时考量超载基站的负载程度及其邻近的基站可提供卸载的资源，而决定此区域网络中 哪个基站应优先地进行卸载程序。
[0044] 本发明的第二实施例如图4A、4B所示，其系为第一实施例的一延伸。在本实施例 中，于步骤307中，若处理器15判断在此网络中未包含多个超载基站，则处理器15进一步 执行步骤315,判断该网络中是否只包含一个超载基站。若否，则处理器15结束负载程序。 若是，则处理器15执行步骤317,指示超载基站进行卸载程序。举例而言，若该网络只有基 站Bl为超载基站且该网络不只有一个基站BI,则处理器15系产生一通知消息，并传送通知 消息至超载基站BI, W指示超载基站Bl进行卸载程序。
[0045] 另一方面，若该网络中基站B1、B3、B5皆为超载基站，则于依据卸载优先指数决定 超载基站B1、B3、B5的卸载顺序后，处理器15系选择卸载优先指数较高的超载基站，优先地 进行其卸载程序。具体而言，于步骤401中，处理器15根据卸载顺序，自尚未被选择的超载 基站中，选择卸载优先指数较高的超载基站。接着，于步骤403中，处理器15指示被选择的 超载基站进行卸载程序。具体而言，处理器15系产生一通知消息，并传送通知消息至被选 择的超载基站，W指示被选择的超载基站进行卸载程序。
[0046] 接着，处理器15执行步骤405,判断是否尚有未被选择的超载基站。若尚有未被 选择的超载基站，则处理器15返回执行步骤401。若所有超载基站皆被选择执行过卸载程 序，则处理器15结束负载均衡程序。换言之，于本实施例中，处理器15根据卸载优先指数 的卸载顺序，依序指示该等超载基站进行卸载程序，其中卸载优先指数较高的超载基站优 先地进行卸载程序。
[0047] 举例而言，当超载基站Bl的卸载优先指数大于超载基站B3的卸载优先指数，且超 载基站B3的卸载优先指数大于超载基站B5的卸载优先指数时，处理器15系先指示超载基 站Bl进行卸载程序，然后指示超载基站B3进行卸载程序，最后再指示超载基站B5进行卸 载程序。于一例子中，超载基站Bl进行卸载程序，W将使用者装置Ull及/或使用者装置 U13(其同时位于基站B1、B2、B4的信号涵盖范围CU C2、C4内）换手至基站B2或B4。于 另一例子中，超载基站B3进行卸载程序，W将使用者装置U31及/或使用者装置U32 (其同 时位于基站B3、B4的信号涵盖范围C3、C4内）换手至基站B4。
[0048] 本发明的第S实施例如图4A、4C所示，其系为第二实施例的一延伸。本实施例系 进一步地考量超载基站可能具有相同卸载优先指数的情况。具体而言，于步骤401后，处理 器15系执行步骤402,判断被选择的超载基站是否为多个且其卸载优先指数相同。若被选 择的超载基站为多个且其卸载优先指数相同，则处理器15则执行步骤411，自被选择的该 等超载基站（其具有相同的卸载优先指数）中，挑选负载指标较大的超载基站。
[0049] 须说明者，在其他实施例中，依实际网络与基站的布建经验，针对具有相同的卸载 优先指数的该等超载基站，处理器15可依据其邻近基站的可提供卸载的资源来优先地挑 选出邻近基站的可提供卸载的资源较高的超载基站。据此，步骤411可取而代之地，自被选 择的该等超载基站中，挑选至少一邻近基站的可提供卸载的资源较高的超载基站。
[0050] 接着，处理器15则执行步骤413,指示被挑选的超载基站进行卸载程序。然后，处 理器15则执行步骤415,判断卸载优先指数相同的超载基站中是否尚有未被挑选W执行卸 载的超载基站。若是，则返回步骤411，自上述卸载优先指数相同，且尚未被挑选W执行卸载 程序的超载基站中，挑选负载指标较大或其至少一邻近基站可供卸载的资源较高的超载基 站进行卸载，直至卸载优先指数相同的超载基站都已执行过卸载。在步骤415中，若判断结 果为否，则处理器15执行步骤405,判断是否尚有未被选择执行卸载程序的超载基站。
[0051] 另一方面，在步骤402中，若被选择的超载基站为单数个（亦即没有卸载优先指数 相同的超载基站），则处理器15执行步骤403,指示被选择执行卸载程序的超载基站进行卸 载程序。接着，处理器15亦执行步骤405,判断是否尚有未被选择执行卸载程序的超载基 站。若尚有未被选择的超载基站，则处理器15返回执行步骤401。若所有超载基站皆被选 择执行过卸载程序，则处理器15结束负载均衡程序。换言之，于本实施例中，处理器15根 据该等卸载优先指数及该等负载指标，决定该等超载基站的该卸载顺序，其中，针对具有相 同卸载优先指数的超载基站，负载指标较大的超载基站优先地进行卸载程序。举例而言，当 超载基站Bl的卸载优先指数相同于超载基站B3的卸载优先指数，而超载基站Bl的负载指 标大于超载基站B3的负载指标时，处理器15系先指示超载基站Bl进行卸载程序，然后再 指示超载基站B3进行卸载程序。
