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1、江苏创新成果申报多方案负载均衡策略研究提升用户感知工程成员： 徐卉 杭小飞 申报单位：中国电信南通分公司创新类型： 优化创新 申报日期： 2021年11月 江苏创新成果申报摘 要电信4G网络结构中，大局部区域LTE网络主要采用1.8G频段FDD网络覆盖，在局部热点区域，如高校、车站、大型商城等，在1.8G频段根底上，会增加2.1G频段FDD网络和2.6G频段TDD网络以分担较高的话务。在实际操作中经常会遇到，相同覆盖区域内，不同频段间话务量差异较大，负荷不均衡的现象。本文通过研究IMMLB、AMLE、IFLB三种负载均衡策略之间不同优势特点，结合实际扇区KPI及DPI数据。技术上，创新引入伙伴
2、小区负载均衡策略，通过站间X2接口进行负荷交互，实现效劳小区与伙伴小区间负荷动态平衡。方案上，创新采取激活空闲双均衡，上下话务双策略，提高组网灵活性和可用性。通过合理分配现有资源，实现4G网络资源利用率最大化，提升高负荷场景中，用户网络感知水平。本课题已在南通多个高校场景中推广使用，目前已完成12所高校，200多个基站扇区的负载均衡方案实施。由于负载均衡使原本闲置的网络资源得到利用，使基站高负荷现象得到解决，节省了大量原本需扩容的硬件资源。结合前期扩容方案和闭环问题点估算，节省BBU/RRU、天线、光纤等一次性设备本钱约50万元，同时，减少新增站址租赁、场地费等约38万元/年。关键字：负载均衡
3、、CAC用户感知 目录1工程概述22工程关键创新点33创新成果展示44负载均衡策略及应用44.1IMMLB策略空闲态的负载均衡44.1.1功能原理44.1.2功能验证64.2AMLE策略激活态的负载均衡74.2.1功能原理74.2.2功能验证94.3iFLB策略激活态的负载均衡104.3.1功能原理104.3.2功能验证124.4策略实施135效益评估及成果价值175.1提升资源利用率降低建设本175.2热点区域感知保障176成果推广现状及推广前景186.1推广现状186.2推广前景181 工程概述南通电信围绕如何在高负荷场景提供高品质网络这一课题，从技术创新、方案创新两方面，总结出在不同网络
4、覆盖及负荷场景中，使用科学的负载均衡策略，合理分配现有资源，实现4G网络资源利用率最大化，提升高负荷场景中，用户网络感知水平。根据IMMLB、AMLE、IFLB三种负载均衡策略之间不同优势特点，结合实际扇区KPI及DPI数据。技术上，创新引入伙伴小区负载均衡策略，通过站间X2接口进行负荷交互，实现效劳小区与伙伴小区间负荷动态平衡。方案上，创新采取激活空闲双均衡，上下话务双策略，提高组网灵活性和可用性。成果运用：本成果已在南通多个高校场景中推广使用，目前已完成12所高校，200多个基站扇区的负载均衡方案实施。由于负载均衡使原本闲置的网络资源得到利用，使基站高负荷现象得到解决，节省了大量原本需扩容
5、的硬件资源。结合前期扩容方案和闭环问题点估算，节省BBU/RRU、天线、光纤等一次性设备本钱约50万元，同时，减少新增站址租赁、场地费等约38万元/年。2 工程关键创新点创新点1：多种负载均衡策略，综合优化高负荷场景，通过采用多种负载均衡参数策略，在不改变网络环境及设备现状前提下，实现高负荷场景下，扇区间负荷分流平均，替代原本通过控制覆盖及接入来实现分担网络负荷的方式。创新点2：AMLE负载均衡，创新采用CAC交互功能，实现指定小区间负载均衡，新型AMLE负载均衡策略，不同于传统负载均衡方式中，通过固定门限实现功能开关，对目标扇区采取盲切换，该策略通过X2口动态监控及目标对象间智能排序，实现更
6、加科学合理的负载均衡。创新点3：创新采用两分法，灵活采取不同策略，有效提升资源利用率，针对不同负荷场景，研究负荷与感知间的关系，总结感知影响拐点负荷门限，将场景分为上下负荷两种，在保证用户感知前提下，灵活采取不同的负载均衡策略。3 创新成果展示图3-1 本课题创新成果展示创新成果主要为：高负荷问题得到缓解：在校园区域，原本1.8G与2.1G、TDD负荷差异大现象得到解决，各频点负荷趋于均衡，局部扇区高负荷问题，因此得到改善。助力秋季校园迎新：正值9月份高校开学时期，如今随着移动业务开展，校园用户业务类型，以on line游戏、直播、视频为主，对时延及速率要求较高，该方案实施，为提升校园网络性能
7、，开展校园新用户起到重大作用。校园等高负荷场景用户感知指标得到提升：在完成负载均衡实施后，校园整体感知类指标包括网页翻开时延、网页首屏时延、视频下载速率、视频卡顿频率、消息发送成功率、交互时延均得到提升，为树立电信优秀品牌形象提供助力。4 负载均衡策略及应用4.1 IMMLB策略空闲态的负载均衡4.1.1 功能原理IMMLB功能，基于实时检测效劳小区可用容量CAC触发，根据参数配置可用于空闲态负载均衡调度的UE百分比来判定需要释放多少个UE，并根据参数中配置邻小区的特定频点的权重，采用加权轮循调度算法计算出各频点临时优先级，并在RRCConnectionRelease的IdleModeMobi
