用于使用分布式天線系統進行地理負荷均衡的進化算法
【專利摘要】提出了用于對具有多個數字遠程單元(DRU)的無線通信系統中的非均勻分布的網絡業務量進行均衡的方法及裝置。在一些實施方式中，方法包括將多個DRU劃分成多個DRU扇區，并且取決于上述DRU扇區中的至少之一中的業務量狀況來動態地重新劃分上述多個DRU扇區，使得該重新劃分滿足軟容量約束或硬容量約束中的至少之一。該動態重新劃分可以基于至少一個優化算法。
【專利說明】用于使用分布式天線系統進行地理負荷均衡的進化算法
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年2月17日提交的題為"Evolutionary Algorithms for Geographic Load Balancing Using a Distributed Antenna System，'的美國臨時專利申 請No. 61/600, 530的優先權，其全部公開內容出于所有目的通過引用合并到本文中。

【背景技術】
[0003] 分布式天線系統（DAS)已經廣泛地實施于現有技術的蜂窩通信系統中以增強無 線網絡性能。DAS因其與傳統無線網絡設施相比而言的架構設計而相對于常規通信系統具 有明顯的優勢。近期的研究確定了使用DAS的其他潛在優點。然而，大部分關于DAS的近 期工作并未關注用于優化負載均衡性能的負載均衡技術。因此，在本領域中需要與DAS中 的負載均衡相關的改善了的方法和系統。


【發明內容】

[0004] 隨著蜂窩用戶的增加，在無線網絡中常見有業務量熱點和不均衡的業務量分布。 本發明的實施方式涉及用于移動網絡的負載均衡系統，該負載均衡系統根據業務量地理分 布來優化蜂窩性能以提供高的服務質量（QoS)。在一些實施方式中，由多扇區基站收發臺 (BTS)提供的虛擬化分布式天線系統（VDAS)具有在給定地理區域上分配蜂窩容量的能力。 VDAS可以將一部分BTS容量集中在業務量"熱點"周圍，并且將剩余的BTS容量重新分配在 其他小區上。為了能夠在分布式天線（DA)之間進行負載均衡，本發明的實施方式可以取決 于時變業務量將DA動態地分配給BTS扇區。在一些實施方式中用公式將VDAS扇區化表示 為整型線性約束優化問題，VDAS扇區化使得作為網絡中的兩個重要的關鍵性能指標（KPI) 的受阻呼叫和切換最小化。在一些實施方式中，VDAS扇區化技術在滿足每個扇區處的容量 需求的同時考慮連續并且緊密的扇區來使切換的數量最小化。許多實施方式包括遺傳算法 (GA)和估計分布算法（EDA)這兩個進化算法中的至少之一以解決該問題。呈現有針對不同 的業務量情形評估系統性能的結果。結果表明這兩個進化算法對于小規模的網絡獲得極佳 的 KPI。
[0005] 本發明的實施方式包括用于對VDAS無線通信系統中的業務量進行優化的方法及 裝置。檢查對DRU的扇區化以對VDAS LTE系統中的業務量進行均衡。認為合適的扇區化 是在每個扇區中有效地使用滿足軟容量和硬容量的資源（許可）。提出了連續并且緊密的 扇區以減少切換和干擾。在一些實施方式中將DRU扇區化公式化為使受阻呼叫和切換呼叫 最小化的整型線性規劃問題。
[0006] 公開了包括EDA算法和GA算法的實施方式以解決扇區化問題，并且將各個解彼 此以及與最優解或下界解進行比較。通過使用三個測試問題，EDA算法相比GA算法毫無疑 問地提供了更好更快的結果，并且對于能夠列舉其大小的問題實現了最優性。對于小網絡 (19_DRU)，EDA算法和GA算法顯示出出色的性能。對于大網絡，EDA在合理的時間內顯示出 優異的特性。
[0007] 根據本發明的一種實施方式，提供了一種用于對具有多個數字遠程單元（DRU)的 無線通信系統中的非均勻分布的網絡業務量進行均衡的方法。該方法包括將上述多個DRU 劃分成多個DRU扇區，并且取決于上述DRU扇區中的至少之一中的業務量狀況動態地重新 劃分上述多個DRU扇區，使得該重新劃分滿足軟容量約束和硬容量約束中的至少之一。該 動態重新劃分基于至少一個優化算法。例如，上述至少一個優化算法可以包括至少一個進 化算法例如遺傳算法（GA)或估計分布算法（EDA)。