[0052] 如前面所述，在其他实施例中，针对具有相同卸载优先指数的超载基站，亦可使其 邻近基站可供卸载的资源较高的超载基站优先地进行卸载程序。举例而言，当超载基站Bl 的卸载优先指数相同于超载基站B3的卸载优先指数，而超载基站Bl的邻近基站可供卸载 的资源较多于超载基站B3的邻近基站可供卸载的资源时，处理器15系先指示超载基站Bl 进行卸载程序，然后再指示超载基站B3进行卸载程序。
[0053] 须说明者，处理器15系周期性地执行负载均衡程序（例如：每5分钟、10分钟或 30分钟等），藉由周期性地接收各基站Bl~B5的负载参数Pl~P5,并且周期性地执行负 载均衡程序，故中控服务器1可持续地监控各基站的负载情形。
[0054] 图5A-祀系为本发明第四实施例的一负载均衡方法流程图，其系为第=实施例的 一延伸。本实施例系进一步地考量超载基站是否适合进行卸载程序的情况。如图5B所示， 若被选择的超载基站为多个且其卸载优先指数相同，则处理器15执行步骤411，自被选择 的超载基站中，挑选负载指标较大的超载基站。须说明者，在其他实施例中，于步骤411中， 处理器15可自被选择的超载基站中，挑选其邻近基站可供卸载的资源较高的超载基站。
[0055] 接着，于步骤501中，处理器15进一步判断被挑选的超载基站的邻近基站的负载 指标是否皆超过负载容许范围。当邻近基站的负载指标皆超过负载容许范围时，则处理器 15略过指示被挑选的超载基站进行卸载程序。换言之，当其邻近基站的负载指标皆超过负 载容许范围时，即表示其邻近基站皆为超载基站，故已无法再提供额外的资源给其他使用 者装置使用。此时，被挑选的超载基站将不会进行卸载，并返回执行步骤411，从剩余的超载 基站中挑选负载指标较大的超载基站继续进行判断与卸载程序。
[0056] 相反地，当至少一邻近基站的负载指标落入负载容许范围时，即表示在被挑选的 超载基站的邻近基站中，存在非超载基站。此时，处理器15则执行步骤503。于步骤503 中，处理器15会预先判断被挑选的超载基站执行卸载程序后，是否必定使所有邻近基站其 中之一的负载指标超过负载容许范围。若是，则处理器15将略过指示该超载基站进行卸载 程序，并返回步骤411。换句话说，当所有邻近基站皆不适合提供该超载基站进行卸载程序 时（亦即，若所有邻近基站皆因预测换手后，会成为超载基站），则处理器15将略过指示该 超载基站进行卸载程序，并返回步骤411。
[0057] 在步骤503中，若判断结果为否，则处理器15执行步骤413,指示被挑选的超载基 站进行卸载程序，进而将占用被挑选的超载基站资源的使用者装置换手到目标基站，此目 标基站为非超载且换手后不会造成其成为超载的邻近基站，W进行卸载程序。
[0058] 另一方面，若于步骤402中，被选择的超载基站只有一个，则处理器15更执行步骤 505,判断被选择的超载基站的邻近基站的负载指标是否皆超过负载容许范围。当邻近基站 的负载指标皆超过负载容许范围时，则处理器15略过指示被选择的超载基站进行卸载程 序。此时，处理器15将不会卸载被选择的超载基站，并返回执行步骤401，从剩余的超载基 站中选择卸载优先指数较大的超载基站。
[0059] 相反地，当至少一邻近基站的负载指标落入负载容许范围时，即表示在被选择的 超载基站的邻近基站中，存在非超载基站。此时，处理器15则执行步骤507。于步骤507中， 处理器15会预先判断被选择的超载基站执行卸载程序是否必定使所有邻近基站其中之一 的负载指标超过负载容许范围，换句话说，所有邻近基站皆会被处理器15预测换手后，是 否会使其成为超载基站。若是，则处理器15将略过指示被选择的超载基站进行卸载程序， 并返回步骤401。若否，则处理器15执行步骤403,指示被选择的超载基站进行卸载程序， 进而将占用被选择的超载基站资源的使用者装置换手到目标基站，此目标基站为非超载且 换手后不会造成其成为超载的邻近基站，W进行卸载程序。 W60] 详言之，请同时参考图6,中控服务器1的网络接口 11更接收各基站Bl~B5的 信号品质参数Ql~Q5,信号品质参数Ql~Q5系表示使用者与各基站Bl~B5的信号品 质。举例而言，信号品质参数可至少包含参考信号接收功率（reference si即al received power ;RSRP)、信号与干扰加噪声 tk (si邑nal_to_interference_plus_noise ratio ； SINR)、信通质量指示（channel quality indication ;CQI)等。处理器15更将信号品质参 数Ql~Q5储存至储存器13。
