LTE中負荷管理功能分析

摘要：負荷管理功能是LTE的E-UTRAN系統中RRM的一個(gè)重要組成部分。通過(guò)分析LTE系統中eNB負荷過(guò)載的場(chǎng)景，引出負荷管理功能的必要性，并進(jìn)一步分析了負荷參量表示及負荷管理功能的主要處理內容，對于移動(dòng)通信系統負荷管理功能及其他RRM功能的設計、實(shí)現具有很強的指導意義。
關(guān)鍵詞：LTE；RRM；負荷管理；過(guò)載識別；過(guò)載解決

0 引言
任何移動(dòng)通信系統都有一個(gè)可用相關(guān)參量的值來(lái)表示的系統負荷門(mén)限值，LTE也不例外。如果系統實(shí)際的負荷值超過(guò)了這個(gè)負荷門(mén)限值，則判定系統處于負荷過(guò)載狀態(tài)。
正常情況下，如果系統進(jìn)行了恰當的規劃，并且RRM中的接納控制等算法都正常且高效工作，則可以大大降低系統負荷過(guò)載的發(fā)生的概率。再進(jìn)一步，如果接納控制完全理想，系統就永遠不會(huì )出現負荷過(guò)載。

1 系統負荷過(guò)載發(fā)生的場(chǎng)景
系統負荷過(guò)載發(fā)生的場(chǎng)景包括以下幾個(gè)方面：
接納控制預估不準確 在接納控制過(guò)程，用戶(hù)會(huì )分配無(wú)線(xiàn)、傳輸等方面的資源。接納控制功能應該正確評估申請資源的用戶(hù)的QoS特性及資源需求，設置最佳的控制門(mén)限判決用戶(hù)是否能夠接入。但實(shí)際網(wǎng)絡(luò )中用戶(hù)傳輸業(yè)務(wù)時(shí)的信道特性很難準確預估，當出現系統真正調度用戶(hù)所需要的資源大于接納預估的資源時(shí)，將很容易導致系統負荷過(guò)載。
鄰區干擾的隨機性 在用戶(hù)或業(yè)務(wù)接入時(shí)，在做基于干擾的接納控制時(shí)，統計得到的鄰區干擾對于服務(wù)小區來(lái)說(shuō)是一個(gè)統計平均值。但實(shí)際系統中鄰小區的干擾不可能總是恒定，在鄰小區干擾變化非常大的某個(gè)時(shí)刻，可能導致系統或小區負荷瞬時(shí)過(guò)載。
邊緣用戶(hù)功率提升 在下行鏈路，分配給每個(gè)UE的發(fā)射功率都是基于UE所處位置及對應的信道狀況的，但有的時(shí)候大部分UE可能都處于小區邊緣的惡劣信道狀態(tài)下，而小區中總的下行發(fā)射功率是一定的，因此，對處于小區邊緣惡劣信道條件下的相關(guān)UE或業(yè)務(wù)進(jìn)行的功率提升，在一定條件下會(huì )導致小區負荷過(guò)載。
業(yè)務(wù)速率變化 由于系統支持可變速率傳輸，處于基站附近信息狀況良好的用戶(hù)如果突然提高傳輸速率，則會(huì )瞬時(shí)增加對系統資源的使用需求。從空口來(lái)看，則需要占用更多的空口資源去調度以滿(mǎn)足業(yè)務(wù)的OoS要求。如果此時(shí)系統空口剩余RB資源不足，將會(huì )導致系統負荷過(guò)載。
切換失敗 在基于覆蓋的切換過(guò)程中，由于具有一定OoS要求的UE目標小區資源不夠被拒絕而發(fā)生切換失敗，致使UE依然以連接態(tài)處于原服務(wù)小區，則UE相關(guān)業(yè)務(wù)的QoS要求同樣會(huì )導致原小區負荷過(guò)載。
突發(fā)的隨機接入 在小區中，隨機接人信道PRACH的數量是有限的，而UE發(fā)起的隨機接入具有突發(fā)性和隨機性，并且這些隨機信號對于系統也是有干擾的。所以，當UE突發(fā)發(fā)起的隨機接入過(guò)程的數量瞬時(shí)超過(guò)了小區內PRACH信道容量，也會(huì )因為干擾的增加導致系統負荷過(guò)載。

2 負荷管理功能引入
當系統負荷過(guò)載時(shí)，如果不采取有效措施降低系統的負荷，會(huì )導致系統的性能急劇變差甚至引起系統崩潰。這就自然對RRM功能提出負荷管理的需求，即RRM所定義的負荷管理功能應能使系統迅速且可控的回歸到網(wǎng)絡(luò )規劃所定義的目標負荷值。
對于負荷管理功能來(lái)說(shuō)，主要實(shí)現兩方面的內容：即負荷過(guò)載識別和負荷過(guò)載解決。其功能組成如圖1所示。