[发明专利]一种面向超密集网络非理想Backhaul部署的负载均衡方法

说明书

本发明实施例提供一种面向超密集网络非理想backhaul部署的负载均衡装置及方法。本发明所提供的负载均衡装置设置于小小区的BS(Base Station)中，宏基站的覆盖范围内包括多个小小区BS。该装置通过计算得到小小区用户总的吞吐量，并将该吞吐量与小小区的非理想backhaul容量对比。若吞吐量超过了backhaul的容量，则小小区不再调整功率对宏基站中的用户分流；若吞吐量小于backhaul的容量，并且小小区的功率小于最大发射功率，则小小区按照确定的功率因子调整歩长进行调整，分流宏基站中的用户。该负载均衡处理的结果使得小小区根据自身backhaul的能力进行用户分流。本发明实施例解决了现有非理想backhaul部署场景中，小小区根据自身backhaul容量能力和功率限制进行动态用户分流的问题。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及第五代移动通信系统(the 5thgeneration，简称为5G)中超密集网络场景下考虑非理想回程部署的负载均衡。

背景技术

移动互联网和智能终端的快速发展带来了移动数据业务的爆发式增长，数据流量呈现指数式增长。这些变化引发了业界对第五代(5G)移动通信的讨论。未来的网络将面对巨大的挑战，这些挑战包括更大的容量，更优的性能，更低的能耗，更高的频谱效率，更低的开销等。而超密集网络(ultra-dense network，简称为UDN)是第五代(5G)移动通信的关键技术之一。小型化基站(small cell)的密集部署可以提高覆盖，同时增加数据业务的传输速率，从而适应未来5G移动通信1000倍的数据业务量需求。

在超密集网络中，由于站点和用户的分布都是不均匀的，每个站点服务的用户数可能存在较大差异。另一方面，距离small cell较近的用户由于站点功率的差异可能仍然接入宏基站，这不仅导致small cell对用户产生较大干扰，而且宏基站中用户较多会导致宏基站负载过重。以上因素将导致整个网络的负载不均衡，小基站的无线资源不能充分的得到利用。而过多的用户接入宏基站，将导致用户平均分配的资源减少，用户的业务需求无法得到保证，特别是高速流媒体业务将受到严重的影响。因此，通过有效的功率控制进行业务分流，扩大小基站的服务范围是十分必要的。整个网络的负载均衡也将改善网络的性能，提高用户的服务体验。但小基站的密集化，小基站部署位置的随机化，受限于 部署场景，非理想回程将被广泛应用。随着干扰控制等空口技术的日趋成熟，空口的传输速率有很大提升，非理想backhaul(回程)已逐渐成为超密集网络的瓶颈，它将直接限制小基站的吞吐量。换言之，如果过多的用户被分流至小基站中，若小基站的backhaul链路无法承载，则会带来较大的时延，小基站无法满足用户的QoS(Quality of Service)；而如果分流的用户过少，小基站的空口资源和回程资源都无法得到有效的利用。

因此，在考虑小基站backhaul能力的基础上，将宏蜂窝中的用户分流至小基站，提高小基站空口和backhaul链路的资源利用率，同时实现整个网络的负载均衡是超密集网络中需要解决的关键问题。

发明内容

本发明的负载均衡算法主要考虑两个因素。第一，小基站在通过功率调整，扩大覆盖范围的时候，需要考虑发射功率的限制。即小基站的最大发射功率是受限的。第二，小基站在进行用户分流时，需要考虑自身backhaul的能力，需要保证小基站的吞吐量不超过backhaul容量，否则将会带来较大的时延，而且无法保证用户的QoS需求。

进一步，本发明在符合超密集网络部署的场景中参考3GPP TR36.932(3rdGeneration Partnership Project technical request 36.942)中对wireless backhaul(无线回程)容量的界定，确定小基站非理想backhaul的容量。为了区别不同小基站的backhaul能力，小基站的backhaul容量在界定的范围内随机取值，从而模拟实际的部署情况。在此基础之上，各个小基站进行独立的功率控制，根据backhaul容量情况，调整功率因子的取值，实现有效合理的用户分流。