[0061] 于步骤403及413中，处理器15针对各超载基站，更执行下列步骤：自邻近基站选 择非超载且换手后不会造成其成为超载的基站做为目标基站来进行使用者装置的换手与 卸载。
[0062] 举例而言，处理器15可进一步地根据使用者装置Ull与邻近基站B2、B4间的信号 品质参数，而选择作为换手的目标基站。在此情况下，处理器15可判断使用者装置Ull换手 基站B2后，基站B2不会成为超载基站，且使用者装置Ull与基站B2间的信号品质优于使 用者装置Ull与基站B4间的信号品质。据此，处理器15指示超载基站Bl进行卸载程序， W将使用者装置Ull换手至基站B2。
[0063] 须说明者，本发明的中控服务器1系持续地透过网络接口 11接收各基站Bl~B5 的负载参数及信号品质参数Ql~Q5,并持续地监控整体区域网络中的负载情况，当中控服 务器1判断区域网络中存在多个超载基站，且网络负载均衡指数超过均衡容许范围时，则 依前述步骤，根据各超载基站的卸载优先指数，依序地执行各超载基站的一卸载程序。
[0064] 类似地，于步骤311中，若判断此区域只包含一个超载基站时，则处理器15更执行 步骤509。于步骤509中，处理器15预先判断超载基站执行卸载程序是否必定使所有邻近 基站其中之一的负载指标超过负载容许范围。若是，则处理器15将略过指示超载基站进行 卸载程序，并结束负载均衡程序。若否，则处理器15执行步骤317,指示超载基站进行卸载 程序，进而将占用超载基站资源的使用者装置换手到目标基站，此目标基站为非超载基站 且换手后不会造成其成为超载的基站。 W65] 本发明的第五实施例系为第一实施例至第四实施例的一延伸，同样参考图1至图 6。首先，于步骤301中，处理器15系公式1，计算各基站的负载指标：
[0066]
(公式 1)
[0067] 其中，i系表示在此区域中第i个基站，1 a)系第i个基站的负载指标，U6BKQ)系 第i个基站中保证传输速率（Guaranteed Bit Rate)的已使用资源，iT" GBKQ)皆系第i个 基站中无保证传输速率的已使用资源、vt°tai(i)系第i个基站的全部资源。因此，于本实施 例中，第i个基站的负载参数包含lT (i)、U?" SBK Q)及ytntal W。
[0068] 在一些无线网络系统中，根据提供不同服务品质给使用者装置，故有区分u6BK(i) 及lT" SBKQ)，其总合表示第i个基站中已使用的资源。如前面所述，负载指标系表示基站 的资源使用率，故对于一些无区分服务品质的无线网络系统，则公式1的分子系W整体已 使用的资源所取代。换言之，本实施例仅说明负载指标可W公式1表示，并非用W限制负载 指标的计算方式。
[0069] 此外，于步骤301中，处理器15系根据公式2,计算区域中基站的网络负载均衡指 数：
[0070] (公式。
[00川其中，巧系网络负载均衡指数，N系该网络中基站的总个数。本实施例仅说明均衡 指数可W公式2表示，并非用W限制均衡指数的计算方式。
[0072] 再者，于步骤307中，处理器15系根据公式3,计算各超载基站的卸载优先指数：
[0073] O (i) = a ? 1 (i) + P ? U (i) (公式扣
[0074] 其中，《 (i)系第i个超载基站的卸载优先指数，1 (i)系第i个超载基站的负载 指标，y (i)系对应第i个超载基站的邻近基站的可提供卸载的资源，a系第一权重系数， 0系第二权重系数，且a+0 = 1并可由电信营运商与网络服务供应商依据网络与基站实 际运作的情况与经验弹性调整。
