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Abstract

本发明提供了一种负载估测方法，该方法针对长期演进(LTE)中其负载与***的时频资源占用率密切相关这一特点，利用与时频资源占用率密切相关的已接纳业务所需要的比特速率和***当前所能承受的最大比特速率，来计算得到某一传输方向上的负载比值，从而实现LTE***中某一方向上的负载估测。

Description

一种负载估测方法
技术领域
本发明涉及移动通信中的负载评估技术，特别是涉及长期演进(LTE)***中的负载估测方法。
背景技术
目前，在LTE***的研究实现过程中，很多无线资源管理功能模块都需要对LTE***的负载状况进行评估，然后根据负载的大小进行合理的算法设计。例如，接纳控制模块需要评估***的负载状况，然后根据***剩余资源和请求接纳的业务所要求资源的大小，对用户业务的接纳请求做出合理的判决；当***发生过载状况时，接纳控制模块需要对已接纳的业务根据业务特征进行过载处理，帮助***恢复正常。负载均衡模块需要对本小区的负载状况，尤其是小区边缘的负载状况做出评估，然后针对邻小区的负载情况，来确定小区之间边缘用户的切换。下行干扰协调模块在进行下行干扰协调时，也需要针对小区边缘高功率用户的负载进行测量，用以确定高功率PRB的分配比例。
在LTE标准协议中，针对***的负载，定义了低负载、中负载、高负载、过载等几种负载状态的定性说明，但是并未针对负载的评估计算方法进行定义，这样无法针对LTE***的负载进行量化估测。不同的算法在完成各自的功能时，采用不同的负载评估方法，将导致***负载状况评估的不确定，影响算法之间的交互以及LTE***模块间的协调配合。
同样，不同的设备厂商在对***负载进行评估时，采用不同的计算方法，导致负载状况评估的差异化，这样就影响到X2接***互的小区间负载信息的不一致，导致小区间的协作和配合出现偏差。
负载估测的准确度和变化频率会影响到相应算法的设计性能和稳定性，为了完成LTE***功能模块的顺利开发，同时提高各个功能模块间的密切配合，加强小区间的信息交互准确性，有必要提出一种统一的负载估测方法。
传统的第三代移动通信***的负载估测方法，是针对码分多址***提出的。而码分多址***是一种干扰受限的***，在该***中，每个用户同时使用了所有的时频资源，根据不同的码来对用户的数据进行接收解调，随着用户数的增加，业务负荷的增大，用户间的相互干扰就增加，用户的信噪比就下降，所以衡量***负载的方法大多与接纳用户总数、基站发射功率、总干扰功率、信噪比等因素密切相关。例如，专利申请号为：200410027171.X的一种无线通信***接纳控制方法中提出了一种针对基站发射功率的负载评估方法，来对***的负载进行计算；专利申请号为：200610103570.9的一种自适应接纳控制的方法和装置，分别从上行干扰功率和下行发射功率等方面对***的负载状况进行了计算分析。
对于采用OFDM技术的LTE***来说，所有用户分享共同的时频资源，不同的用户不能占用相同的时频资源进行数据的发送，这样小区内的用户之间不会发生相互干扰的情况。从这个意义上来说，LTE***是一种时频资源受限的***，衡量***负载的方法主要与***的时频资源占用率(即PRB占用率)相关，这样，传统的3G***的负载估测方法对于LTE***来说就不再适用。
目前尚未提出一种适用于LTE***的负载估测方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种负载估测方法，该方法适用于LTE***。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
一种负载估测方法，所述方法用于长期演进***中指定传输方向上的负载估测，所述传输方向为上行或下行，该方法包括以下步骤：
a、计算***当前能承受的所述传输方向上的比特速率总和BRtotal；
b、计算***当前已接纳的所述传输方向上所有业务的需求比特速率总和BRused；
c、按照
Figure BSA00000276248500031
计算所述传输方向上的负载比值L。
综上所述，本发明提出的负载估测方法，针对LTE***中其负载与***的时频资源占用率密切相关这一特点，利用与时频资源占用率密切相关的已接纳业务所需要的比特速率和***当前所能承受的最大比特速率，来计算得到某一传输方向上的负载比值，从而实现LTE***中某一方向上的负载估测。
附图说明
图1为本发明一实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
LTE***中定义了两种业务类型，一种是GBR业务，另一种是Non-GBR业务。协议针对GBR业务确定了一个需要满足的比特速率，即保证比特速率，由于GBR业务是一些比特速率变化比较平稳的业务，协议定义当满足业务对应的保证比特速率时，98％的分组都能得到时延满足，从而能保障其QoS。然而对具有数据突发特性的Non-GBR业务来说，协议只定义了时延和分组丢失率的要求，没有对比特速率进行要求，尽管这种业务对时延的要求不是很高，但是为了反映其QoS是否得到满足，仍然需要通过时延和分组丢失率来对其需求的合适比特速率ABR进行统计估测。
