高负荷小区负载均衡技术应用策略

Posted 2021-04-15 前景理论

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高负荷小区原因及方案

随着LTE网络的发展和4G用户的快速逐渐增长，热点区域小区负荷也逐渐升高，用户的不均匀分布导致部分小区出现高负荷情况，热点区域小区均匀覆盖和单载波已经不能保障用户的需求，小区间覆盖伸缩和双载波部署越来越重要。目前通过覆盖调整、参数优化、负荷均衡、资源扩容等方式需要在热点区域展开，以提升网络容量。移动负载均衡(Mobility Load Balancing, MLB)是SON的重要功能之一,用于解决LTE小区之间的不均衡负载。

移动负载均衡算法简介

MLB算法的实现分为四个阶段：

1、MLB算法的触发；

2、选择适合负载均衡的目标频点和邻区；

3、选择适合转移的UE；

4、转移UE，转移的方式可以有切换，重定向，重选；

下图是MLB算法的一个简易流程图：

一、触发算法

MLB算法中有许多子功能算法，勾选InterFreqMlbSwitch即可开启系统内异频负载均衡功能。在目前的组网结构及策略上，异频负载均衡是MLB实现的主要方法，现网大部分站点也都只勾选了该选项。

通常的算法触发都会有四个维度：测量量，门限值，偏置，触发保持时间。

MLB可以通过小区的PRB利用率或者用户数来触发，两个测量量都各自对应一组门限的偏置参数组，其中PRB利用率还分为上行和下行。目前现网大部分小区都选择用户数触发模式。

MLB一旦触发，将进行周期性动作。每周期重新判断小区是否满足算法触发条件，执行负载均衡动作。

二、选择小区和频点

先确定候选邻区，再确定候选频点。

筛选候选邻区时，先通过静态参数过滤。

现网大部分小区重叠覆盖指示都为NO，负载邻区范围都配置为ADAPTIVE，即MLB候选邻区优先选取同站邻区，若无再选取有X2口的异站邻区。

再通过动态指标来过滤候选邻区。

差值是为了保证负载均衡的有效性，避免负荷乒乓转移。

从上面筛选出的候选邻区中提取出频点，按照选定的策略选取一个作为负载均衡目标频点

三、选择UE

UE选择分为必选条件，优选条件和不判决条件

优选条件涉及4个维度：PRB利用率、QCI、ARP、下行MCS。

优选条件的优先级可以设置，取值范围0~255。若取值255则为必选条件，取值0则为不选条件，取值1~254则为优选条件，数字越高，优先级越高。

算法会优先选择同时满足优选条件的UE。若不存在同时满足优选条件的UE，则根据优选条件的高低，逐一剔除低优先级的优选条件，逐一尝试选择满足剩余优选条件的UE。

每个负载评估周期内转移的最大UE个数不能超过CellMLB.MlbMaxUeNum。

四、转移UE

转移的UE，可以分为连接态和释放态。

对于连接态UE，转移的方法可以灵活配置，基于测量/盲的切换/重定向都可以实现。现网一般采用基于测量的A4切换来转移连接态UE。

下图是一个负载A4切换的实例，服务小区RSRP为-78dBm，信号很强，频点38400。UE未上报A2，直接收到了小区下发的A4测量控制信息，新增了一个测量配置，测量频点40936。1s后UE上报A4进行切换。

对于释放态UE，则在RRC释放消息中携带频点的重选优先级信息，在一段时间内提高目标频点的重选优先级，让UE释放RRC连接后更容易驻留在目标频点。

下图是一个释放态UE的RRC连接释放消息，在消息实体idleModeMobilityControlInfo中，携带了LTE和TD各频点的重选优先级，目标频点40936的优先级最高，设置为7。该配置的有效时间由T320指示，这里为10min。