[00巧]综上所述，本发明的中控服务器及负载均衡方法系考量网络中整体基站的负载情 况，W优化网络中基站的负载分布，同时透过考量超载基站的负载情形W及其邻近基站所 能承担的卸载空间，而决定各超载基站的卸载顺序。此外，由于本发明的负载均衡机制系透 过设定一收敛条件，使得超载基站在执行卸载程序后，不会使得原本负载不重的邻近基站 转变为超载基站。据此，本发明能有效地提升无线资源频谱利用率及传输网络吞吐量。 [0076] 上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，W及阐释本发明的技术特征，并非 用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于 本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应W权利要求书为准。
【主权项】
1. 一种中控服务器，包含： 一网络接口，连接至多个基站； 一储存器；以及 一处理器，电性连接至该储存器及该网络接口，并用以执行下列操作： (a) 透过该网络接口接收各该基站的一负载参数，并将该等负载参数储存于该储存器 中； (b) 根据各该基站的该负载参数，计算各该基站的一负载指标，并根据该等基站的一总 个数及该等负载指标，计算一网络负载均衡指数； (c) 判断该负载指标超过一负载容许范围的该基站为一超载基站； (d) 当该等基站包含多个该超载基站时，判断该网络负载均衡指数是否超过一均衡容 许范围； (e) 当该网络负载均衡指数超过该均衡容许范围时，针对各该超载基站，根据该负载指 标、至少一邻近基站的一可提供卸载的资源、一第一权重系数及一第二权重系数，计算一卸 载优先指数；以及 (f) 根据该等卸载优先指数，决定该等超载基站的一卸载顺序。2. 如权利要求1所述的中控服务器，其特征在于，该处理器更执行下列操作： 根据该卸载顺序，依序指不该等超载基站进彳丁 一卸载程序，其中该卸载优先指数$父大 的该超载基站优先地进彳丁该卸载程序。3. 如权利要求2所述的中控服务器，其特征在于，该处理器更执行下列操作： 根据该等卸载优先指数及该等负载指标，决定该等超载基站的该卸载顺序，其中，针对 具有相同的该卸载优先指数的该等超载基站，该负载指标较大的该超载基站优先地进行该 卸载程序。4. 如权利要求2所述的中控服务器，其特征在于，该处理器更执行下列操作： 根据该等卸载优先指数及各该超载基站的该至少一邻近基站的该可提供卸载的资源， 决定该等超载基站的该卸载顺序，其中，针对具有相同的该卸载优先指数的该等超载基站， 该至少一邻近基站的该可提供卸载的资源较多的该超载基站优先地进行该卸载程序。5. 如权利要求2所述的中控服务器，其特征在于，该处理器更执行下列操作： 针对各该超载基站，当该至少一邻近基站的该负载指标皆超过该负载容许范围时，略 过指不该超载基站进彳丁该卸载程序。6. 如权利要求2所述的中控服务器，其特征在于，该处理器更执行下列操作： 针对各该超载基站，当该至少一邻近基站其中之一的该负载指标落入该负载容许范围 时，预先判断该超载基站执行该卸载程序是否使该至少一邻近基站其中之一的该负载指标 超过该负载容许范围； 若是，略过指不该超载基站进彳丁该卸载程序；以及 若否，指示该超载基站进行该卸载程序，以将至少一使用者装置换手到至少一目标基 站，该至少一目标基站选自于该至少一邻近基站，其中，当该至少一使用者装置换手到该至 少一目标基站后，不会使该至少一目标基站成为该超载基站。7. 如权利要求1所述的中控服务器，其特征在于，该处理器系根据下列公式，计算该卸 载优先指数： ω ⑴=α · 1 ⑴ + β · μ ⑴， 其中，ω (i)系第i个超载基站的该卸载优先指数，1 (i)系该第i个超载基站的该负载 指标，μ (i)系对应该第i个超载基站的该等邻近基站的该可提供卸载的资源，α系该第一 权重系数，β系该第二权重系数，且α+β = 1。8. 如权利要求1所述的中控服务器，其特征在于，当该等基站的该等负载指标皆落入 该负载容许范围，或当该网络负载均衡指数落入该均衡容许范围时，该处理器返回执行操 作步骤（a)。9. 如权利要求1所述的中控服务器，其特征在于，该处理器更执行下列步骤： 当该等基站只包含一个该超载基站时，针对该超载基站： 预先判断该超载基站执行该卸载程序是否使该至少一邻近基站其中之一的该负载指 标超过该负载容许范围； 若是，略过指不该超载基站进彳T该卸载程序； 若否，指示该超载基站进行该卸载程序，以将至少一使用者装置换手到至少一目标基 站，该至少一目标基站选自于该至少一邻近基站，其中，当该至少一使用者装置换手到该至 少一目标基站，不会使该至少一目标基站成为该超载基站。