專利名稱：實現(xiàn)鄰區(qū)列表和負載均衡聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及LTE網(wǎng)絡下的SON(Self-Organizing Network)技術,具體的涉及一種實現(xiàn)鄰區(qū)列表和負載均衡聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)。
背景技術：
S0N(Self-Organizing Network)是在LTE的網(wǎng)絡的標準化階段由移動運營商主導提出的概念，其主要思路是實現(xiàn)無線網(wǎng)絡的一些自主功能，減少人工參與，降低運營成本。NGMN中的移動運營商對SON的部署有強烈的需求，于是紛紛投入SON需求的研究，發(fā)布有關SON的白皮書和建議書。3GPP也在重點研究SON和當前電信管理網(wǎng)絡的實現(xiàn)方案。歐盟也在進行兩個相關項目，一個主要由歐洲主要運營商、設備商共同承擔，從SON的 技術方案、實現(xiàn)方法及驗證平臺入手，研究SON對網(wǎng)絡運維產(chǎn)生的影響；另一項目是利用感知無線電和分布式感知原理進行前沿重點研究。MLB (Mobility Load Balancing)處理的根本目的在于通過調整切換參數(shù)，以用戶切換的方式把過載小區(qū)中適當比例的負載轉移到不過載的小區(qū)中，也就是把兩個小區(qū)中的用戶終端從過載的小區(qū)切換到尚未過載的小區(qū)。要實現(xiàn)MLB，負載的獲取必不可少，與通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)相比，LTE系統(tǒng)的最大特點是采用了更扁平化的架構，取消了用戶終端和無線移動實體/服務網(wǎng)關(MME/S-GW)之間的中間控制節(jié)點(即UMTS中的無線網(wǎng)絡控制節(jié)點)，因此相比SI接口上的均衡處理而言，X2接口上的小區(qū)負載信息交換為負載獲取提供了方便。由于MLB最終是通過切換實現(xiàn)，而切換又與鄰區(qū)列表密切相關。在蜂窩式移動通信網(wǎng)絡中，每個小區(qū)都有一張鄰區(qū)列表，該表記錄了與當前小區(qū)相關的鄰區(qū)，它決定了移動終端搜索的范圍和切換的方向。正確而完整的鄰區(qū)關系列表非常重要，鄰區(qū)關系做的太少，會出現(xiàn)鄰區(qū)漏配的現(xiàn)象，這會直接導致大量的掉話；鄰區(qū)關系做的太多，則不僅會導致測量報告的精確性降低而且會大大提高運營商的運營成本。傳統(tǒng)鄰區(qū)列表的建立都是基于鄰區(qū)信號強度的大小，并沒有考慮鄰區(qū)負載的狀況。強化學習(Reinforcement Learning,RL)可以從延遲的回報中獲取最優(yōu)的控制策略。一個可學習的智能體，它可以觀察環(huán)境的狀態(tài)并能做出一組動作改變這些狀態(tài)，學習的任務是獲得一個控制策略，以選擇能達到目的的行為。Q-學習算法是由Watkins在1989年提出的類似于動態(tài)規(guī)劃算法的一種強化學習方法，它提供智能系統(tǒng)在馬爾科夫環(huán)境中利用經(jīng)歷的動作序列選擇最優(yōu)動作的一種學習能力，并且不需要建立環(huán)境模型。
發(fā)明內容
(一)要解決的技術問題本發(fā)明為了解決和實現(xiàn)過載小區(qū)和非過載小區(qū)之間用戶切換的問題，本發(fā)明提出了一種實現(xiàn)鄰區(qū)列表和負載均衡聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)。(二)技術方案
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)鄰區(qū)列表和負載均衡聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括負載監(jiān)測模塊，用于對服務小區(qū)和鄰區(qū)的負載狀態(tài)進行周期性監(jiān)測，并交互負載狀態(tài)；鄰區(qū)信號統(tǒng)計模塊，用于統(tǒng)計服務小區(qū)中終端測量的鄰區(qū)的信號質量；鄰區(qū)列表建立模塊，用于依據(jù)服務小區(qū)和鄰區(qū)各自的負載狀態(tài)及統(tǒng)計的信號質量建立鄰區(qū)列表，并發(fā)送鄰區(qū)列表給參數(shù)調整模塊；參數(shù)調整模塊，用于根據(jù)所述鄰區(qū)列表動態(tài)調整切換參數(shù)，以進行切換，并將調整后的參數(shù)反饋給負載檢測模塊和鄰區(qū)信號統(tǒng)計模塊。其中，所述負載監(jiān)測模塊中負載狀態(tài)的計算公式為
權利要求
1.一種實現(xiàn)鄰區(qū)列表和負載均衡聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 負載監(jiān)測模塊，用于對服務小區(qū)和鄰區(qū)的負載狀態(tài)進行周期性監(jiān)測，并交互負載狀態(tài)； 鄰區(qū)信號統(tǒng)計模塊，用于統(tǒng)計服務小區(qū)中終端測量的鄰區(qū)的信號質量； 鄰區(qū)列表建立模塊，用于依據(jù)服務小區(qū)和鄰區(qū)各自的負載狀態(tài)及統(tǒng)計的信號質量建立鄰區(qū)列表，并發(fā)送鄰區(qū)列表給參數(shù)調整模塊； 參數(shù)調整模塊，用于根據(jù)所述鄰區(qū)列表動態(tài)調整切換參數(shù)，以進行切換，并將調整后的參數(shù)反饋給負載檢測模塊和鄰區(qū)信號統(tǒng)計模塊。