高负荷小区优化思路

下图中的7个箭头基本上可以包括一个小区内UE所有可能的流动。涉及连接态的切换，空闲态的重选，连接态和空闲态的相互转换。

高负荷小区的主要优化思路：使UE尽可能的向外流出，减少流入的UE数。

MLB功能可以参与到7个箭头中的2个：

箭头1：通过基于负载的A4事件将UE从高负荷小区切换出；

箭头2：通过在RRC连接释放消息中更改异频的重选优先级，使得UE在进入空闲态时重选到邻频小区。

相关案例演示

<国土资源培训学校>共有4个频点，12个小区，站点高度20米，主要覆盖住宅区和工业厂房。

查询现网参数配置，F频点38400的3个小区开启了MLB功能，相关参数设未有异常。但从上图中各频点的下行业务占比来看，频点38400仍然承担了近40%的业务，而频点40936和38098分别只承担了约15%的业务，业务分布非常不平衡。

3个小区处于高负载状态的时长都是3599，即整个小时段，MLB都处于触发状态。3个小区负载原因触发的异频测量下发次数的次数相差较大，第3小区1665次远远高于其他2个小区。

下发A4测量的次数将间接影响上报A4的UE数、成功完成切换的UE数，从而影响负载均衡的效率。异频测量下发次数与负载评估周期以及每周期可转移的最大UE数有关。

另外，UE成功上报A4的比例很低，3个小区整体比例22.07%。也就是说大部分候选UE测量到的异频邻区信号强度都低于负载A4门限，查询小区参数配置，小区1/2/3的负载A4门限为-98/-98/-95，该门限值可略微调低，来提高负载均衡动作的效率。

而同站邻区的异频A2起测门限为-93/95，大部分UE很容易就开启异频测量，通过基于覆盖的A4重新切换回高负荷小区，这就解释了为什么开启了MLB功能，站点话务仍然不均衡。为防止产生乒乓切换，需要相应的调整目标小区的A2起测门限。

12月5日18:00做如下图参数修改：

对比修改前后指标变化：

12月5日修改参数后，小区1和小区2的测量下发次数大幅提升，小区1和小区3成功上报A4的比例大幅提升。

12月5日修改参数后，小区1和小区2的测量下发次数大幅提升，小区1和小区3成功上报A4的比例大幅提升。

站点的下行业务字节总数相对平稳，但F频点38400的业务占比明显下降，D2频点38098业务占比显著提升，达到41.43%。D1和D3频点业务占比略有下降。

参数修改后F频点小区测量下发次数明显增对，增加了负载切换次数，但对于负载均衡提升效果甚微。

降低D2频点38098的异频A2起测门限可以保留住F频点38400负载均衡转移过来的UE，防止UE通过基于覆盖的A4切换回F频点，对于分担话务效果明显。但同时也会影响D1和D3频点的话务。

12月9日16:00第二次修改参数，将D1频点和D3频点的异频A2门限也调整至-102dBm。

站点的空口下行字节总数略有下降。F频点38400业务占比继续减低，截止12月12日占比为32.35%；D1频点业务占比上升至25.09%；D2频点38098业务占比下降至25.93%；

D3频点占比上升至16.63%。各频点业务占比已经相差不大了。

按照集团对高负荷小区的指标定义，以小时为颗粒度统计站点所有小区出现高负荷的次数。

未调整前，小区2每天出现高负荷的次数非常多；第一次调整后，小区2出现次数减少，D2频点小区7和小区9出现次数增多；第二次调整后，出现高负荷小区的总次数没超过1次，且并没有小区稳定出现。高话务且符合不均衡的问题基本解决。

MLB技术策略经验总结

MLB算法功能强大，也比较复杂。四个阶段都可以根据应用场景来个性化设置，对于高负荷小区的话务均衡有很大的帮助。

MLB功能本质上是提供了多种将UE从高负荷小区转移出的途径，但在小区UE流动的7个箭头中只占其2。对高负荷小区的优化处理过程中，不仅要考虑“出”的方向，还要考虑“入”的方向。上面的案例中，就是在“入”的方向上参数设置不合理，导致MLB动作徒劳无功。

在多频组网的情况下，首先要明确各频点的主要覆盖目的：深度覆盖/连续覆盖/话务吸收。MLB算法中参数的设置需要同时考虑组网的策略以及话务的覆盖分布情况。

建议MLB算法的参数设置按照小区的MRR覆盖率来分层次统调，然后再分别处理TOP小区。

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