[发明专利]一种LTE系统中基于层次分析的移动负载均衡方法

摘要

本发明请求保护一种用于LTE系统的基于层次分析的移动负载均衡方法，主要包括两个方面：最优负载转移小区的选择及最佳小区独立偏置(CIO)参数的确定。本发明由四个模块组成：(1)小区状态检测模块，主要负责判断小区负载状态，若过载，则发起负载均衡；(2)用户‑小区配比对生成模块，主要通过层次分析(AHP)算法，选择用户的最优转移小区；(3)负载分配模块，主要是在调整参数CIO前预分配过载小区的过载部分负载量到各目标小区，目标小区负载越小，分配到的负载量越多；(4)均衡模块，主要通过可变步长step调整小区独立偏置CIO，当目标小区接纳完分配到的负载量时，即获得该小区的最佳独立偏置CIO。

主权项

1.一种LTE系统中基于层次分析的移动负载均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：101、初始化，设定判定各小区负载状态的高低两级门限，分别是过载门限ρTH及均衡门限ρTL，且ρTH>ρTL，基站eNB周期性检查各小区负载状态，周期性收集报告，当小区负载ρi>ρTH时，判定为过载小区，发起负载均衡请求，跳转至步骤102；否则继续周期性收集报告；102、找出过载小区中接收到本小区参考信号接收功率RSRP最小值的用户，作为待切换用户；并将邻小区中负载满足ρj<ρTL(j≠i)的小区作为候选目标切换小区；103、判断过载小区需转移的负载量Ri是否小于目标小区最大可接纳的负载量总和，若是，则执行步骤104；否则跳转到步骤110，其中过载小区i需要转移的负载量的计算公式为：Ri＝MPRB×(ρi‑ρTL)，Ri表示小区i需要转移的负载量，ρi表示i小区负载，MPRB表示小区的物理资源块PRB数量，假设每个小区MPRB相等；目标小区最大可接纳的负载量计算公式为：Rc＝MPRB×(ρTL‑ρc)，其中Rc表示目标小区最大可接纳的负载量，ρc表示目标小区负载；104、采用AHP层次分析算法生成用户‑小区配比对，然后根据负载量分配公式分配过载小区负载量到各个目标小区，按目标小区分配到的负载量大小降序排列，生成目标小区列表，记为L，其中过载部分负载量分配公式为：m(m＝1,2,...,n)表示过载小区的目标转移小区，Zm表示目标小区m分配到的负载量，Rj(j＝1,2,...,n)表示目标小区j最大可接纳的负载量，Rm表示目标小区m可最大接纳的负载量，Ri表示过载小区i需要转移的负载量，根据各个目标小区的负载情况进行分配，如果目标小区负载较轻，则分配的用户较多，若目标小区负载较重，则分配的用户较少，避免将过载小区的用户大量切换到同一负载较轻的目标小区，导致目标小区出现过载；105、选择L中的第一个小区，记j＝1，作为目标小区；106、设置小区独立偏置CIOi，j＝0，判断j是否已经超出目标小区列表L大小，若j<＝size(L)，则执行步骤107；否则执行步骤110。107、更新CIOi，j值，CIOi，j＝CIOi，j+step，步长step＝(1+(ρi‑ρTL))Δ，其中Δ表示预定义的值，可根据小区负载情况取值，Δ越大，步长step变化越快，当ρi‑ρTL差值较大时，即过载小区负载很重时，step值变化较快，每次可转移的用户更多，当ρi‑ρTL差值较小时，即过载小区负载已逐渐减轻，接近均衡门限时，step变化较慢，每次可转移的用户减少，采用可变步长step来调整CIO可以少算法的循环次数；108、判断CIOi，j是否大于CIOmax，若CIOi，j>CIOmax，选择下一个小区，返回步骤106；否则继续判断，过载小区i在当前设置的参数CIOi，j下转移的部分负载量是否小于目标小区j需接纳的负载量，若是，执行步骤109；否则，选择下一个小区，返回步骤106；109、将过载小区负载虚转移到目标小区后，更新目标小区需接纳的负载量：Zj＝Zj‑RHO，其中Zj表示目标小区需接纳的负载，RHO表示目标小区接纳的负载，更新过载小区的负载值，即减去虚转移到目标小区的部分负载：ρi＝ρi‑ρHO，其中ρHO表示虚转移到目标小区的部分负载，判断更新后过载小区的负载值是否低于均衡门限，若是执行110；否则返回步骤107；110、调整当前所记录的各CIOi，j值，LTE系统中基于层次分析的移动负载均衡算法结束；步骤104中利用层次分析AHP算法生成用户‑小区配比对，具体实施步骤如下：(1)建立AHP递阶层次模型，最优目标小区作为目标层，将RSRP、SINR、Rt三因素作为准则层，各候选切换小区作为方案层；(2)用两两比较法和比较尺度构造判断矩阵，矩阵中各元素ai,j由1～9标度或其倒数组成，满足ai,j>0且aj,i＝1/ai,j，aii＝1，准则层(A)三因素相对于目标层(O)的重要性组成的判断矩阵A如式(4)(3)计算层次单排序，根据判断矩阵，确定层次内各元素相对权值的过程称为层次单排序，对于判断矩阵A，计算满足式A·ω＝λmax·ω的最大特征根λmax及对应特征向量ω，对ω进行归一化即可得出单排序权值，同时，计算出对应的一致性指标CI和一致性比率CR，CR＝CI/RI，当CR<0.1时，认为判断矩阵具有满意的一致性；否则就需要重新调整判断矩阵，直到具有满意的一致性；(4)计算组合权值，计算同一层次所有指标对于最高层相对重要性的排序权值，通常由最高层次到最低层次逐层进行；(5)得出方案层B的总排序权值后，选择权值最大的小区，即为最优目标小区，找出各个待切换用户的最优小区即可生成用户‑小区配比对。