LTEMLB负载均衡功能介绍.doc

''移动性负载均衡（MLB）应用场景分析一、概述随着 LTE 用户数的快速发展，部分小区的用户数或 PRB 利用率已接近容量极限，然后其他小区的资源使用率却很低，如何平衡同覆盖或存在重叠覆盖区域的小区间的负载是一个极有意义的课题。移动性负载均衡（Mobility Load Balancing，简称为负载均衡 MLB）是指 eNodeBeNodeB 判断小区的负载状态，当小区处于高负载状态时，将负载高小区中部分 UE 转移到负载低的小区，平衡异频或异系统异频或异系统之间的负载。二、负载均衡原理介绍移动性负载均衡（Mobility Load Balancing，简称为负载均衡 MLB）是指 eNodeB 判断小区的负载状态，当小区处于高负载状态时，将负载高小区中部分 UE 转移到负载低的小区，平衡异频或异系统之间的负载。负载平衡分为触发模式、选择目标小区、负载均衡执行三个阶段。根据这三个维度可划分为以下各种类型：''2.1 触发模式负载均衡根据触发模式可以分为空闲态 UE 预均衡、同步态用户数负载均衡、PRB 利用率/PRB 评估值负载均衡、下行数传用户数负载均衡等模式，现阶段实现主要负载标准为PRB 利用率、同步态用户数、UE 预均衡。2.1.1 基于 PRB 利用率的触发模式启动基于 PRB 利用率的负载均衡后，eNodeB 以每秒为周期测量小区 PRB 利用率和小区同步态用户数。若连续 5 秒内同时满足以下条件，则触发基于 PRB 利用率的负载均衡。小区某类 PRB 利用率InterFreqMlbThd +LoadOffet小区同步态用户数MlbMinUeNumThd +MlbMinUeNumOffset对于同一方向，小区 PRB 利用率状态判决的顺序依次为：GBR 业务、Non-GBR 业务、Total 业务。上下行独立判决，互不影响。负载均衡触发类型为判决满足负载平衡触发条件的 PRB 利用率类型，负载平衡触发方向为判决满足负载平衡触发条件的上行/下行方向。若连续 5 秒内满足以下任一条件，则停止异频 PRB 利用率负载均衡。小区所有 PRB 利用率类型InterFreqMlbThd小区同步态用户数MlbMinUeNumThd2.1.2 基于同步态用户数的触发模式''启动基于同步态用户数的负载均衡后，eNodeB 以每秒为周期测量小区同步态用户数。若连续 5 秒内小区同步态用户数InterFreqMlbUeNumThd+MlbUeNumOffset，则触发异频同步态用户数负载均衡。若连续 5 秒内小区同步态用户数InterFreqMlbUeNumThd，则停止异频同步态用户数负载平衡。2.2 选择目标小区触发负载均衡后，eNodeB 从首个 InterFreqLoadEvalPrd 周期超时时刻起，从异频邻区列表中选择目标小区列表，执行负载均衡动作。如果没有选择到满足条件的邻区，则本次负载均衡不执行负载均衡工作。随后每隔 InterFreqLoadEvalPrd 周期重复执行算法流程，直至负载均衡停止。2.2.1 确定候选邻区首先，eNodeB 根据参数 MlbAlgoSwitch、OverlapInd 和 LoadBalanceNCellScope 的配置情况，在异频邻区列表中按照如下原则筛选负载平衡邻区选择范围。如果异频邻区中存在重叠覆盖邻区（即 OverlapInd 配置为“YES（是） ”的邻区） ，邻区选择范围如下表所示。如果异频邻区中不存在重叠覆盖邻区，邻区选择范围如下表所示。在确定邻区选择范围后，eNodeB 筛选同时满足如下条件地小区作为候选邻区：处于激活态的小区。未被列入黑名单的小区。与其邻区不存在 PCI 冲突的小区。如果可以获取到小区节能状态，则要求为不处于节能（载频智能关断、异系统小区关断、低功耗）状态的小区。参数 NoHoFlag 设置为“PERMIT_HO_ENUM（允许切换） ”的小区。''参数 MlbTargetInd 配置为“ALLOWED（允许） ”的邻频对应的小区。2.2.2 负载信息交互如果勾选了参数 MlbAlgoSwitch 的“InterFreqMlbSwitch（异频负载均衡开关） ”选项，当触发负载平衡时启动负载信息交互，当停止负载平衡时停止负载信息交互。对于站内邻区，服务小区从所属 eNodeB 直接获取邻区的 PRB 利用率、同步态用户数、传输资源和硬件资源负载信息，无需通过 X2 接口交互获取；对于站间邻区，服务小区所属 eNodeB 将对候选邻区中配置了 X2 链路的异站邻区发起负载信息交互流程，邻区所属基站按照请求消息指示的交互周期回复 PRB 利用率、同步态用户数、传输资源和硬件资源负载信息。具体介绍可参考发布于 2012 年 3 月的 R10 版本 3GPP TS36.423 的 8.3.6 章节。2.2.3 识别交互邻区和盲邻区候选邻区中，能获取到其负载信息的小区即为交互邻区。