一种5G网络中基于基站吞吐量能力的业务均衡方法技术

本发明专利技术公开了一种5G网络中基于基站吞吐量能力的业务均衡方法，包括如下步骤：步骤1，计算基站的实时吞吐量；步骤2，根据基站的实时吞吐量计算基站的平均实时吞吐量；步骤3，计算网络的负荷均衡系数IJF；步骤4，每隔一段时间T，重新计算网络的负荷均衡系数IJF，根据该系数和网络平均实时吞吐量，优先对基站内的非实时性业务进行调整。

【技术实现步骤摘要】
一种5G网络中基于基站吞吐量能力的业务均衡方法
本专利技术属于移动通信
，尤其涉及一种5G网络中基于基站吞吐量能力的业务均衡方法。
技术介绍
超密集组网(UDN，Ultra-DenseNetwork)技术是5G阶段普遍关注的技术研究方向和网络站点规划重要方式，他将是满足5G以及未来移动数据流量需求的主要技术手段。超密集组网通过更加“密集化”的无线网络基础设施部署，可获得更高的频率复用效率，从而在局部热点区域实现百倍量级的系统容量提升。5G超密组网(UDN)的应用，必然带来站点密度的不断扩大，站点密度的扩大，必然要考虑不同站点的负荷均衡问题，以便实现系统性能的优化。负载均衡技术可根据当前小区负载状况及邻小区负载状况实时调整移动性参数，从而将高负载小区中的部分业务转移到负载相对较低的小区，以使各小区的负载比较平均，防止网络局部过载。相比于设置静态的移动性参数或不进行参数优化，负载均衡能够提高资源利用率，增加系统的总体容量，提升用户体验。并且这种优化能够最小化网络管理中的人工干预，从而降低网络运营成本。目前负载均衡可分为两部分内容：其一是对于终端处于激活状态的负载均衡，可以通过调整切换参数来使部分用户切换到负载较低的小区；另一部分是针对终端处于空闲态的负载均衡，可以通过调整小区重选参数使部分用户重选到负载较低的小区，从而避免由空闲态终端发起呼叫而引起的潜在负载不均衡情况的发生。其实现方案主要是在相邻小区之间共享负载信息，基于邻小区负载信息调整小区切换参数和小区重选参数，从而达到负载均衡的目的。目前在网络中负荷均衡算法的操作方案为：用户在选择基站接入时，首先考虑接收到邻近小基站信号的RSRP值，用sq表示，用户可进行接入的判断表达式为sqi≥sqth，其中sqi为基站i的RSRP值(参考信号接收功率)，sqth为系统RSRP门限值(参考信号接收功率)。当用户接收到基站i的RSRP值大于等于门限值时，基站i进入该用户可接入候选基站列表。其次，通过判断候选基站列表中基站负载状态选择最佳的基站接入。在所有用户选择合适基站接入后，计算出系统的负载均衡系数。负载均衡系数IJF用来衡量基站之间负载平衡程度，其由下式确定：其中:B为基站集合，i为集合中第i个基站；pi为第i个基站的负载值；N为系统中基站数目。负载均衡系数越高，说明系统负载分布越平衡，系统性能也越好。在上述研究中，在进行系统负载均衡调整时，多数情况下仅考虑RSRP数值，没有考虑到基站的实际承载能力。不同基站的站形、多天线配置、频率配置等都会影响基站的承载能力。不同能力的基站，虽然其业务承载的绝对值相差较大，但是每个基站的资源利用率接近相同，此时可以近似地认为基站间的负荷是均衡的。
技术实现思路
本申请提出的一种5G网络中基于基站吞吐量能力的业务均衡方法，可以在充分考虑基站的承载能力下，实现网络间的负荷均衡。本专利技术包括如下步骤：步骤1，计算基站的实时吞吐量；步骤2，根据基站的实时吞吐量计算基站的平均实时吞吐量；步骤3，计算网络的负荷均衡系数IJF；步骤4，每隔一段时间T，重新计算网络的负荷均衡系数IJF，如果IJF小于预先设定的I值，则将实时吞吐量大于Pav的基站内的部分非实时性业务(目前3GPP协议定义了会话类、交互类、流类、背景类四类业务，其中流类业务为实时性业务，其他三类业务为非实时性业务)，调整到相邻的实时吞吐量小于Pav的基站内；如果IJF大于等于预先设定的I值，则不做调整；步骤5，如果经过M次调整后，仍不满足IJF大于等于预先设定的I值的要求，则延时一个固定的时间H后，重新计算网络的负荷均衡系数IJF，如果IJF小于预先设定的I值，则将实时吞吐量大于Pav的基站内的部分业务，调整到相邻的实时吞吐量小于Pav的基站内；如果IJF大于等于预先设定的I值，则不做调整。步骤1包括：设定在5G超密组网下，一区域内有N个基站，N个基站组成了一个系统网络，N个基站之间有覆盖重叠区域，第N个基站记为CELL-N，第N个基站的最大吞吐量能力依次为pth-N，其中基站CELL-1下有x个终端，第x个终端记为ax，第x个终端的实时吞吐量为Sax，则通过如下公式计算基站CELL-1的实时吞吐量pth-r-1：pth-r-1＝Sa1+Sa2+……+Sax。步骤2包括：通过如下公式计算各个基站间的平均实时吞吐量Pav：Pav＝(pth-r-1+pth-r-2+……+pth-r-N)/N。步骤3包括：通过如下公式计算系统网络的负荷均衡系数IJF：IJF＝(P*(pth-r-1/pth-1)+P*(pth-r-2/pth-2)+……+P*(pth-r-N/pth-N))2/(N*((P*(pth-r-1/pth-1))2+(P*(pth-r-2/pth-2))2+……+(P*(pth-r-N/pth-N))2))，其中，P为系统网络中最大承载能力的基站吞吐量，通过如下公式计算：P＝max(pth-1，pth-2，……，pth-N)。