[0008] 在一些實施方式中，上述至少一個優化算法包括至少一個線性規劃模型，該線性 規劃模型包括以下約束中的至少之一：使受阻呼叫最小化、使呼叫切換最小化或者使DRU 扇區中的每一個的緊密性指標最大化。DRU扇區中的每一個可以包括連續的DRU并且DRU 扇區中的每一個可以基本緊密。例如，軟容量約束可以包括最大用戶數量以維持可接受的 信噪比（SNR)。再例如，硬容量約束可以包括分配給虛擬基站（VBS)的許可/資源的總數。
[0009] 根據本發明的另一種實施方式，提供了一種用于對具有多個數字遠程單元（DRU) 的無線通信系統中的非均勻分布的網絡業務量進行均衡的方法。該方法包括：a)提供與基 站的多個扇區相關聯的數字接入單元（DAU);以及b)提供與該DAU相關聯的多個DRU。該 方法還包括：c)將上述多個DRU劃分成多個DRU扇區；以及d)測量與上述多個DRU扇區相 關聯的受阻呼叫的數量。該方法還包括：e)確定受阻呼叫的數量大于預定閾值；以及f)使 用至少要素 c)至要素 e)進行迭代。
[0010] 根據本發明的特定實施方式，提供了一種用于對分布式天線系統（DAS)中的非均 勻分布的網絡業務量進行均衡的方法。該方法包括：a)提供與基站的多個扇區相關聯的數 字接入單元（DAU);以及b)提供與該DAU相關聯的多個數字遠程單元（DRU)。該方法還包 括：c)將上述多個DRU劃分成多個DRU扇區；以及d)對與上述多個DRU扇區相關聯的業務 量狀況的至少一個度量進行測量。該方法還包括：e)將上述至少一個度量與預定閾值進行 比較；f)確定有必要進行對劃分的迭代；以及g)對至少要素 c)至要素 e)進行迭代。
[0011] 根據本發明的另一特定實施方式，提供了一種分布式天線系統（DAS)。DAS包括 一個或更多個數字接入單元（DAU)和與上述一個或更多個DAU耦接的多個數字遠程單元 (DRU)。該系統還包括數據處理器，該數據處理器與上述多個DRU耦接并且該數據處理器包 括非暫態計算機可讀存儲介質，該非暫態計算機可讀存儲介質包括有形地體現在該計算機 可讀存儲介質上的多個計算機可讀指令，上述多個計算機可讀指令當由該數據處理器執行 時提供對網絡業務量的均衡。上述多個指令包括：a)使該數據處理器將多個DRU劃分成多 個DRU扇區的指令；以及b)使該數據處理器對與上述多個DRU扇區相關聯的業務量狀況的 至少一個系統度量進行測量的指令。上述多個指令還包括：c)使該數據處理器將上述至少 一個系統度量與預定閾值進行比較的指令；以及d)使該數據處理器確定上述至少一個系 統度量大于該預定閾值的指令。上述多個指令還包括：e)迭代至少要素（a)至要素（d)。 在一些實施方式中，取決于特定的系統度量，還可以將上述指令修改成確定上述至少一個 系統度量小于預定閾值。在此情況下，進行迭代直到該系統度量大于或等于該預定閾值為 止。本領域的普通技術人員會意識到許多變型、修改和替代方案。
[0012] 在一些實施方式中，迭代的數量可以取決于DRU扇區中的至少之一中的業務量狀 況，使得重新劃分滿足軟容量約束或硬容量約束中的至少之一。在一些實施方式中，軟容量 約束可以包括減少切換，而硬容量約束可以包括在任意一個時間點的所處理的呼叫的最大 數量。在一些實施方式中，動態的重新劃分基于至少一個優化算法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 可以通過參考附圖來理解各實施方式的本質和優點。在附圖中，類似的部件或特 征可以具有相同的附圖標記。而且，相同類型的各部件可以通過在附圖標記后面跟隨破折 號和區分相似部件的第二標記來進行區分。如果在說明書中僅使用了第一附圖標記，則該 描述適用于具有該第一附圖標記的相似部件中的任何一個，而無需考慮第二附圖標記。
