LTE系统中负载均衡技术的研究与应用

随着移动互联网技术的飞速发展，用户渴望无论何时何地都能够使用移动终端获得各种服务，如：电话、即时消息、音乐、电视直播、视频电话等等。为了适应各种业务对带宽、时延、覆盖等各个方面的各种要求，第三代合作伙伴计划（3GPP，3rd Generation Partnership Project）启动了长期演进计划（LTE，Long TermEvolution）。而由于LTE系统的复杂性，各种参数的配置与优化工作对于人工操作来说，其工作量较为庞大，运营成本也比较高。因此，自组织网络（SON，Self-OrganizedNetwork）技术被引入LTE系统中。作为SON技术的一个重要组成部分，先进的负载均衡技术是保证系统高吞吐量、资源利用率和改善用户体验、降低营运成本的关键。本文针对LTE负载均衡技术进行了研究与分析。论文的主要贡献如下：1)对LTE负载均衡算法各个模块进行了详细地研究与设计。针对单一门限的负载判决机制容易造成不必要的负载均衡操作的问题，论文采用了双门限的负载判决算法；为了减少负载均衡操作中切换次数、提高负载均衡算法的执行效率，论文设计了一种UE选择算法，其优先选择具有确保比特速率（GBR，Guaranteed Bit Rate）承载的边缘UE。2)论文对负载预测技术进行了研究，提出了一种改进的目标UE选择算法。为了减少乒乓切换的次数，负载预测技术在基于负载的切换算法当中的运用得到了广泛的研究，但是，由于基于负载预测的切换算法对UE的选择有了更加高的要求，因此其执行效率受到了影响，论文根据UE与邻区的关系、以及邻区的负载分布情况，提出了一种基于UE与邻区关系表的UE选择算法。3)针对普通负载均衡算法不能解决的部分场景，论文设计了一种接力负载均衡算法。当区域性负载过高，邻区无法满足高负载小区的要求时，普通的单级负载均衡算法已不能够快速降低高负载小区的负载。本文设计了一种接力负载均衡算法，通过多级小区间的协作来实现负载的均衡。