通过对不同的Non-GBR业务建模后进行仿真分析，发现Non-GBR业务的QoS满意度(分组时延或丢失率未超过协议定义的业务比率上限)随着分配的比特速率的增加而提高，但是资源利用率却随之下降。这说明，业务的QoS满意度和***资源利用率是一对相互矛盾的变量，为了提高业务的QoS，就不得不浪费一定的***资源，而要提高***资源的利用率，就不得不降低业务的QoS满意度，出现该现象的原因来源于Non-GBR业务的数据突发。所以对于Non-GBR业务来说，其分配的比特速率应当综合考虑其业务QoS保障和***资源利用率，二者之间取一个折中。
仿真同时发现，随着Non-GBR业务负载的增加，达到相同的QoS满意度时，业务需要的比特速率却在下降，资源利用率在提高，这是因为大量的Non-GBR业务，其数据突发在不同的时间点出现，导致不同业务之间可以相互借用分配的“空闲”资源，使得整个LTE***的资源利用率得以提高，导致业务需求的比特速率下降了。
基于上述对LTE***的特点以及仿真结果的分析，本发明的核心思想在于：基于与时频资源占用率密切相关的两参数来实现负载的估测，即确定***已接纳业务所需要的比特速率总和与***当前所能承受的最大比特速率，将二者的比值作为***负载估测的结果。其中，***已接纳业务所需要的比特速率总和通过分别对已接纳的Non-GBR业务和GBR业务各自所需要的比特速率总和的计算得到，在对已接纳的Non-GBR业务需要的比特速率进行计算时，采用基于分组延迟或分组丢失率的一定用户满意度百分比基础上进行仿真统计，如此能反映该业务的实际资源需求，同时，在对Non-GBR业务的比特速率需求总和进行计算时，基于Non-GBR业务的负载状况用参数β来进行调整，从便能够对***的业务需求进行更精确的校正。
图1为本发明实施例一的流程示意图。如图1所示，
一种负载估测方法，该方法用于长期演进***中指定传输方向上的负载估测，所述传输方向为上行或下行，包括以下步骤：
步骤101、计算***当前能承受的所述传输方向上的比特速率总和BRtotal。
本步骤可以采取下述方法实现：
统计当前预设统计周期内所述传输方向上单位时频资源(PRB)的平均传输有效比特数Paverage；
按照BRtotal＝NPRB*Paverage/T，计算所述BRtotal，其中，NPRB为预设的每帧中包含的所述传输方向的时频资源占用率，T为一帧的时长，具体取值为10毫秒。
进一步地，对于考虑边缘用户和中心用户的场景，或考虑高功率频带和低功率频带的场景，可以采用下述方法实现步骤101，以提高上述场景中对BRtotal计算的准确性：
统计当前预设统计周期内所述传输方向上中心用户或低功率频带的单位PRB的平均传输有效比特数Paverage-center；统计当前预设统计周期内所述传输方向上边缘用户或高功率频带的单位PRB的平均传输有效比特数Paverage-edge；
按照BRtotal＝(NPRB-center*Paverage-center+NPRB-edge*Paverage-edge)/T，计算所述BRtotal，其中NPRB-center为预设的每帧中所述传输方向中心用户或低功率频带所规划的时频资源数量，NPRB-edge为预设的每帧中所述传输方向边缘用户或高功率频带所规划的时频资源数量，T为一帧的时长。
上述方法中的所述预设统计周期，较佳的，为若干帧，当所包含的帧多时，会提高计算的准确度，但是复杂度会增加，当所包含的帧少时，则易实现，但是会降低计算结果的准确度，本领域技术人员可根据实际需要来设置合适的取值，在此不再赘述。
步骤102、计算***当前已接纳的所述传输方向上所有业务的需求比特速率总和BRused。
具体地，本步骤可采用下述步骤实现：
步骤1021、统计***已经接纳的所述传输方向保证比特速率(GBR)业务的需求比特速率总和
Figure BSA00000276248500051
其中；GBRi表示所述传输方向上第i个GBR业务的需求比特速率，M为***当前接纳的所述传输方向上GBR业务的数量。
这里需要说明的是，对于GBR业务而言，其QoS指标中包含一个保证比特速率参数，该参数即反映了GBR业务的需求比特速率，因此，这里的GBRi的取值即由第i个GBR业务的QoS指标中的保证比特速率参数所确定。
步骤1022、通过仿真确定***已经接纳的所述传输方向非保证比特速率(Non-GBR)业务的需求比特速率总和
Figure BSA00000276248500061
ABRj表示所述传输方向上第j个Non-GBR业务的需求比特速率，N为***当前接纳的所述传输方向上Non-GBR业务的数量，β为Non-GBR业务的需求比特速率调整因子，0＜β＜1。
这里，ABRj可采用下述方法确定：
对于每个Non-GBR业务，通过仿真确定在满足预设的业务分组时延满意度或预设的分组丢失率的情况下，该Non-GBR业务所需要的需求比特速率ABRj。
β可采用下述方法确定：
通过仿真，确定当***中已经接纳的所述传输方向上Non-GBR业务的达到N时，在所有所述传输方向上Non-GBR业务满足预设的业务分组时延满意度或预设的分组丢失率的情况下β的取值。
这里需要说明的是，在实际应用中，随着***Non-GBR业务总量的增加，Non-GBR业务的需求比特速率相应的有所下降，因此，这里引入了调整参数β，该值介于0与1之间，且该值将随着Non-GBR业务数量的增加而减少，以使
