專利名稱：一種用于lte網絡的負載均衡方法
技術領域：
本發明涉及移動通信技術領域,具體涉及ー種用于LTE(Long term evolution,長期演進)網絡中負載均衡的方法。
背景技術：
LTE技術作為下一代無線通信技術標準在網絡速度上相對于以往的通信技術有了很大的提高，負載均衡技術在提高LTE網絡容量、避免小區擁塞、提高網絡資源利用率和降低傳輸時延等方面起著重要的作用。目前，主要通過無線接入控制和切換控制兩個方面來進行負載均衡。一般的無線接入控制方法是通過復雜的算法和系統參數來使終端進行合理的小區選擇和重選來均衡網絡的負載，算法和參數的質量不容易得到保證；通過切換控制來進行負載均衡需要知道 切換的源端和目的端負載信息，否則容易造成切換失敗或造成切換的目的端負載過高，因此就需要在不同小區間交換負載信息，但是卻増加了網絡的信令開銷。
發明內容
本發明的目是針對上述技術問題，提供ー種有效對LTE系統進行負載均衡的方法及LTE終端，可以在LTE終端接入到網絡前就能獲取LTE網絡中網絡節點eNB (EvolvedNode Base,演進型Node B,即LTE基站)的小區負載信息,并且終端根據負載信息選擇最優的小區進行接入，從而確保網絡中各小區的負載處于相對均衡的狀態，提高了系統容量和用戶體驗，并且減少了網絡的信令開銷。本發明的技術方案為ー種用于LTE網絡的負載均衡方法，包含以下步驟
步驟1，LTE基站判斷小區的負載狀態，將相應的負載狀態信息加入小區的MIB，通過PBCH廣播小區的MIB ;所述小區的負載狀態為高負載狀態、中負載狀態或低負載狀態；所述MIB為主信息塊，所述PBCH為物理廣播信道；
步驟2，當LTE終端處于系統消息更新時，進入步驟3 ;當LTE終端處于小區選擇或重選流程時，進入步驟4;
步驟3，LTE終端接收所在小區的MIB，根據MIB攜帯的負載狀態信息判定小區的負載狀態，當小區的負載狀態為高負載狀態時進入步驟4，當小區的負載狀態為低負載狀態或中負載狀態時，LTE終端繼續駐留在原小區，結束流程；
步驟4，LTE終端接收附近所有小區的主消息塊，根據每個小區的MIB攜帯的負載狀態信息判定小區的負載狀態，如果某個小區的負載狀態為高負載狀態，則將該小區標記為不可用的小區，如果某個小區的負載狀態為低負載狀態或中負載狀態，將該小區的小區信息和負載狀態保存在小區列表中，所述小區信息包括小區標識號、頻點號和小區信號強度；步驟5，LTE終端將步驟4所得小區列表中所有小區按照小區信號強度從大到小進行排序，選擇信號相對較強并且負載相對較低的最優小區執行接入。而且，步驟I中，LTE基站判斷小區的負載狀態，根據物理資源利用率、硬件負荷和傳輸網絡層負荷三個指標中的ー個或以上指標判斷。而且，步驟I中，將相應的負載狀態信息加入MIB實現方式如下，
利用小區的MIB的spare信元表示小區負載狀態，當小區處于高負載狀態時將spare的值設置為“0000000011”;當小區處于中負載狀態時將spare的值為“0000000010” ；當小區處于低負載狀態時將spare的值設置為“0000000001”。而且，步驟3和步驟4中，根據MIB攜帯的負載狀態信息判定小區的負載狀態實現方式如下，
根據MIB的spare信元的值判定小區負載狀態，如果spare值為“0000000011”時，判定小區處于高負載狀態；如果spare值為“0000000010”時,判定小區處于中負載狀態；如果spare的值為“0000000001 ”，判定小區處于低負載狀態。
而且，步驟5中，選擇信號相對較強并且負載相對較低的最優小區實現方式如下，根據將步驟4所得小區列表中所有小區按照小區信號強度排序的結果，判斷排在
第一的小區的功率跟排在第ニ的小區的功率是否相等，