[0014] 圖1是根據一些實施方式的示例分布式天線系統（DAS)的示意圖；
[0015] 圖2A和圖2B示出了根據一些實施方式的示例方法；
[0016] 圖3示出了根據一些實施方式的示例扇區化問題和解決方案；
[0017] 圖4A和圖4B是與一些實施方式相關聯的示例扇區化情形；
[0018] 圖5A和圖5B是與一些實施方式相關聯的其他不例扇區化情形；
[0019] 圖6A和圖6B是與一些實施方式相關聯的再其他示例扇區化情形；
[0020] 圖7、圖8和圖9示出了根據一些實施方式的實現的定量改進；
[0021] 圖10、圖11和圖12示出了根據一些實施方式的實現指定性能所需的種群大小與 代的數量之間的示例權衡的圖；以及
[0022] 圖13示出了根據一些實施方式的示例流程圖。

【具體實施方式】
[0023] 3GPP LTE是下一代無線網絡的有前景的候選者。在過去的15年中，蜂窩移動通信 系統有了相當大的發展。用最小的成本提供高的服務質量（QoS)勢在必行。隨著蜂窩用戶 的可觀的增長，在無線網絡中常見有業務量熱點和非均衡的呼叫分布。這降低了服務的質 量并且增加了呼叫受阻和呼叫掉線。通常在網絡規劃階段進行GSM網絡和UMTS網絡中的 小區間優化，并且通常是手工完成。當業務量環境變化時，網絡性能將不會是最優的。因此 必須根據業務量環境動態地進行對網絡的小區間優化，尤其是當小區業務量負載不是均勻 分布時。這是3GPP LTE的自組織網絡（SON)中的重要優化問題之一。當小區間的業務量 負載不均衡時，高負載小區的受阻概率可能較大，而其鄰區卻可能具有未充分利用的資源。 在此情況下，可以進行負載均衡以緩解甚至避免該問題。另外，除了 3GPPLTE之外的其他下 一代網絡可能經歷類似的問題。在一些實施方式中，本文中呈現的解決方案也可以應用到 那些架構中。
[0024] 根據一些實施方式，解決該問題的一種方法是利用分布式天線系統（DAS)的特 點。DAS將傳統的無線電基站架構分成兩塊：中央處理設施以及通過高帶寬網絡連接至該 中央設施的一組分布式天線（DA)。DAS網絡將模擬形式或數字形式的無線電信號傳輸至 中央設施或從中央設施傳輸，在中央設施處進行所有的基站處理。通過用被分配以給出與 單個天線相同的覆蓋率的幾個低功率天線來替代單個高功率天線，DAS能夠提供在地理區 域或結構內的更可靠的無線服務，同時減少功耗。在虛擬化的DAS中，來自賓館站（hotel station)處的多個扇區化的eNodeB的業務量負載被分配到多個數字遠程單元（DRU)中。 此協同配置還使得多個運營商能夠在相同的物理設施上使用多種技術，因而提供了為簽約 用戶提供高質量高可靠性通信服務的具有成本效益的方法。針對虛擬化的DAS配置，可以 取決于時變業務量將多個DRU動態地分配給不同的eNobeB扇區，以解決不均衡的業務量情 形。
[0025] 針對虛擬化的DAS系統的一個主要的設計挑戰是位置區管理。通常可以將位置區 管理問題敘述成：對于給定的η個DRU的網絡，目標是在不超過eNodeB所支持的用戶數量 的情況下將該網絡劃分成m個覆蓋區域。對于給定數量的eNodeB和資源為了提供最佳的 服務質量（QoS)，當考慮呼叫切換率和呼叫受阻率時必須動態地平衡呼叫業務量。這就是可 以通過將扇區化的eNodeB業務量傳遞到獨立的DRU而實現的位置管理優化問題。
