一種基于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的動態(tài)流量卸載方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，尤其設(shè)及一種基于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的動態(tài) 流量卸載方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線網(wǎng)絡(luò)正面臨爆發(fā)增長的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求挑戰(zhàn)。高通2013年報告預(yù)測在未來十 年內(nèi)，無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量相比2010年增長1000倍。因此，亟需提出更加智能有效的創(chuàng)新 技術(shù)來滿足如此強(qiáng)烈的數(shù)據(jù)增長需求。由傳統(tǒng)宏基站和小基站組成的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)，是提 高當(dāng)前無線網(wǎng)絡(luò)容量的一種靈活而有效的方案。
[0003] 在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中，宏基站卸載的流量由小基站承載。由于小基站具有發(fā)射功率 低、覆蓋范圍小的特點，因此可W將小基站作為流量卸載點，通過資源空間復(fù)用來提升網(wǎng)絡(luò) 整體容量和降低宏基站擁塞情況，有效提升用戶體驗。例如，當(dāng)監(jiān)測到網(wǎng)絡(luò)處于過載狀態(tài) 時，可W將宏基站緩沖隊列隊尾的數(shù)據(jù)包卸載到小基站服務(wù)隊列中（如圖1所示）。該已經(jīng) 成為下一代無線網(wǎng)絡(luò)的熱點技術(shù)。
[0004] 流量卸載技術(shù)在數(shù)據(jù)流量需求無線網(wǎng)絡(luò)在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)流量卸載中，最大的難點 在于如何針對網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)性和業(yè)務(wù)的非均勻分布，確定流量卸載的最佳時機(jī)和卸載流量的 最優(yōu)值?，F(xiàn)有的流量卸載技術(shù)方案基于業(yè)務(wù)的分布情況，從能耗能效等方面，構(gòu)建不同模型 得出卸載流量的最優(yōu)值。又或者，通過衡量卸載的流量值和用戶滿意度的公平性，提出了 一種激勵卸載機(jī)制，得出能滿足用戶滿意度的卸載流量的最優(yōu)值。此外，雖然專利號為CN 103987088 A的專利提出一種基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的動態(tài)上行和下行流量卸載方法及系統(tǒng)。 該方法通過建立融合協(xié)議構(gòu)架，采用多?；緜?cè)精細(xì)的調(diào)控方式，進(jìn)行不同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)鏈路 之間的上行數(shù)據(jù)復(fù)用和下行數(shù)據(jù)解復(fù)用，但是沒有說明如何確定卸載流量的最優(yōu)值。
[0005] 該些現(xiàn)有的異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)流量卸載技術(shù)都是基于網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計和整體信息，模型一 經(jīng)建立，網(wǎng)絡(luò)部署和流量卸載機(jī)制就固定不變，沒有考慮到用戶和業(yè)務(wù)的時空動態(tài)性，無法 準(zhǔn)確判定何時應(yīng)當(dāng)采取流量卸載，導(dǎo)致全網(wǎng)負(fù)載不均衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了利用網(wǎng)絡(luò)實時狀態(tài)，結(jié)合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包到達(dá)強(qiáng)度 和基站緩沖隊列數(shù)據(jù)包長度來構(gòu)建一種滿足網(wǎng)絡(luò)對阻塞概率要求的動態(tài)流量卸載方法和 系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明提供了一種基于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的動態(tài)流量卸載方法，包括：
[000引獲取網(wǎng)絡(luò)關(guān)于阻塞的容忍指標(biāo)參數(shù)；
[0009] 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)關(guān)于阻塞的容忍指標(biāo)參數(shù)確定流量卸載域；
[0010] 獲取當(dāng)前業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包到達(dá)速率和緩沖隊列長度；
[0011] 根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包到達(dá)速率和緩沖隊列長度判斷宏基站是否處于流量卸載 域；
[0012] 若是，則確定宏基站的卸載流量值和小基站的連接偏置值；
[0013] 按照所述連接偏置值重置目標(biāo)小基站的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，完成從宏基站到目標(biāo)小基站的 流量卸載。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述網(wǎng)絡(luò)參數(shù)包括宏基站對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包的服務(wù)速率， 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包在緩沖隊列中排隊等候的容忍時間長度，宏基站業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包的最大容忍長度， 網(wǎng)絡(luò)容忍中斷概率。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可W通過W下方式確定所述流量卸載域：