有益效果：本专利技术具有以下技术优点：1：在计算基站的负荷时，考虑了不同基站的吞吐量能力，由于不同基站的站形、多天线配置、频率配置等都会影响基站的承载能力，因此不能简单的以各个基站的实时吞吐量的绝对值作为考核基站的负荷情况的依据，需要考虑基站负荷的相对值。2：在进行基站间业务量负荷均衡调整时，考虑到，基站间在进行业务量调整的时候，会出现业务暂停(严重时，会导致切换失败，造成业务掉线)，降低终端吞吐量，影响用户感知，因此优先调整基站内的非实时性业务(如下载类，网页浏览类)，尽量不调整实时性业务，尽量保障用户体验。3：本方案在进行业务量调整时，设置了调整次数门限，从而避免了乒乓效应的出现。否则可能会出现某一终端的业务在基站间不断来回调整，严重影响网络吞吐量和用户感知。4：本方案的基站间负荷调整，为系统自行调整，不需要人为干预，提高了系统工作的稳定性。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1为本专利技术流程图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。(1)方案原理在5G超密网络(UDN)中，假设某一区域内有N个小基站，他们之间的覆盖范围有交集，交集内的用户可以根据网络的情况自由选择服务小区，也可以由系统指定服务小区。定义这N个小基站组成的系统网络负荷均衡系数IJF计算方法如公式(1)所示：其中：N为此区域内的小基站数量，B为基站集合，i为集合中第i个基站；Pi为第i个基站的等效吞吐量。对于公式(1)中的Pi的说明如下：Pi为第i个基站的等效吞吐量：Pi＝P*(pth-r-i/pth-i)(2)上式中的pth-i，pth-r-i，P，分别定义如下：pth-i为第i个基站的最大吞吐量能力(系统能力)，pth-r-i为基站i的实时吞吐量，如基站i下的终端数量为Xi个，同时第j个终端的实时吞吐量为Sj，j∈Xi，则：pth-r-i＝S1+S2+S3+……+SXi(3)P为系统中具有最大吞吐量能力(系统能力)的基站的吞吐量，即：P＝max(pth-1，pth-2，……，pth-N)(4)在网络运行过程中，每隔一段时间T(具体数值可以根据网络负荷等情况确定，如取值60秒)，根据公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种5G网络中基于基站吞吐量能力的业务均衡方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，计算基站的实时吞吐量；步骤2，根据基站的实时吞吐量计算基站的平均实时吞吐量；步骤3，计算网络的负荷均衡系数IJF；步骤4，每隔一段时间T，重新计算网络的负荷均衡系数IJF，如果IJF小于预先设定的I值，则将实时吞吐量大于Pav的基站内的非实时性业务，调整到相邻的实时吞吐量小于Pav的基站内；如果IJF大于等于预先设定的I值，则不做调整；步骤5，如果经过M次调整后，仍不满足IJF大于等于预先设定的I值的要求，则延时一个固定的时间H后，重新计算网络的负荷均衡系数IJF，如果IJF小于预先设定的I值，则将实时吞吐量大于Pav的基站内的非实时性业务，调整到相邻的实时吞吐量小于Pav的基站内；如果IJF大于等于预先设定的I值，则不做调整。

【技术特征摘要】
1.一种5G网络中基于基站吞吐量能力的业务均衡方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，计算基站的实时吞吐量；步骤2，根据基站的实时吞吐量计算基站的平均实时吞吐量；步骤3，计算网络的负荷均衡系数IJF；步骤4，每隔一段时间T，重新计算网络的负荷均衡系数IJF，如果IJF小于预先设定的I值，则将实时吞吐量大于Pav的基站内的非实时性业务，调整到相邻的实时吞吐量小于Pav的基站内；如果IJF大于等于预先设定的I值，则不做调整；步骤5，如果经过M次调整后，仍不满足IJF大于等于预先设定的I值的要求，则延时一个固定的时间H后，重新计算网络的负荷均衡系数IJF，如果IJF小于预先设定的I值，则将实时吞吐量大于Pav的基站内的非实时性业务，调整到相邻的实时吞吐量小于Pav的基站内；如果IJF大于等于预先设定的I值，则不做调整。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：设定在5G超密组网下，一区域内有N个基站，N个基站组成了一个系统网络，N个基站之间有覆盖重叠区域，第N个基站记为CELL-N，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新，贝斐峰，刘海林，王强，石启良，朱晨鸣，
申请(专利权)人：中通服咨询设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32