负荷管理功能分析 - LTE中负荷管理功能分析

　　3.1 负荷过载识别

　　系统一旦准备就绪，随着UE的接入，就会有相应的负荷，所以负荷过载识别应该是周期性的，伴随着整个系统的生命周期。

　　负荷过载识别的关键是利用什么参量来合理评价系统负荷以及检测负荷过载的方法。

　　下面简要分析几种评估系统负荷的参量及检测方法。

　　3.1.1 基于eNB系统的硬件资源如CPU，DSP的使用率

　　系统中每接入一个用户或业务，都要占用一定的CPU，DSP等硬件资源的开销，所以可以根据CPU，DSP使用率评估系统负荷情况。即设定关于CPU，DSP一定的使用率门限，当检测到CPU，DSP的使用率超过这个门限时，则判定系统负荷过载。

　　3.1.2 基于干扰和功率

　　LTE和CDMA系统类似，也是一个软容量系统，在上行体现为干扰受限，在下行体现为发射功率受限，所以可以基于干扰和功率来评估系统的负荷情况。

　　(1)基于发射功率的负荷评估

　　下行的负荷决定于下行总的发射功率Ptotal，则下行负荷因子可以定义为当前总的发射功率Ptotal和系统允许的最大下行发射功率Pmax之比。当实际测得的基于发射功率的负荷因子值高于预定义的门限值时，可判定系统为下行过载。

　　(2)基于干扰的负荷评估

　　系统负荷因子定义为来自本小区和邻小区的总干扰功率之和与总带宽干扰之比。假设本小区干扰功率为Iown，其他小区干扰功率为Ioth，背景噪声为Po，则系统负荷因子可以表示为Iown与Ioth的和与Po，Iown，Ioth三者的和之比。当实际测得的基于干扰的负荷因子值高于预定义的门限值时，可判定系统为上行过载。

　　3.1.3 基于吞吐量

　　从系统中所有业务的吞吐量可以知道当前系统业务量的负荷情况，如果系统吞吐量过高，说明系统处理的负荷过重。吞吐量可从上下行两个方向评估，上行总的吞吐量为所有业务上行吞吐量之和，下行总的吞吐量为所有业务下行吞吐量之和。根据测量得到的上下行吞吐量值，与系统预定义的吞吐量门限值进行比较，如果在任何一个方向上的吞吐量值高于系统预定义的吞吐量门限值，则认定为系统负荷负载。

　　3.2 负荷过载解决

　　负荷过载解决，就是根据负荷过载识别的结果，确定系统的负载状况，并根据负载状况，采取相应措施降低系统的负荷。并在系统处于轻负荷时，采取相应的负荷回复措施。

　　在实际中，可以采取很多种方法使系统从负荷过载的状态中转移出来，但无论采用什么类型的负荷过载方法，都涉及到得到用户负荷操作优先级和负荷处理两方面内容。

　　3.2.1 得到用户负荷操作优先级

　　把服务的用户按照QoS从高到低进行排序，具有高QoS要求的用户具有最高优先级，而那些对传输时延和速率都不敏感的用户则具有最低的优先级。在衡量用户的优先级时，把不同的QoS参数，如传输速率、传输时延等作为输入，然后根据输出值的大小对用户排序，得到在处理系统负荷过载时操作用户的优先级。

　　3.2.2 负荷处理(包括负荷降低策略和负荷恢复策略)

　　当检测出系统负荷过载时，需要采取多种方法降低用户对于系统资源的占用，从而降低系统负荷。当检测出系统负荷已有效降低，则需要视情况决定是否执行负荷恢复措施。

　　(1)负荷过载处理(降负荷)的方法和措施

　　可考虑将系统的负荷设置两个过载门限：负荷轻载门限和负荷重载门限。负荷重载门限大于等于负荷轻载门限。当系统中的负荷高于负荷轻载门限时，可以采取一些温和措施降低小区中的负荷，比如忽略功率提升命令等。如果采取温和措施后没有有效降低系统负荷，且系统的负荷高于负荷重载门限，那么，可以采取较为严厉的措施来迅速降低系统负荷，比如掉话、接纳禁止等。

　　负荷过载处理考虑有以下措施：广播参数修改、选择UE或业务强制掉话、限制或降低业务流量、接纳拒绝、小区间负荷均衡、调整调度策略、调整小区切换门限、调整小区选择重选门限、忽略功率提升命令等。

　　(2)负荷处理(负荷恢复)的方法和措施

　　负荷恢复也要设定不同的门限，通过对发生负荷过载的小区进行恢复检测，把得到的负荷结果与设定的门限值比较，如果低于设定的门限值，则说明系统已消除了本区间的负荷过载。负荷恢复措施也需要考虑根据负荷恢复检测结果确定负荷恢复等级，并与降负荷措施相对应，采取不同的恢复处理。

　　相对于负荷过载解决，负荷恢复处理有以下措施可以选择：恢复广播参数修改、停止选择UE或业务强制掉话、恢复限制或降低业务流量、恢复接纳拒绝、停止小区间负荷均衡、恢复调整调度策略、恢复调整小区切换门限、恢复调整小区选择重选门限、正常执行功率提升命令等。

　　4 结论

　　负荷管理是移动通信系统必备的功能，是无线资源管理RRM的重要组成部分，它周期性的检测系统的负荷状况，并根据负荷状况划分负荷等级，根据不同的等级做出相应的决策，提供恰当合理的负荷处理解决方案，尽量使系统保持在正常的负荷水平。负荷管理也是优化网络质量的重要手段。