如果排在第一的小區功率跟排在第二個的小區功率不相等，則判定排在第一的小區為最優小區；
如果排在第一的小區功率跟排在第二個的小區功率相等，則進一歩判斷兩個小區的負載狀態，選擇負載相對低的小區為最優小區。本發明提供方法簡單可行，僅對現有網絡節點的已有未使用的信元進行定義即可實現，終端的判定方法也比較簡單；更能有效的進行負載均衡；降低了 LTE終端接入的傳輸時延；提高了網絡的穩定性，避免終端頻繁的切換。
圖I是本發明實施例的流程圖。圖2是本發明實施例的LTE終端結構圖。
具體實施例方式
本發明所設計的用于對LTE網絡進行負載均衡的技術方案為，在LTE網絡中服務網絡節點eNB的小區廣播消息的MIB (Master Information Block,主信息塊)中攜帶小區的負載信息，通過PBCH (Physical broadcast channel,物理廣播信道)進行廣播。這樣LTE終端收到小區廣播的負載信息后，可以根據小區的信號強度和負載狀態進行綜合判斷是否要接入并駐留在該小區。以下結合附圖和實施例詳細說明本發明技術方案。實施例利用小區廣播消息進行負載均衡的基本過程為
LTE基站判斷小區的負載狀態，將相應的負載狀態信息加入MIB，通過PBCH廣播主消息
塊；
LTE終端接收附近所有小區的MIB，根據每個小區的MIB攜帯的負載狀態信息判定小區的負載狀態，如果某個小區的負載狀態為高負載狀態，則將該小區排除掉，如果某個小區的負載狀態為低負載狀態或中負載狀態，將該小區的小區信息和負載狀態保存在小區列表中，所述小區信息包括小區信號強度；
LTE終端將小區列表中所有小區按照小區信號強度從大到小進行排序，選擇信號相對較強并且負載相對較低的最優小區；
LTE終端接入到最優小區。考慮到系統消息更新時，可以自動根據小區的負載狀態決定是否進行負載均衡。為提高效率起見，實施例進ー步提出先判斷LTE終端的狀態，再進行相應處理。如圖I所示，實施例的詳細流程包括以下步驟，具體實施時可利用軟件技術實現自動運行流程 步驟1，LTE基站判斷小區的負載狀態，將相應的負載狀態信息加入小區的MIB，通過PBCH廣播小區的MIB ;所述小區的負載狀態為高負載狀態、中負載狀態或低負載狀態。高負載狀態即過載狀態。實施例的LTE基站判斷小區的負載狀態的方法可以根據物理資源利用率、硬件負荷或傳輸網絡層負荷三個指標中的ー個來判斷，或者綜合兩個或三個指標來判斷，計算方法和量化指標在此不作限定，本領域的技術人員可根據自身的情況預設判斷規則，實施時LTE基站根據預設規則自動判斷小區的負載狀態為高負載狀態、中負載狀態或低負載狀態。ー個LTE網絡一般有多個LTE基站，ー個LTE基站可能包含多個LTE小區，每個小區的負載狀態可能不一樣。因此LTE基站對每個小區分別進行處理，對單個小區判斷負載狀態并將相應的負載狀態信息加入該小區的MIB。網絡節點eNB的小區廣播消息中的MIB信息由24個比特組成，包括下行帶寬(3比特)、PHICH (Physical hybrid-ARQ indicator channel,物理 HARQ 指不信道)資源指不(3比特)、系統巾貞號(8比特)和spare剩余比特(10比特)，因此實施例中通過spare的值表示小區的負載狀態。實施例中，LTE基站判斷小區的負載狀態后，將相應的負載狀態信息加入小區的MIB實現方式如下，
利用小區的MIB的spare信元表示小區負載狀態，當小區處于高負載狀態時將spare的值設置為“0000000011”;當小區處于中負載狀態時將spare的值為“0000000010” ；當小區處于低負載狀態時將spare的值設置為“0000000001”。相應地，后續步驟3和步驟4中，根據MIB攜帯的小區的負載狀態信息判定小區的負載狀態實現方式如下，