如连续 6 个交互周期都没有收到某邻区回复负载信息，则该小区将不再为交互邻区。候选邻区中，不为交互邻区的小区均为盲邻区。以下针对不同 MlbAlgoSwitch 配置下，eNodeB 根据服务小区是否发起负载信息交互、邻区响应负载信息交互情况识别交互邻区和盲邻区进行说明。如果勾选了参数 MlbAlgoSwitch 的“InterFreqMlbSwitch（异频负载均衡开关） ”选项，eNodeB 根据下表识别交互邻区和盲邻区。如果没有勾选参数 MlbAlgoSwitch 的“InterFreqMlbSwitch（异频负载平衡开关） ”选项，但勾选了“InterFreqBlindMlbSwitch（盲负载均衡开关） ”选项，eNodeB 根据下表识别交互邻区和盲邻区。2.2.4 确定目标小区列表确定目标小区列表时，首先在候选邻区中的交互邻区和盲邻区按照不同条件筛选小区；''然后，在筛选出来的小区中根据 FreqSelectStrategy 的配置选择满足频点要求的小区，形成当前执行周期的目标小区列表。1. 根据参数 MlbAlgoSwitch 配置，对候选邻区中的交互邻区和盲邻区按照不同的条件进行筛选。交互邻区需同时满足如下条件：PRB 利用率、硬件负载和传输负载等负载信息无缺失而且为有效值的小区。硬件负载为 LowLoad 或者 MediumLoad 的小区。传输负载为 LowLoad 或者 MediumLoad 的小区。与服务小区历史切换性能较好（切换成功率高于 98%）的小区。当触发类型是 GBR 业务类型时，服务小区与邻区的 GBR 业务 PRB 利用率差值大于LoadDiffThd 的小区；当触发类型是 Non-GBR 业务类型或 Total 业务类型时，服务小区与邻区的 Total 业务 PRB 利用率差值大于 LoadDiffThd 的小区。当 MlbTriggerMode 设置为“PRB_OR_UE_NUMBER（PRB 模式或用户数模式触发） ”时，邻区 InterFreqMlbUeNumThd 邻区同步态用户数>0 的小区。参数 MlbAlgoSwitch 的“InterFreqMlbSwitch 选项参数 MlbAlgoSwitch 的“InterFreqBlindMlbSwitch”选项交互邻区盲邻区勾选不勾选不选择盲邻区勾选勾选选择交互邻区不勾选勾选不存在交互邻区未被置切换惩罚标识的小区2. 根据 FreqSelectStrategy 的配置情况，确定目标小区的频点的条件：如果 FreqSelectStrategy 配置为“FAIRSTRATEGY（公平选择策略） ” ，在进行异频负载平衡时，从所有异频频点中随机选择一个频点作为目标小区的频点。如果 FreqSelectStrategy 配置为“PRIORITYBASED（根据 MLB 频点优先级选择） ” ，在进行异频负载平衡时，按照 MlbFreqPriority 配置值顺序，从高到低选择最高的优先级，其对应频点（一个或者多个）作为目标频点。如果当前周期没有 UE 成功转移至选择的频点，则该频点将会被惩罚，后续的 2 分钟内不允许再作为目标频点。2.3 负载均衡执行2.3.1UE 选择eNodeB 在服务小区选择同时满足以下条件的 UE 进行负载均衡转移。''如果 UE 配置了 SPID，UE 的 SPID 值对应的 InterFreqMlbSwitch 配置为“TRUE（是） ” 。UE 不处于 CA 状态。UE 的 PRB 利用率同时 满足以下条件：对于本次负载平衡触发方向上，当触发类型是 GBR 业务类型时，UE 的 GBR业务的 PRB 利用率MlbUeSelectPrbThd；当触发类型是 Non-GBR 业务类型或 Total 业务类型时，UE 的 Non-GBR 业务的 PBR 利用率MlbUeSelectPrbThd。对于本次负载平衡触发方向上，当触发类型是 GBR 业务类型时，所有转移出的 UE 的 GBR 业务的 PRB 利用率总和处于一个上限以下；当触发类型是 Non-GBR 业务类型或 Total 业务类型时，所有转移出的 UE 的 Non-GBR 业务的 PRB利用率总和处于一个上限以下。以上两个上限均由本区和邻区的 PRB 利用率、本区和邻区的 RB 资源数以及参数InterFreqMlbThd、LoadDiffThd、LoadOffset 和 LoadTransferFactor 决定。对于非本次负载平衡触发方向上，当触发类型是 GBR 业务类型时，UE 的 GBR业务的 PRB 利用率MlbUeSelectPrbThd；当触发类型是 Non-GBR 业务类型或 Total 业务类型时，UE 的 Non-GBR 业务的 PRB 利用率MlbUeSelectPrbThd。UE 不处于惩罚状态。每 InterFreqLoadEvalPrd 周期内转移的最大 UE 个数不能超过 MlbMaxUeNum。