[发明专利]一种基于频谱感知的负载均衡方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于频谱感知的负载均衡方法及系统，属于无线通信技术领域。该方法和系统通过过载小区利用频谱感知技术感知相邻基站中的频谱空洞，生成可借用的频谱集合，而后计算可借用频谱的空闲率，根据自身的负载情况从可借用频谱中借用空闲率高的频谱，从而均衡网络的负载。本发明提供的方法和系统利用频谱感知技术，很好地实现了负载均衡，具有广阔的应用空间。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种基于频谱感知的负载均衡方法及系统。

背景技术

在无线通信蜂窝网系统中，各小区所需要承载的接入用户数和业务数据量等是随机的、不均匀分布的，特别是热点小区引起的话务量突发，网络拥塞等问题，使得整个系统中的负载处于不平衡状态。这就导致有的小区中用户得不到满意服务，而有的小区无线资源未得到充分利用。

负载均衡技术是将重负载区域的负载通过适当的方法转移到轻负载区域或将轻负载区域的资源借给重负载区域，从而实现资源的合理分配和有效利用。

现有负载均衡技术分为三类：

1)基于负载转移的负载均衡技术：首先，基站读取所连用户以及所连用户的资源使用信息并计算基站负载，判断负载值与预设阈值的大小，确定负载状态并广播负载状况，邻近基站接收广播消息并保存。然后，重负载基站根据自身需求向满足切换条件的轻负载基站发送切换请求信息。最后，轻负载小区接收切换请求，为欲切换用户预留资源，给重负载基站发送切换确认信息，接收切换用户，从而减轻重负载小区的业务负载。

2)基于信道借用的负载均衡技术：首先，基站读取所连用户以及所连用户的资源使用信息并计算基站负载，判断负载值与预设阈值的大小，确定负载状况，并相互交换信息，保存邻居基站的负载状况以及邻居基站的信道使用情况。其次，重负载小区借用轻负载小区中满足干扰限制以及用户需求的信道。最后，轻负载小区发送信道借用确认信息，从而缓解重负载小区的资源缺少的问题。

3)基于小区呼吸的负载均衡技术：首先，基站读取所连用户以及所连用户的资源使用信息，计算基站负载，并将负载信息发送给网络运营中心，运营中心在总功率一定的前提下，根据基站的负载分配基站的功率，调整基站的传输范围，改变基站和用户的连接关系，从而均衡网络负载。

综上所述，现有技术通过调整网络参数实现负载均衡，而网络参数的调整需要基站间信息的频繁交互，从而大大地增加了网络信令开销和能量消耗。然而，频谱感知作为一种能自适应地感知周围环境的变化而调整网络参数的关键技术，能够用于解决此问题，而在相关的技术中，并没有一种将频谱感知技术应用于负载均衡的机制中。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于频谱感知的负载均衡方法及系统，通过过载小区利用频谱感知技术感知相邻基站中的频谱空洞，生成可借用的频谱集合，而后计算可借用频谱的空闲率，根据自身的负载情况从可借用频谱中借用空闲率高的频谱，从而均衡网络的负载。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于频谱感知的负载均衡系统，该系统包括负载检测模块，负载计算模块，负载判断模块，频谱感知模块，频谱借用模块以及频谱分配模块；

所述负载检测模块用于获取网络中基站的资源使用情况，并生成资源使用列表，并将资源使用列表发送给负载计算模块；

所述负载计算模块接收并处理负载检测模块发送的所述资源使用列表，根据资源使用列表中基站的资源使用情况计算基站的负载值，并将基站的负载值发送给所述的负载判断模块和所述的频谱借用模块；

所述负载判断模块接收基站的负载值，并将基站的负载值与预设阈值进行比较，判断基站是否过载；

所述频谱感知模块在频谱感知周期内检测并记录频谱的占用情况，根据频谱占用情况生成可借用频谱集合；