10. -种用于一中控服务器的负载均衡方法，该中控服务器包含一网络接口、一储存器 及一处理器，该网络接口连接多个基站，该处理器电性连接至该储存器及该网络接口，该负 载均衡方法由该处理器执行并包含下列步骤： (a) 透过该网络接口接收各该基站的一负载参数，并将该等负载参数储存于该储存器 中； (b) 根据各该基站的该负载参数，计算各该基站的一负载指标，并根据该等基站的一总 个数及该等负载指标，计算一网络负载均衡指数； (c) 判断该负载指标超过一负载容许范围的该基站为一超载基站； (d) 当该等基站包含多个该超载基站时，判断该网络负载均衡指数是否超过一均衡容 许范围； (e) 当该网络负载均衡指数超过该均衡容许范围时，针对各该超载基站，根据该负载指 标、至少一邻近基站的一可提供卸载的资源、一第一权重系数及一第二权重系数，计算一卸 载优先指数；以及 (f) 根据该等卸载优先指数，决定该等超载基站的一卸载顺序。11. 如权利要求10所述的负载均衡方法，其特征在于，更包含下列步骤： 根据该卸载顺序，依序指不该等超载基站进彳丁 一卸载程序，其中该卸载优先指数$父大 的该超载基站优先地进彳丁该卸载程序。12. 如权利要求11所述的负载均衡方法，其特征在于，更包含下列步骤： 根据该等卸载优先指数及该等负载指标，决定该等超载基站的该卸载顺序，其中，针对 具有相同的该卸载优先指数的该等超载基站，该负载指标较大的该超载基站优先地进行该 卸载程序。13. 如权利要求11所述的负载均衡方法，其特征在于，更包含下列步骤： 根据该等卸载优先指数及各该超载基站的该至少一邻近基站的该可提供卸载的资源， 决定该等超载基站的该卸载顺序，其中，针对具有相同的该卸载优先指数的该等超载基站， 该至少一邻近基站的该可提供卸载的资源较多的该超载基站优先地进行该卸载程序。14. 如权利要求11所述的负载均衡方法，其特征在于，更包含下列步骤： 针对各该超载基站，当该至少一邻近基站的各该负载指标皆超过该负载容许范围时， 略过指不该超载基站进彳T该卸载程序。15. 如权利要求11所述的负载均衡方法，其特征在于，该负载均衡方法更包含下列步 骤： 针对各该超载基站： 当该至少一邻近基站其中之一的该负载指标落入该负载容许范围时，预先判断该超载 基站执行该卸载程序是否使该至少一邻近基站其中之一的该负载指标超过该负载容许范 围； 若是，略过指不该超载基站进彳丁该卸载程序；以及 若否，指示该超载基站进行该卸载程序，以将至少一使用者装置换手到至少一目标基 站，该至少一目标基站选自于该至少一邻近基站，其中，该至少一使用者装置换手到该至少 一目标基站后，不会使该至少一目标基站成为该超载基站。16. 如权利要求10所述的负载均衡方法，其特征在于，步骤（e)系根据下列公式，计算 该卸载优先指数： ω ⑴=α · 1 ⑴ + β · μ ⑴， 其中，ω (i)系第i个超载基站的该卸载优先指数，1 (i)系该第i个超载基站的该负载 指标，μ (i)系对应该第i个超载基站的该等邻近基站的该可提供卸载的资源，α系该第一 权重系数，β系该第二权重系数，且α+β = 1。17. 如权利要求10所述的负载均衡方法，其特征在于，当该等基站的该等负载指标皆 落入该负载容许范围，或当该网络负载均衡指数落入该均衡容许范围时，该处理器返回执 行步骤（a)。18. 如权利要求10所述的负载均衡方法，其特征在于，更包含下列步骤： 当该网络只包含单一超载基站时，针对该超载基站： 预先判断该超载基站执行该卸载程序是否使该至少一邻近基站其中之一的该负载指 标超过该负载容许范围； 若是，略过指不该超载基站进彳T该卸载程序； 若否，指示该超载基站进行该卸载程序，以将至少一使用者装置换手到至少一目标基 站，该至少一目标基站选自于该至少一邻近基站，其中，当该至少一使用者装置换手到该至 少一目标基站后，不会使该至少一目标基站成为该超载基站。
【文档编号】H04W28/08GK105848215SQ201510017569
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年1月14日
【发明人】何智祥, 陈立胜, 锺伟和, 郭斯彦
【申请人】财团法人资讯工业策进会