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;
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：
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;
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＜MlbMinUeNumThd
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;
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;
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;
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
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;
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_NUMBERPRB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 | 选择交互邻区 | 不选择盲邻区 |
勾选 | 勾选 | 未被置切换惩罚标识的小区 | |
不勾选 | 勾选 | 不存在交互邻区 | |
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;
负载均衡应用场景
●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;
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
负载消息交互信令
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;
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