如果本次负载平衡中服务小区所有 UE 都不满足条件，则不执行本次负载平衡动作。2.3.2负载转移根据参数 MlbHoMode 配置和 UE 能力信息，eNodeB 通过基于测量的切换、盲切换、基于测量的重定向或盲重定向将选择的 UE 转移到目标小区。基于测量的切换如果 UE 支持测量目标小区的频点，则 eNodeB 下发测量控制让其执行 EventA4 异频测量，同时启动 3 秒定时器。在定时器超时前，根据 UE 上报的测量结果，指示满足条件的 UE 启动切换。切换目标为目标邻区列表中 UE 测量到满足 EventA4 门限且信号最强的邻区。定时器超时后，对 UE 下发删除 EventA4 测量控制。''2.3.3 目标小区接纳判断当收到的切换请求消息携带的负载平衡切换原因为 Reduce load in serving cell 时，目标小区不做接纳判断，按照正常切换流程处理。当收到的切换请求消息携带的负载平衡切换原因为 Resource Optimisation Handover时，如果目标小区 PRB 利用率处于潜在高载状态或者负载平衡触发状态，则目标小区回复切换拒绝响应消息 HANDOVER PREPARATION FAILURE，否则按照正常切换流程处理。三、相关信令分析3.1 负载消息交互信令3.2 确定目标邻区的规则步骤：1、确定候选邻区：MlbAlgoSwitch、overlapInd、LoadBalanceNcellscope；2、负载信息交互;3、识别交互邻区和盲邻区：MlbAlgoswitch;4、确定目标小区列表：MlbAlgoswicth、Freqselectstrategy（转移同步态用户） 、IdleUeSelFreqScope（转移空闲态用户） ；''3.2.1 讨论是否设置存在重叠覆盖邻区 overlapInd 小区（即将相关邻区配置为OverlapInd）的区别；3.2.2 讨论将 LoadBalanceNcellscope 设置为 ADAPTIVE(自适应选择负载均衡邻区)或ALL(全部邻区)的区别；此时服务小区频率 37900，邻频 38098（共站） 、39050、38400。当设置为 ADAPTIVE 时 当设置为 LoadBalanceNcellscope 时当设置为 ADAPTIVE 时，但同站邻频（38098）的 MlbTargetInd 设置为不允许。''结论：当 LoadBalanceNcellscope 设置为 ADAPTIVE 时，优先选择同站邻区。如果同站邻区不存在或者不可用，则选择配置了 X2 链路的异站邻区；当 LoadBalanceNcellscope 设置为all 时，同站邻区和配置了 X2 链路的异站邻区。当配置 A4 后，UE 开始测量 3S，如无合适的小区，则删除 A4 事件。建议设置：建议设置：ADAPTIVEADAPTIVE，并根据现网情况，将不希望的频点设置为，并根据现网情况，将不希望的频点设置为 MlbTargetInd 设置为不允设置为不允许。许。3.2.3 讨论 FreqSelectStrategy 设置为 FAIRSTRATEGY(公平选择策略)或PRIORITYBASED(根据 MLB 频点优先级选择)的区别两个频点的 MLB 频点优先级均为 7 时 38098 优先级改为 7，其余邻频的优先级6；结论：当如果 FreqSelectStrategy 配置为“PRIORITYBASED(根据 MLB 频点优先级选择)” ，在进行异频负载平衡时，按照 MlbFreqPriority 配置值顺序，从高到低选择最高的优先级，其对应频点（一个或者多个）作为目标频点。''建议设置：建议设置：现网按照现网按照 FAIRSTRATEGYFAIRSTRATEGY 进行设置，可保证参与负载均衡的各频点负载公平；如进行设置，可保证参与负载均衡的各频点负载公平；如场景需要将负载定向平衡至特定频点是可采用场景需要将负载定向平衡至特定频点是可采用 PRIORITYBASEDPRIORITYBASED 设置。设置。3.3 负载平衡均衡执行当选择转移连接态 UE 时，现网采用切换的方式。当选择转移空闲态 UE 时，现网采用 RRC connection release 方式进行均衡。''将所选邻区参数 LoadBalanceNCellScope 取值为 ALL，将 IdleUeSelFreqScope 设置为负载信息频点（默认设置）（默认设置） ，观察下发频点优先级。LTELTE 频点优先级关系：频点优先级关系：将所选邻区参数 LoadBalanceNCellScope 取值为 ADAPTIVE，将IdleUeSelFreqScope 设置为负载信息频点，并修改负载频点（38098）重选优先级为 5，观察下发频点优先级。''结论：LTE 频点专有频点优先级如下推荐设置：推荐设置：