8、lityControlInfo中下发优先级以控制将UE重选到目标小区。功能的实现流程：图4-1 IMMLB工作流程图功能相关参数如下：参数名称功能含义取值范围建议值actIdleLB功能开关0 (false), 1 (true)TRUEidleLBPercentageOfUes可进入负载均衡状态的UE比例0.100 %, step 10 %90%T320定义在IdleModeMobilityControlInfo中临时优先级在空闲态有效时长；重新发起业务后将重置5min (5), 10min (10), 20min (20), 30min (30), 60min (60), 120min (1
9、20), 180min (180)30minidleLBCelResWeight本小区权重1.100, step 130idleLBCapThresh负荷启动门限0.100 %, step 1 %90%idleLBEutCelResWeight邻小区权重1.100, step 1100表4-1 IMMLB相关参数4.1.2 功能验证当IMMLB功能未开启时，如果UE满足inactive timer，触发RRC连接释放，此时的层3信令解析如下：图4-2 未开启IMMLB时RRC释放信令开启IMMLB功能之后，如果UE满足inactive timer，触发RRC连接释放，此时的层3信令解析如下，网
10、络会给系统内各个频点配置一个临时优先级，通过释放消息携带给UE，在T320期间30min内，UE都会根据这个临时优先级进行重选R准那么的判决。图4-2 开启IMMLB时RRC释放信令4.2 AMLE策略激活态的负载均衡4.2.1 功能原理AMLE功能，效劳小区与伙伴小区通过X2交互小区可用容量CAC，并以此判断源小区与目标小区负荷是否满足AMLE激活条件；针对iFLBBearCheckTimer满足且非iFLB状态的UE，启动A4测量异频伙伴小区频点，滤掉RSRP&RSRQ&CAC等条件不满足的小区后，所有小区按CAC降序，选择CAC最大的小区作为目标小区进行异频切换。功能的实现流程：图4-4
11、 AMLE工作流程图CAC的交互说明： 同站：开启Amle功能，同站不同小区间CAC交互 异站：效劳站点与目标站点同时开启Amle功能，周期性X2交互CAC图4-5 CAC交互流程图AMLE的激活条件：需同时满足以下3条件 CACS deltaCac图4-6 AMLE激活条件AMLE执行对象的选择： 剔除RSRQ&RSRQ小于thresholdRsrpIFLBFilter和thresholdRsrqIFLBFilter的小区 剔除负荷切换黑名单小区 剔除CAC不满足要求的小区同AMLE激活条件 目标小区按CAC降序排序 选择CAC最大的小区作为Amle执行对象进行异频切换AMLE功能相关参数：
12、参数名功能含义取值范围建议值actAmle功能开关0 (false), 1 (true)TRUEprohibitLBHOTimer禁止负荷切换计时器1s (1), 2s (2), 5s (5), 10s (10), 20s (20), 50s (50), 100s (100)10samlePeriodLoadExchangeX2 CAC负荷交互周期1000ms (1000), 2000ms (2000), 5000ms (5000), 10000ms (10000)1000msiFLBBearCheckTimerQCI1承载检测计时器1.30 s, step 1 s12stargetCarri
13、erFreq伙伴小区频点0.65535, step 1cacHeadroom伙伴小区CAC需高于该门限0.100 %, step 1 %0%deltaCacCAC伙伴 - CAC效劳小区需大于该门限0.100 %, step 1 %5%maxCacThreshold效劳小区CAC需低于该门限0.100 %, step 1 %80%targetLoadGbrDl下行GRB的target load0.100 %, step 1 %50%targetLoadNonGbrDl下行non-GRB的target load0.100 %, step 1 %75%targetLoadPdcchPDCCH资源的
14、target load0.100 %, step 1 %50%thresholdRsrpIFLBFilter目标小区RSRP门限-140.-44 dBm, step 1 dBm-95thresholdRsrqIFLBFilter目标小区RSRQ门限-19.5.-3 dB, step 0.5 dB-12amleAllowed定义伙伴邻小区0 (false), 1 (true)TRUE表4-2 AMLE相关参数4.2.2 功能验证功能开启后，UE接收网络发下的EVENT A4测量配置。图4-7 A4事件信令截图UE定期上报MR给eNB，根据MR，eNB判决是否进行基于覆盖或者负载均衡的切换。图4-7 测量报告信令截图从截图中可以看出，基于A4时间的切换成功实现。图4-8 测量报告信令截图4.3 iFLB策略激活态的负载均衡4.3.1 功能原理当翻开iFLB功能后，每个小区都会周期性的测量DL GBR，DL non-GBR和PDCCH load，同ENB中的小区会相互交换负载信息。