根據MIB的spare信元的值判定小區負載狀態，如果spare值為“0000000011”時，判定小區處于高負載狀態；如果spare值為“0000000010”時,判定小區處于中負載狀態；如果spare的值為“0000000001 ”，判定小區處于低負載狀態。步驟2，本步驟判斷LTE終端處于系統消息更新流程還是小區選擇或重選流程。當LTE終端處于系統消息更新時，進入步驟3 ;當LTE終端處于小區選擇或重選流程吋，進入步驟4。當LTE終端處于小區選擇時，采用本發明提供的負載均衡方式使LTE終端在接入到LTE網絡之前就可以獲取網絡節點eNB的小區負載信息，根據小區是否處于高負載狀態以及小區的信號強度綜合判定是否要接入到該小區。在LTE終端需要重選小區吋，實現方
式一致。步驟3，LTE終端接收所在小區的MIB，根據MIB攜帯的負載狀態信息判定小區的負載狀態，當小區的負載狀態為高負載狀態時，說明需要重選小區，進入步驟4，當小區的負載狀態為低負載狀態或中負載狀態時，LTE終端繼續駐留在原小區，結束流程。
通過LTE基站的廣播，LTE終端可以接收得到所在小區的MIB。步驟4，LTE終端接收附近所有小區的主消息塊，根據每個小區的MIB攜帯的負載狀態信息判定小區的負載狀態，如果某個小區的負載狀態為高負載狀態，則將該小區標記為不可用的小區，如果某個小區的負載狀態為低負載狀態或中負載狀態，將該小區的小區信息和負載狀態保存在小區列表中，所述小區信息包括小區標識號、頻點號和小區信號強度。通過LTE基站的廣播，LTE終端可以接收得到附近所有小區的MIB。小區標識是小區的身份ID，用來區分單個小區。對附近所有小區進行這種處理后，得到剰余小區的小區列表。步驟5，LTE終端將步驟4所得小區列表中所有小區按照小區信號強度從大到小進行排序，選擇信號相對較強并且負載相對較低的最優小區執行接入。
實施例中，選擇信號相對較強并且負載相對較低的最優小區實現方式如下，
根據將步驟4所得小區列表中所有小區按照小區信號強度排序的結果，判斷排在第一的小區的功率跟排在第二的小區的功率是否相等，如果排在第一的小區功率跟排在第ニ個的小區功率不相等，則判定排在第一的小區為最優小區；如果排在第一的小區功率跟排在第二個的小區功率相等，則進一歩判斷兩個小區的負載狀態，選擇負載相對低的小區為最優小區，如果第一小區的負載高于第二小區的負載(例如第一小區為中負載狀態、第二小區為低負載狀態)，則判定第二小區為最優小區，否則判定第一小區為最優小區(例如第一小區為中負載狀態、第二小區為中負載狀態，或者第一小區為低負載狀態、第二小區為中負載狀態)。具體實施吋，還可以采用軟件模塊化技術在現有LTE終端基礎上進行改進，實現用于LTE網絡的負載均衡方法的LTE終端，如圖2所示，包括以下模塊，
小區捜索模塊101，用于接收LTE終端附近所有小區的主消息塊，根據每個小區的MIB攜帯的負載狀態信息判定小區的負載狀態，如果某個小區的負載狀態為高負載狀態，則將 該小區標記為不可用的小區，如果某個小區的負載狀態為低負載狀態或中負載狀態，將該小區的小區信息和負載狀態保存在小區列表中，所述小區信息包括小區標識號、頻點號和小區信號強度；
小區排序模塊102，用于將小區捜索模塊所得小區列表中所有小區按照小區信號強度從大到小進行排序；
小區選取模塊103，用于根據小區排序模塊所得排序結果選擇信號相對較強并且負載相對較低的最優小區；