Figure BSA00000276248500062
更能准确地体现出实际应用中，在一定的Non-GBR业务总量的情况下，***已经接纳的所述传输方向Non-GBR业务的需求比特速率总和。
通过上述分析可以看出，本步骤通过基于满足预设的业务分组时延满意度或预设的分组丢失率下的仿真，可以准确地获得所述传输方向上所有Non-GBR业务的需求比特速率总和
Figure BSA00000276248500063
从而可以准确得到所述传输方向上所有业务的需求比特速率总和BRused。
步骤1023、按照计算所述BRused。
步骤103、按照
Figure BSA00000276248500072
计算所述传输方向上的负载比值L。
通过本步骤，即可获得当前上行或下行传输方向上的负载比值。
进一步地，所述步骤103之后还可以根据所获得的负载比值L，采用下述步骤对当前的所述传输方向上的负载状况进行判定：
判断所述L是否小于预设的低负载阈值，如果是，则判定当前所述传输方向的负载为低负载；
判断所述L是否大于预设的低负载阈值且小于等于预设的高负载阈值，如果是，则判定当前所述传输方向的负载为中负载；
判断所述L是否大于预设的高负载阈值且小于等于预设的过载阈值，如果是，则判定当前所述传输方向的负载为高负载；
判断所述L是否大于预设的过载阈值，如果是则判定当前所述传输方向的负载为过载。
对于上述判断中涉及的各阀值，可由本领域技术人员根据实际需要设置合适的取值，在此不再赘述。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种负载估测方法，所述方法用于长期演进***中指定传输方向上的负载估测，所述传输方向为上行或下行，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a、计算***当前能承受的所述传输方向上的比特速率总和BRtotal；
b、计算***当前已接纳的所述传输方向上所有业务的需求比特速率总和BRused；
c、按照
Figure FDA0000439560820000011
计算所述传输方向上的负载比值L；
其中，所述步骤a为：
统计当前预设统计周期内所述传输方向上中心用户或低功率频带的单位PRB的平均传输有效比特数Paverage-center；统计当前预设统计周期内所述传输方向上边缘用户或高功率频带的单位PRB的平均传输有效比特数Paverage-edge；
按照BRtotal＝(NPRB-center*Paverage-center+NPRB-edge*Paverage-edge)/T，计算所述BRtotal，其中NPRB-center为预设的每帧中所述传输方向中心用户或低功率频带所规划的时频资源数量，NPRB-edge为预设的每帧中所述传输方向边缘用户或高功率频带所规划的时频资源数量，T为一帧的时长。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b为：
b1、统计***已经接纳的所述传输方向保证比特速率（GBR）业务的需求比特速率总和
Figure FDA0000439560820000012
其中；GBRi表示所述传输方向上第i个GBR业务的需求比特速率，M为***当前接纳的所述传输方向上GBR业务的数量；
b2、通过仿真确定***已经接纳的所述传输方向非保证比特速率（Non－GBR）业务的需求比特速率总和
Figure FDA0000439560820000013
ABRj表示所述传输方向上第j个Non－GBR业务的需求比特速率，N为***当前接纳的所述传输方向上Non－GBR业务的数量，β为Non－GBR业务的需求比特速率调整因子，0＜β＜1；
b3、按照 BR used = Σ i = 1 M GBR i + β ( Σ j = 1 N ABR j ) , 计算所述BRused。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤b2中ABRj的确定方法为：
对于每个Non－GBR业务，通过仿真确定在满足预设的业务分组时延满意度或预设的分组丢失率的情况下，该Non－GBR业务所需要的需求比特速率ABRj。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤b2中β的确定方法为：
通过仿真，确定当***中已经接纳的所述传输方向上Non－GBR业务的数量达到N时，在所有所述传输方向上Non－GBR业务满足预设的业务分组时延满意度或预设的分组丢失率的情况下β的取值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c之后进一步包括：
判断所述L是否小于预设的低负载阈值，如果是，则判定当前所述传输方向的负载为低负载；
判断所述L是否大于预设的低负载阈值且小于等于预设的高负载阈值，如果是，则判定当前所述传输方向的负载为中负载；
判断所述L是否大于预设的高负载阈值且小于等于预设的过载阈值，如果是，则判定当前所述传输方向的负载为高负载；
判断所述L是否大于预设的过载阈值，如果是则判定当前所述传输方向的负载为过载。
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