LTE中负荷管理功能分析

摘要：负荷管理功能是LTE的E-UTRAN系统中RRM的一个重要组成部分。通过分析LTE系统中eNB负荷过载的场景，引出负荷管理功能的必要性，并进一步分析了负荷参量表示及负荷管理功能的主要处理内容，对于移动通信系统负荷管理功能及其他RRM功能的设计、实现具有很强的指导意义。
关键词：LTE；RRM；负荷管理；过载识别；过载解决

0 引言
任何移动通信系统都有一个可用相关参量的值来表示的系统负荷门限值，LTE也不例外。如果系统实际的负荷值超过了这个负荷门限值，则判定系统处于负荷过载状态。
正常情况下，如果系统进行了恰当的规划，并且RRM中的接纳控制等算法都正常且高效工作，则可以大大降低系统负荷过载的发生的概率。再进一步，如果接纳控制完全理想，系统就永远不会出现负荷过载。

1 系统负荷过载发生的场景
系统负荷过载发生的场景包括以下几个方面：
接纳控制预估不准确 在接纳控制过程，用户会分配无线、传输等方面的资源。接纳控制功能应该正确评估申请资源的用户的QoS特性及资源需求，设置最佳的控制门限判决用户是否能够接入。但实际网络中用户传输业务时的信道特性很难准确预估，当出现系统真正调度用户所需要的资源大于接纳预估的资源时，将很容易导致系统负荷过载。
邻区干扰的随机性 在用户或业务接入时，在做基于干扰的接纳控制时，统计得到的邻区干扰对于服务小区来说是一个统计平均值。但实际系统中邻小区的干扰不可能总是恒定，在邻小区干扰变化非常大的某个时刻，可能导致系统或小区负荷瞬时过载。
边缘用户功率提升 在下行链路，分配给每个UE的发射功率都是基于UE所处位置及对应的信道状况的，但有的时候大部分UE可能都处于小区边缘的恶劣信道状态下，而小区中总的下行发射功率是一定的，因此，对处于小区边缘恶劣信道条件下的相关UE或业务进行的功率提升，在一定条件下会导致小区负荷过载。
业务速率变化 由于系统支持可变速率传输，处于基站附近信息状况良好的用户如果突然提高传输速率，则会瞬时增加对系统资源的使用需求。从空口来看，则需要占用更多的空口资源去调度以满足业务的OoS要求。如果此时系统空口剩余RB资源不足，将会导致系统负荷过载。
切换失败 在基于覆盖的切换过程中，由于具有一定OoS要求的UE目标小区资源不够被拒绝而发生切换失败，致使UE依然以连接态处于原服务小区，则UE相关业务的QoS要求同样会导致原小区负荷过载。
突发的随机接入 在小区中，随机接人信道PRACH的数量是有限的，而UE发起的随机接入具有突发性和随机性，并且这些随机信号对于系统也是有干扰的。所以，当UE突发发起的随机接入过程的数量瞬时超过了小区内PRACH信道容量，也会因为干扰的增加导致系统负荷过载。

2 负荷管理功能引入
当系统负荷过载时，如果不采取有效措施降低系统的负荷，会导致系统的性能急剧变差甚至引起系统崩溃。这就自然对RRM功能提出负荷管理的需求，即RRM所定义的负荷管理功能应能使系统迅速且可控的回归到网络规划所定义的目标负荷值。
对于负荷管理功能来说，主要实现两方面的内容：即负荷过载识别和负荷过载解决。其功能组成如图1所示。