LTE 負載均衡優化的研究

孫曉寧

（中國電信股份有限公司許昌分公司網絡運營部，河南 許昌461000）

1 負載均衡優化的背景

隨著LTE 用戶數的快速增長，部分小區的用戶數或PRB利用率已接近極限容量，越來越多的小區開始進行雙載波配置。然而依靠傳統均勻覆蓋的策略，不能夠達到理想的用戶分擔效果，且易造成小區間乒乓切換。負載均衡算法以用戶數及PRB 利用率為判決標準，對網絡負荷的評估更為直觀，在解決雙載波負載均衡的問題上，發揮著越來越重要的作用。

2 負載均衡算法的原理

移動性負載均衡（MLB）是通過判斷本小區的負載高低，并結合鄰區間的負載情況，將負載由繁忙的本小區轉移至資源相對充裕的鄰小區的過程，實現了網絡資源利用的最大化，提升用戶感知。

3 負載均衡的基本流程

目前，負載轉移應用僅支持異頻場景，其功能開關及切換判決門限均可通過相應參數的設置進行個性化設定。

3.1 負載均衡參數的基本配置

負載均衡參數主要包含以下四個部分：①負載均衡功能開關：打開/關閉；②負載均衡三種觸發模式：基于用戶數的負載均衡、基于PRB 的負載均衡、基于用戶數和PRB 的負載均衡；③負載均衡門限參數：判決門限（觸發、停止）、負載評估周期與負載觸發判決定時器；④小區及UE 選擇。

3.1.1 負載均衡觸發

轉移上行同步態用戶：小區上行同步態用戶數≥異頻負載均衡用戶數門限＋負載均衡用戶數偏置；轉移釋放態用戶：小區上行同步態用戶數≥異頻空閑態MLB 用戶數門限＋負載均衡用戶數偏置。

3.1.2 負載評估周期與負載觸發判決定時器

評估周期建議值為10s，判決定時器建議值為5s。即在10s 的檢測周期內，主小區連續5s 處于高負載狀態，將觸發負載均衡。

3.1.3 負載均衡停止

若負載平衡觸發判決定時器時間內一直滿足如下條件，則停止轉移上行同步態UE 的用戶數負載平衡：①停止上行同步態用戶轉移：小區上行同步態用戶數<異頻負載均衡用戶數門限；②停止釋放態用戶轉移：小區上行同步態用戶數<異頻空閑態MLB 用戶數門限。

此處是以基于用戶數的負載均衡為例，基于PRB 的負載均衡與此相同，只是觸發門限由“用戶數”改為“PRB 利用率”。

3.2 目標小區的選擇

目標小區初選觸發負載平衡后，切換的目標鄰區必須為正常狀態，即處于激活態、未被列入黑名單、鄰區關系中配置為“允許切換”。除此之外，eNodeB 會根據主小區與鄰區小區的同覆蓋度進一步確定候選小區名單，即同覆蓋度更高的鄰小區更容易作為切換的目標小區。

負載信息交互觸發負載均衡的小區，將與初選后的鄰小區進行負載信息交互，以進一步確定切換的目標小區。負載信息交互包括小區的空口負載、硬件負載、傳輸負載信息。

目標小區確定通過信息交互，最終本小區將選擇目標負載情況達到要求，切換成功率高于98%，并且（服務小區同步態用戶數-鄰區同步態用戶數）÷服務小區同步態用戶數＞用戶數差值門限的小區進行切換（用戶數差值門限建議值為15%）。基于PRB 的負載均衡，相關門限為“PRB 利用率”，原理相同。

3.3 UE 選擇的條件

由于一次性切換出的用戶數過多，可能會對鄰區產生較大影響，故在一個負載均衡周期內，最大選擇用戶數一般設置為5。

必選條件是UE 不屬于緊急呼叫用戶，UE 不處于CA 狀態。

4 負載均衡驗證方法

目前，許昌業務區全網宏站共有三個頻段，800M、1.8G、2.1G。由于負載均衡參數對鄰區間“同覆蓋度”有較高的要求，且800M 站點在覆蓋、帶寬方面與1.8G、2.1G 站點差異巨大，負載均衡參數難以達到理想的均衡效果，故目前負載均衡參數主要用于熱點區域1.8G+2.1G 同覆蓋組網站點。

5 負載均衡效果的評估驗證

通過日常監控發現，前劉_2 第二載波小區（2.1G）PRB 利用率較高，小時級下行峰值PRB 利用率達到95.81%，RRC 最大連接用戶數達到222 人，扇區同覆蓋方向1.8G 小區前劉_2用戶數及利用率遠低于2.1G 小區，兩個扇區負載均衡情況有待改善（見表1）。

按照負載均衡配置表中參數建議值進行調整后，前劉_2小區1.8G、2.1G 兩個扇區負載均衡情況有明顯好轉。如圖1所示，優化后兩扇區下行PRB 利用率差值小于10%，RRC 連接建立最大用戶數也基本保持平衡，到達預期的效果。

圖1 許昌前劉_2（1.8G/2.1G）小區負載均衡前后用戶數及利用率走勢圖

目前許昌業務區共有普通宏站1.8+2.1G 主輔載波共69對，其中主輔載波不平衡小區36 對，修改負載均衡參數后，30對小區達到負載平衡狀態，對剩余6 對覆蓋差異較大的小區進行天饋調整后，負載基本平衡。

6 結語

負載均衡功能可以根據服務小區和其鄰區負載狀態或者用戶數情況，合理部署小區運行流量，有效地使用系統資源，以提高系統的容量和系統的穩定性。但在小區業務量均衡優化過程中，并不是所有的小區都是直接通過運用負載均衡算法來優化的，針對小區覆蓋不一致場景、用戶數分布不合理場景、參數配置不合理場景，仍需優先通過RF、參數核查、干擾核查、用戶數分布分析來優化。以上優化措施完成，在業務量差距仍然很大的情況下，再考慮使用負載均衡參數。

表1