[0016] 根據(jù)服務(wù)速率計算出在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包排隊等候的容忍時間長度內(nèi)，緩沖隊列長度的 概率分布，并計算出宏基站達(dá)到過載狀態(tài)的概率；
[0017] 通過比較宏基站達(dá)到過載狀態(tài)的概率與網(wǎng)絡(luò)容忍中斷概率，確定與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包到 達(dá)速率和當(dāng)前緩沖隊列長度相關(guān)的流量卸載域。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，若宏基站達(dá)到過載狀態(tài)的概率大于或等于網(wǎng)絡(luò)容忍中 斷概率，則宏基站需要進(jìn)行流量卸載。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，若處于流量卸載領(lǐng)域，則采用隨機(jī)幾何法建立宏基站 的卸載流量值與小基站的連接偏置值的對應(yīng)關(guān)系，然后確定宏基站的卸載流量值，并由此 確定相應(yīng)的小基站的連接偏置值。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，優(yōu)選地確定宏基站的卸載流量最優(yōu)值，并由此確定相 應(yīng)的小基站的連接偏置值。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可W按照不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包到達(dá)速率和緩沖隊列長度 的組合，所述流量卸載域被劃分為若干部分，每一部分對應(yīng)于一種流量卸載機(jī)制。
[0022] 此外，本發(fā)明還提供了一種基于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的動態(tài)流量卸載系統(tǒng)，包括：
[0023] 獲取模塊，用于獲取網(wǎng)絡(luò)關(guān)于阻塞的容忍指標(biāo)參數(shù)；
[0024] 分析模塊，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)關(guān)于阻塞的容忍指標(biāo)參數(shù)確定流量卸載域；
[0025] 檢測模塊，用于獲取當(dāng)前業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包到達(dá)速率和緩沖隊列長度判斷模塊；
[0026] 判斷模塊，用于根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包到達(dá)速率和緩沖隊列長度判斷宏基站是否處 于流量卸載域；
[0027] 計算模塊，用于確定宏基站的卸載流量值和小基站的連接偏置值，
[002引執(zhí)行模塊，用于根據(jù)所述連接偏置值重置目標(biāo)小基站的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，完成從宏基站 到目標(biāo)小基站的流量卸載。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述計算模塊首先采用隨機(jī)幾何法建立宏基站的卸載 流量值與小基站的連接偏置值的對應(yīng)關(guān)系，然后確定宏基站的卸載流量值W及與之對應(yīng)的 小基站的連接偏置值。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該系統(tǒng)還可W將所述流量卸載域按照不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù) 包到達(dá)速率和緩沖隊列長度的組合被劃分為若干部分，每一部分對應(yīng)于一種流量卸載機(jī) 制。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一個或多個實施例可W具有如下優(yōu)點：
[0032] 1、本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)實時判斷是否需要采取流量卸載。即， 通過系統(tǒng)的獲取模塊和監(jiān)測模塊，動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包到達(dá)速率和隊列長度，是否形 成流量卸載域，實時判斷網(wǎng)絡(luò)是否有過載危險，合理地判斷流量卸載時機(jī)。
[0033] 2、本發(fā)明通過引入小區(qū)區(qū)域擴(kuò)展技術(shù)，采用隨機(jī)幾何的數(shù)學(xué)建模方法，得到小區(qū) 區(qū)域擴(kuò)展中小基站連接偏置值B與卸載流量值的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)一步求得能卸載指定流量的 連接偏置值B，為現(xiàn)網(wǎng)中實際部署和參數(shù)調(diào)整提供解決方案。
[0034] 3、本發(fā)明充分考慮到業(yè)務(wù)分布的時空動態(tài)性，針對不同程度的網(wǎng)絡(luò)擁塞狀態(tài)，為 分布在不同地區(qū)的基站在不同時刻調(diào)整卸載方案。例如將流量卸載域按照不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包 到達(dá)速率和隊列長度的組合，劃分為四個部分，分別給出每部分可采取的流量卸載方式。
[0035] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利 要求書W及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0036] 附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實 施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0037] 圖1是異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中基站隊列變化示意圖；
[003引圖2是本發(fā)明實施例的動態(tài)流量卸載方法的工作流程圖；
[0039] 圖3是本發(fā)明實施例的確定流量卸載域的方法流程圖；
[0040] 圖4是本發(fā)明實施例的動態(tài)流量卸載系統(tǒng)的組成示意圖；
[0041] 圖5是本發(fā)明實施例的流量卸載域的劃分示意圖。
【具體實施方式】
[0042] 圖2是本發(fā)明一個實施例的動態(tài)流量卸載方法的工作流程圖。該方法包括W下步 驟：
[0043] A0、獲取網(wǎng)絡(luò)關(guān)于阻塞的各項容忍指標(biāo)參數(shù)。
[0044] 該些參數(shù)包括宏基站對業(yè)務(wù)