[发明专利]在两个RAT之间进行动态频谱资源分配的方法及系统

摘要

本发明公开了一种在两个RAT之间进行动态频谱资源分配的方法及系统，方法为将频谱资源分为固定频段DB和灵活频段FB，将固定频段DB以静态方式分配给两个RAT，将灵活频段FB以动态方式分配给两个RAT，动态分配方式包括主动切换和被动切换两种模式，每间隔Δt1的时间进行一次动态频谱资源分配，当Δt2＞Δt1时，采用主动切换模式，当Δt2＝Δt1时，采用被动切换模式，系统包括动态频谱分配单元DFDU、网络监控和上报单元、频谱配置单元。本发明应用于在两个RAT共存的情况下，根据各网络内的负载状况，自动的进行频谱再分配，然后平衡系统负载，能够提高系统整体容量和频谱利用率。

主权项

在两个RAT之间进行动态频谱资源分配的方法，其特征在于：将频谱资源分为固定频段DB和灵活频段FB，将固定频段DB以静态方式分配给两个RAT，将灵活频段FB以动态方式分配给两个RAT，动态分配方式包括主动切换和被动切换两种模式，每间隔Δt1的时间进行一次动态频谱资源分配，Δt2为用户预先设定的一个初始时间间隔，Δt2随着系统运行而逐渐减小至Δt1或者恢复初始值，当Δt2＞Δt1时，采用主动切换模式，当Δt2＝Δt1时，采用被动切换模式；所述的RAT为GSM、UMTS或LTE，RAT包括以下四种运行状态：状态1：只使用固定频段DB；状态2：同时使用固定频段DB和灵活频段FB；状态3：配置灵活频段FB；状态4：释放灵活频段FB；所述的主动切换模式开始时已经将灵活频段FB分配给RAT2，所以RAT2处于状态2，而RAT1只使用固定频段DB，所以RAT1处于状态1；主动切换模式包括以下步骤：S11：检测RAT1的状态：首先检测RAT1的可用资源数量KPI是否比门限值Γ大，门限值Γ的计算方法为：Γ=RNavg*Δt2*λNeff]]>其中，RNavg表示在RAT N中一个用户所需的最低资源数量，λNeff表示RAT N的有效到达率，有效到达率＝到达率—离去率，门限值Γ表示在时间间隔Δt2里RAT N所需的最低资源数量；如果KPI≥Γ，则返回等到下一次检测开始，如果KPI＜Γ，则判断系统内的计时器是否全为零，如果不全为零，则返回直到下一次检测开始，如果计时器已经全部归零，则进行下一步；S12：计算负载判断函数U，负载判断函数U的作用是判断重新分配灵活频段FB以后，对改善整体负载是否有作用：U=Lk+Lj-(Lkfut+Ljfut)]]>其中，Lk表示RAT k现在的相对负载，即现在使用的频谱资源与整体频谱资源的比值，表示RAT k在进行灵活频段FB重分配后的相对负载，k表示当前操作的RAT，j表示现在正在使用灵活频段FB的RAT，U≥0表示交换灵活频段FB后有助于减轻整体的负载，则进行下一步，U<0表示交换灵活频段FB后会加重整体的负载，采用减小Δt2的方式来更新KPI的门限值Γ，然后等待下一次检测开始；S13：判断RAT2的固定频段DB的资源数量是否足够提供目前处于RAT2灵活频段FB的用户使用，如果不能提供则直接返回，如果能够提供则进行下一步操作；S14：判断灵活频段FB是否已经对新用户关闭，如果没有关闭，则关闭灵活频段FB，使其不再对新用户开放，同时启动计时器来确保灵活频段FB关闭，然后返回直到下一次检测开始；如果灵活频段FB已经关闭，则重置门限值Γ，使其变为初始值，将RAT2的状态置为状态4，再将RAT2的用户转移到固定频段DB中去，然后将RAT2的状态置为状态1，RAT2转移完所有用户以后释放灵活频段FB，同时将RAT1的状态置为状态3，配置灵活频段FB相关参数，并应用到各个RAT基站中，确保灵活频段FB被正确配置，配置完灵活频段FB以后立刻启动一个计时器，该计时器的作用是为了防止乒乓效应，即防止灵活频段FB在两个RAT之间来回切换，启动完计时器之后，将该RAT1的状态置为状态2，主动切换完成；所述的被动切换模式启动的时候，表示RAT1已经超载，被动切换模式包括以下步骤：S21：首先检测RAT1的可用资源数量KPI是否比门限值Γ大，如果KPI≥Γ，则返回等到下一次检测开始，如果KPI＜Γ，则判断系统内的计时器是否全为零，如果不全为零，则返回直到下一次检测开始，如果计时器已经全部归零，则进行下一步；S22：判断RAT2的固定频段DB中的空闲资源是否足够容纳灵活频段FB中的用户和未来即将到来的新用户，如果不够则返回直到下一次检测开始；如果足够则判断灵活频段FB是否已经关闭，如果没有关闭则对新用户关闭灵活频段FB，同时启动计时器来保证灵活频段FB的顺利关闭，然后返回直到下一次检测开始，如果灵活频段FB已经关闭，则进行下一步；S23：判断RAT1的阻塞率是否大于临界值，如果阻塞率小于临界值，则返回直到下一次检测开始，如果阻塞率大于临界值，则采集计算负载判断函数U的相关数据并计算U值：U=(L1+θ1+L2+θ2)-(L1fut+θ1fut+L2fut+θ2fut)]]>其中，θk指在RAT k中的超载，超载是指代当前RAT负载为100％时，仍然有用户接入，这些用户所需求的资源即为当前RAT超载的量，指在交换灵活频段FB后RAT k中的超载，其中用以下方程表示：θ1fut=θ1*R1total+Δtfut*λ1*R1avg-R1freeR1total-fut]]>R1total表示当前RAT 1所有的频谱资源总量，Δtfut表示时间间隔，R1free表示当前RAT 1的空闲频谱资源，R1total_fut表示经过Δtfut时间后RAT 1的频谱资源总量，λ1表示RAT 1的有效用户到达率，R1avg表示RAT 1的单用户需求的最低频谱资源量；θ2fut可以用以下方程表示：θ2fut=θ2*R2total+Δtfut*λ2*R2avg+Nflex*R2avg-R2freeR2total_fut]]>其中，R2total表示当前RAT 2所有的频谱资源总量，Δtfut表示时间间隔，表示当前RAT 2的空闲频谱资源，R2total_fut表示经过Δtfut时间后RAT 2的频谱资源总量，λ2表示RAT 2的有效用户到达率，R2avg表示RAT 2的单用户需求的最低频谱资源量，Nflex表示灵活频段的用户数量；如果U≥0，则进行下一步，否则立即返回直到下一次检测开始；S24：重置门限值Γ，使其变为初始值，将RAT2的状态置为状态4，再将RAT2的用户转移到固定频段DB中去，将RAT2的状态置为状态1，RAT2转移完所有用户以后，释放灵活频段FB，由之前的RAT1来接受灵活频段FB的资源，同时将该RAT1的状态置为状态3，同时配置灵活频段FB相关参数并应用到各个RAT基站中，确保灵活频段FB被正确配置，配置完FB以后，就立刻启动一个计时器，该计时器的作用是为了防止乒乓效应，即防止FB在两个RAT之间来回切换，启动完计时器之后，将该RAT的状态置为状态2，被动切换完成。