基于負載均衡技術的專利分析

劉亞男　劉紅芹　朱嘉怡

【摘要】 本文主要對現(xiàn)有的負載均衡技術進行了分析總結，對不同階段負載均衡技術進行了專利申請分析，從專利角度對負載均衡技術進行了介紹。

【關鍵詞】 負載均衡 異構網絡 區(qū)域負載均衡

一、引言

負載均衡是蜂窩網絡中一個與生俱來的問題。由于用戶和對應的業(yè)務流量進入小區(qū)時具有隨機性、時變性，并且常常是不平衡分布的，導致整個網絡中的負載可能出現(xiàn)不平衡的分布狀態(tài)。

二、傳統(tǒng)的負載均衡解決方法

解決這一問題的方法有兩種：（1）在網絡部署之前對網絡規(guī)劃和管理進行優(yōu)化；（2）在網絡控制節(jié)點中部署LB算法，使網絡能自動調節(jié)其下屬小區(qū)中負載的分配：

（1）專利文獻CN200710097524公開了一種負載均衡的實現(xiàn)方法，判斷無線接入設備是否達到負載均衡；如果所述無線接入設備達到負載均衡時，則停止公開服務集標識。通過本發(fā)明在無線接入設備達到負載均衡上限時，停止公開服務集標識，使處于負載均衡環(huán)境中的無線客戶端能夠更合理地選擇接入有效的無線接入設備。

（2）專利文獻CN200810066200公開了一種過載處理的方法，當核心網節(jié)點過載時，將處于重疊區(qū)域的用戶設備UE轉移到與過載核心網節(jié)點有重疊區(qū)域的其它資源池中。

此外，針對不同的業(yè)務流轉移的實現(xiàn)方式，還可將負載均衡方式分為兩類：基于信道借用和基于負載轉移的負載均衡方法：

（1）基于信道借用的負載均衡方法。

專利文獻CN01126236公開了一種基于基站負載分配信道的新方法，根據目標小區(qū)的負載情況分配信道，當小區(qū)負載輕時，分配容量高的信道，當負載重時分配容量小的信道。

（2）基于業(yè)務轉移的負載均衡方法。

專利文獻CN200910076892公開了一種實現(xiàn)負荷均衡的方法：獲取本系統(tǒng)中的每個基站下的所有小區(qū)的負荷；根據本系統(tǒng)中每個基站下的所有小區(qū)的負荷，確定本系統(tǒng)中不同頻點的負荷狀態(tài)；如果有處于高負荷狀態(tài)的頻點，則對本系統(tǒng)中不同頻點之間的負荷進行負荷均衡調整，并通知各小區(qū)中的UE讀取更新后的系統(tǒng)消息。

三、改進的負載均衡技術

現(xiàn)有在小區(qū)間實現(xiàn)負載均衡的方法僅根據小區(qū)的負荷比來選取目標小區(qū)，選取的目標小區(qū)可能并不合適，導致負載均衡的效果不明顯，通信網絡質量差等問題。為保證服務質量提出一種新的想法：在負載轉移時除了考慮目標小區(qū)的負載情況之外，還要綜合考慮其他因素，從而選擇最合適的小區(qū)進行負荷轉移，例如：

專利文獻CN200910205966綜合考慮小區(qū)性能信息以及負荷狀況來選擇目標小區(qū)，具體為根據所述待調整小區(qū)的相鄰小區(qū)的性能信息，從所述相鄰小區(qū)中確定出與所述待調整小區(qū)進行負載均衡的目標小區(qū)；根據所述待調整小區(qū)中各用戶的性能信息，從所述待調整小區(qū)中的用戶中確定出進行負載均衡的目標用戶；將所述目標用戶調整到所述目標小區(qū)中。

隨著通信技術的發(fā)展，異構網絡中的負載均衡問題隨著出現(xiàn)，不同的接入系統(tǒng)對網絡資源的描述各不相同，彼此之間無法識別，且不同的系統(tǒng)之間沒有有效的資源交互機制。針對上述問題，隨之產生了一系列有關異構網絡中負載均衡的專利申請：

專利文獻CN201110074202提出了一種異構網絡間剩余資源的交互方法，在不增加系統(tǒng)復雜度的情況下，實現(xiàn)了異構網絡間的資源交互，可用于異構網絡間剩余資源交互和第四代移動通信系統(tǒng)的信令設計。

綜上，現(xiàn)有的負載均衡存在如下缺點：一是每次負載均衡只考慮單一小區(qū)對，不能減輕其它小區(qū)的負載，導致區(qū)域內負載均衡次數(shù)的增多；二是存在負載均衡震蕩問題，使某一小區(qū)觸發(fā)負載均衡的次數(shù)過多，影響區(qū)域內用戶的服務質量和系統(tǒng)性能的提升。

針對現(xiàn)有技術的不足，提出了一種新的技術區(qū)域負載均衡，簡介如下：

專利文獻CN201110182081提出了一種蜂窩移動通信系統(tǒng)中的區(qū)域負載均衡方法，將多個小區(qū)組成一個區(qū)域，區(qū)域內的小區(qū)同時做負載均衡，增強負載均衡效果，可以減少區(qū)域內負載均衡的次數(shù)，避免區(qū)域內負載均衡的震蕩，使區(qū)域內各個小區(qū)的負載趨于平均值，提升區(qū)域內用戶的服務質量和系統(tǒng)性能。

四、結束語

由于通信領域各種技術發(fā)展迅速，異構網絡、LTE、自組網、4G 通信技術等方面的發(fā)展越來越成熟，小區(qū)負載均衡都是這些領域的熱門研究課題，我國企業(yè)應該加大研發(fā)力度，提高創(chuàng)新能力，全面提高專利申請的質量，并且努力實現(xiàn)專利與標準的結合，以科學有效的方式應對專利競爭，力爭在未來的市場競爭中占得先機。

參 考 文 獻

[1]梁小芳，唐宏.3GPP系統(tǒng)中的負載均衡研究[J].電信工程技術與標準化.2009 （11）.81-83.

[2]張恒，邱雪松，孟洛明，等. TD-SCDMA無線接入網自主負載均衡管理方法[J]. 通信學報， 2011（1）： 9-19.