2.如權利要求I所述的實現(xiàn)鄰區(qū)列表和負載均衡聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)，其特征在于，所述負載監(jiān)測模塊中負載狀態(tài)的計算公式為
3.如權利要求I所述的實現(xiàn)鄰區(qū)列表和負載均衡聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務小區(qū)和鄰區(qū)通過Χ2接口交互負載信息。
4.如權利要求I所述的實現(xiàn)鄰區(qū)列表和負載均衡聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)，其特征在于，所述鄰區(qū)列表建立模塊建立鄰區(qū)列表的過程為 按照預設的負載優(yōu)先級的大小對鄰區(qū)做優(yōu)先級排序； 計算鄰區(qū)信號強度的優(yōu)先級，按照信號強度優(yōu)先級順序對相同負載的鄰區(qū)再排序。
5.如權利要求4所述的實現(xiàn)鄰區(qū)列表和負載均衡聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)，其特征在于，所述鄰區(qū)信號強度優(yōu)先級的計算方法為
6.如權利要求I所述的實現(xiàn)鄰區(qū)列表和負載均衡聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)，其特征在于，所述切換參數(shù)為指A3事件觸發(fā)條件中的小區(qū)偏置H :Mn>Mp+H 其中Mn是鄰區(qū)信號強度； Mp是服務小區(qū)信號強度； H是小區(qū)偏置。
7.如權利要求6所述的實現(xiàn)鄰區(qū)列表和負載均衡聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)調整模塊參數(shù)調整的過程為 初始化Q (s，a)，設定折扣因子Y和初始學習率α，以及動作選擇算法中的初始探索概率ε，Q(s，a)為強化學習函數(shù)； 獲取當前狀態(tài)s, s e S,系統(tǒng)狀態(tài)空間S {vh, h, m, I, vl} vh, h, m, I, vl表示負載由高到低的5個等級； 選擇執(zhí)行的動作a，a e A，可選動作集Α:{-Λ，2Λ，+Λ，+2Λ}，Δ是參數(shù)H的單位調整步長，以△為基本單位，根據(jù)此狀態(tài)的動作函數(shù)值Qt (s，a)，采用ε貪婪算法，從動作集中選擇動作a并執(zhí)行，具體以概率(I - ε )選擇Qt (s，a)值最大的動作，而以探索概率ε選擇其它任一個動作； 獲取回報r和下一時刻的狀態(tài)s '，根據(jù)動作執(zhí)行結果按照r(t) = (F*-F) + a φΜ)) + β ( L*-L)計算當前回報 r，其中 F*是(t - T，t)時間內服務小區(qū)統(tǒng)計的異常切換次數(shù)占總切換次數(shù)的比例上限； F是(t - T，t)內服務小區(qū)統(tǒng)計的到目標鄰區(qū)的異常切換次數(shù)占總切換次數(shù)的比例； a、β是相關系數(shù)，由運營商設定依據(jù)相互關系設定； D*是(t - T，t)內服務小區(qū)統(tǒng)計的掉話次數(shù)上限； D是(t 一 T，t)內服務小區(qū)統(tǒng)計的掉話次數(shù)； L*是服務小區(qū)高負載門限； L是服務小區(qū)當前負載； 找到下一狀態(tài)的動作值函數(shù)最大值，根據(jù)Li = —+a)，其中a t 是 t 時刻的學習率，是一個變步長的參數(shù)，且0〈at〈l 為折扣因子，且O彡Y彡中的a'是系統(tǒng)在t時刻處于s'狀態(tài)時，對應的所有行為中Q值最大的那個動作； 每輪迭代結束后更新學習率和貪婪算法中的探索概率ε，使學習率和探索概率以負指數(shù)規(guī)律隨著學習的過程逐漸減少為O。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)鄰區(qū)列表和負載均衡聯(lián)合優(yōu)化的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括負載監(jiān)測模塊，用于對服務小區(qū)和鄰區(qū)的負載狀態(tài)進行周期性監(jiān)測，并交互負載狀態(tài)；鄰區(qū)信號統(tǒng)計模塊，用于統(tǒng)計服務小區(qū)中終端測量的鄰區(qū)的信號質量；鄰區(qū)列表建立模塊，用于依據(jù)服務小區(qū)和鄰區(qū)各自的負載狀態(tài)及統(tǒng)計的信號質量建立鄰區(qū)列表，并發(fā)送鄰區(qū)列表給參數(shù)調整模塊；參數(shù)調整模塊，用于根據(jù)所述鄰區(qū)列表動態(tài)調整切換參數(shù)，以進行切換，并將調整后的參數(shù)反饋給負載檢測模塊和鄰區(qū)信號統(tǒng)計模塊。本發(fā)明的鄰區(qū)列表兼顧信號強度和小區(qū)負載，根據(jù)該鄰區(qū)列表進行切換參數(shù)調整，并按切換參數(shù)對用戶進行小區(qū)切換，相對于現(xiàn)有的切換方式更合理。
文檔編號H04W28/08GK102905307SQ20121033783
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權日2012年9月12日
發(fā)明者滕穎蕾, 宋梅, 王景堯, 秦文聰, 王莉, 張勇, 張羽, 牟善文, 邢益海 申請人:北京郵電大學