接入模塊104，用于接入到小區選取模塊所得最優小區。以上所述為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，其他類似于本發明的思想和原則的方案，例如實現該方法的網絡節點和終端，均應在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于LTE網絡的負載均衡方法，其特征在于，包含以下步驟步驟1，LTE基站判斷小區的負載狀態，將相應的負載狀態信息加入小區的MIB，通過PBCH廣播小區的MIB ;所述小區的負載狀態為高負載狀態、中負載狀態或低負載狀態；所述MIB為主信息塊，所述PBCH為物理廣播信道；步驟2，當LTE終端處于系統消息更新時，進入步驟3 ;當LTE終端處于小區選擇或重選流程時，進入步驟4;步驟3，LTE終端接收所在小區的MIB，根據MIB攜帯的負載狀態信息判定小區的負載狀態，當小區的負載狀態為高負載狀態時進入步驟4，當小區的負載狀態為低負載狀態或中負載狀態時，LTE終端繼續駐留在原小區，結束流程；步驟4，LTE終端接收附近所有小區的主消息塊，根據每個小區的MIB攜帯的負載狀態信息判定小區的負載狀態，如果某個小區的負載狀態為高負載狀態，則將該小區標記為不可用的小區，如果某個小區的負載狀態為低負載狀態或中負載狀態，將該小區的小區信息和負載狀態保存在小區列表中，所述小區信息包括小區標識號、頻點號和小區信號強度；步驟5，LTE終端將步驟4所得小區列表中所有小區按照小區信號強度從大到小進行排序，選擇信號相對較強并且負載相對較低的最優小區執行接入。
2.根據權利要求I所述用于LTE網絡的負載均衡方法，其特征在于步驟I中，LTE基站判斷小區的負載狀態，根據物理資源利用率、硬件負荷和傳輸網絡層負荷三個指標中的一個或以上指標判斷。
3.根據權利要求I所述用于LTE網絡的負載均衡方法，其特征在于步驟I中，將相應的負載狀態信息加入MIB實現方式如下，利用小區的MIB的spare信元表示小區負載狀態，當小區處于高負載狀態時將spare的值設置為“0000000011”;當小區處于中負載狀態時將spare的值為“0000000010” ；當小區處于低負載狀態時將spare的值設置為“0000000001”。
4.根據權利要求3所述用于LTE網絡的負載均衡方法，其特征在于步驟3和步驟4中，根據MIB攜帯的負載狀態信息判定小區的負載狀態實現方式如下，根據MIB的spare信元的值判定小區負載狀態，如果spare值為“0000000011”時，判定小區處于高負載狀態；如果spare值為“0000000010”時,判定小區處于中負載狀態；如果spare的值為“0000000001”，判定小區處于低負載狀態。
5.根據權利要求I或2或3或4用于LTE網絡的負載均衡方法，其特征在于步驟5中，選擇信號相對較強并且負載相對較低的最優小區實現方式如下，根據將步驟4所得小區列表中所有小區按照小區信號強度排序的結果，判斷排在第一的小區的功率跟排在第ニ的小區的功率是否相等，如果排在第一的小區功率跟排在第二個的小區功率不相等，則判定排在第一的小區為最優小區；如果排在第一的小區功率跟排在第二個的小區功率相等，則進一歩判斷兩個小區的負載狀態，選擇負載相對低的小區為最優小區。
全文摘要
本發明提供一種用于LTE網絡的負載均衡方法，包括利用網絡節點eNB的廣播信道的MIB信息中的空余比特位攜帶小區的負載狀態信息，處于系統消息更新且小區負載高、小區選擇或重選的終端從網絡節點接收到該負載狀態信息后，選擇負載低并且小區信號相對強的小區進行接入。本發明可以使LTE網絡中的各小區處于相對均衡的狀態，提高LTE網絡的系統容量、避免了小區擁塞、提高網絡資源利用率和降低傳輸時延，并提高了和用戶體驗。
文檔編號H04W36/22GK102833789SQ20121034585
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者羅先禮, 邵鵠, 余剛, 余慶祥, 陳建忠, 顏志凌 申請人:武漢郵電科學研究院