LTE中負荷管理功能分析

摘要：負荷管理功能是LTE的E-UTRAN系統中RRM的一個重要組成部分。通過分析LTE系統中eNB負荷過載的場景，引出負荷管理功能的必要性，并進一步分析了負荷參量表示及負荷管理功能的主要處理內容，對于移動通信系統負荷管理功能及其他RRM功能的設計、實現具有很強的指導意義。
關鍵詞：LTE；RRM；負荷管理；過載識別；過載解決

0 引言
任何移動通信系統都有一個可用相關參量的值來表示的系統負荷門限值，LTE也不例外。如果系統實際的負荷值超過了這個負荷門限值，則判定系統處于負荷過載狀態。
正常情況下，如果系統進行了恰當的規劃，并且RRM中的接納控制等算法都正常且高效工作，則可以大大降低系統負荷過載的發生的概率。再進一步，如果接納控制完全理想，系統就永遠不會出現負荷過載。

1 系統負荷過載發生的場景
系統負荷過載發生的場景包括以下幾個方面：
接納控制預估不準確 在接納控制過程，用戶會分配無線、傳輸等方面的資源。接納控制功能應該正確評估申請資源的用戶的QoS特性及資源需求，設置最佳的控制門限判決用戶是否能夠接入。但實際網絡中用戶傳輸業務時的信道特性很難準確預估，當出現系統真正調度用戶所需要的資源大于接納預估的資源時，將很容易導致系統負荷過載。
鄰區干擾的隨機性 在用戶或業務接入時，在做基于干擾的接納控制時，統計得到的鄰區干擾對于服務小區來說是一個統計平均值。但實際系統中鄰小區的干擾不可能總是恒定，在鄰小區干擾變化非常大的某個時刻，可能導致系統或小區負荷瞬時過載。
邊緣用戶功率提升 在下行鏈路，分配給每個UE的發射功率都是基于UE所處位置及對應的信道狀況的，但有的時候大部分UE可能都處于小區邊緣的惡劣信道狀態下，而小區中總的下行發射功率是一定的，因此，對處于小區邊緣惡劣信道條件下的相關UE或業務進行的功率提升，在一定條件下會導致小區負荷過載。
業務速率變化 由于系統支持可變速率傳輸，處于基站附近信息狀況良好的用戶如果突然提高傳輸速率，則會瞬時增加對系統資源的使用需求。從空口來看，則需要占用更多的空口資源去調度以滿足業務的OoS要求。如果此時系統空口剩余RB資源不足，將會導致系統負荷過載。
切換失敗 在基于覆蓋的切換過程中，由于具有一定OoS要求的UE目標小區資源不夠被拒絕而發生切換失敗，致使UE依然以連接態處于原服務小區，則UE相關業務的QoS要求同樣會導致原小區負荷過載。
突發的隨機接入 在小區中，隨機接人信道PRACH的數量是有限的，而UE發起的隨機接入具有突發性和隨機性，并且這些隨機信號對于系統也是有干擾的。所以，當UE突發發起的隨機接入過程的數量瞬時超過了小區內PRACH信道容量，也會因為干擾的增加導致系統負荷過載。

2 負荷管理功能引入
當系統負荷過載時，如果不采取有效措施降低系統的負荷，會導致系統的性能急劇變差甚至引起系統崩潰。這就自然對RRM功能提出負荷管理的需求，即RRM所定義的負荷管理功能應能使系統迅速且可控的回歸到網絡規劃所定義的目標負荷值。
對于負荷管理功能來說，主要實現兩方面的內容：即負荷過載識別和負荷過載解決。其功能組成如圖1所示。