[0026] 當業務量資源聚集在eNodeB賓館（eNodeB hotel)中時，單個eNodeB中的分離的 資源仍被分配到與該eNodeB相關聯的特定天線組并且提供對特定地理區域的覆蓋。業務 量資源被固定，即僅與特定eNodeB相關聯的資源才可以被分配給與該eNodeB相關聯的天 線。然而，因為各eNodeB被并置在eNodeB賓館中，所以系統可以將分離的eNodeB的聚集的 業務量資源作為可以根據各種算法分配的單個的集中業務量資源來使用。通常基于在所有 區域中的最壞情況下的業務量資產來進行假定，在99%的時間中網絡設計是浪費的，必然 導致固定資源的過量供應或供應不足。業務量資源要么未被使用（空閑信道）要么供應不 足而不足以處理所給出的業務量。兩種情況都引起同一后果：失去收益并且失去機會。當 站點的業務量資源空閑且未被使用時，業務量資產未能提供投資上的最優回報。但是在一 天中的任何時間點處缺少足夠的容量來支持所提供的業務量的站點積攢了掉話，失去收益 機會并且使客戶不滿。從擴展的傳感器網絡得到的業務量信息會用于僅在需要業務的時間 段將業務量資源動態地分配給需要的地理區域。當提供了業務并且業務量傳感器網絡確定 不再需要業務量資源時，業務量資源被返回到資源池以被再次分配。整個網絡基于所感知 (感測）的需求或當因自然事件或人工事件而出現中斷時自動地對其自身進行重新配置。
[0027] 負載均衡可以被分類為兩個基本的種類：受阻概率觸發的負載均衡和基于效用的 負載均衡。然而，很少有研究處理在類LTE的分組交換網絡中的不均衡負載網絡情形。
[0028] 在本領域中可能已知與移動蜂窩網絡和增長的系統容量相關的各種方案。均衡業 務量負載和使用DAS是最重要的方案中的在現有技術中很少被考慮的兩個方案。移動蜂窩 網絡中的業務量負載均衡可能自從第一代移動通信系統以來就被人們所熟知。已提出了很 多方法來解決該問題，例如小區分割、信道借用、信道共享、動態信道分配等。DAS在蜂窩網 絡中的應用應該也是已知的。然而，與業務量負載均衡相關的大部分工作僅關注不同的無 線電資源分配方案，并且關于DAS的大部分工作僅考慮在多小區內的無線電傳播信道來提 高系統容量。
[0029] 如在本發明的一些實施方式中描述的使用VDAS的地理負載均衡被認為是業務量 負載均衡的新方法，其提供根據當前地理的業務量狀況來實時地提供動態的負載重新分 布。該方法可以用于提高包含不均勻分布的業務量的任何分布式系統的性能，尤其是用于 解決業務量熱點。關于動態扇區化、對傾斜天線的使用和動態小區大小控制（小區呼吸） 的知識說明了可以通過對非均勻分布的業務量進行均衡來提高系統性能。
[0030] 本發明的一些實施方式出于動態地平衡業務量的目的而將eNodeB業務量傳遞給 各個獨立的DRU。扇區化也減少了被分配給相同扇區的小區間的切換，這可以通過DAS網 絡所固有的同播能力來實現。在一些實施方式中的對扇區化的DRU的此公開的管理與現有 的均衡方法不同。在先前的動態均衡研究中，給每個小區分配固定的基礎資源，而將一些預 留或借用的資源分配給具有較高業務量的小區。然而，在所公開的實施方式中，被稱為硬容 量的單元對資源進行控制，并且通過取決于每個小區處的時變業務量將DRU進行分組來將 該單元分配給eNodeB。因此滿足硬容量的動態扇區化極大地減少了呼叫受阻概率和呼叫切 換。
[0031] 本公開內容的公開本發明的某些方面的剩余部分按如下組織。虛擬化的分布式天 線系統和對DRU的動態扇區化。對DRU負載均衡問題的公式化。解決該問題的兩個進化算 法：遺傳算法（GA)和估計分布算法（EDA)。將兩個算法的性能與最優解和下界解進行比較。
[0032] 分布式天線系統
[0033] 分布式天線系統（DAS)已廣泛地實施于現有技術的蜂窩通信系統中以覆蓋死點。 在DAS中，將天線模塊在地理上分布而非集中在某個位置處以減小接入距離。每個分布式 天線模塊經由專用的電線、光纖或獨占的RF鏈路而連接至家庭基站（eNodeB賓館或中央單 元）。
[0034] 從架構觀點來看，DAS相對于傳統的通信系統具有明顯的優勢。DAS可以降低系統 安裝成本并且簡化維護，因為DAS可以降低在目標服務區域內所需的基站的數量。可替代 的策略是嘗試使用分布式天線減少整體的傳輸功率，其具有以下附加優點：提供更好的覆 蓋并且增加了手機電池壽命。雖然當初僅是為了覆蓋室內無線通信的死點而引入分布式天 線系統（DAS)，但是近年來的研究已確認其他的潛在優點例如功率和系統容量并且已經擴 展了其應用。而且，因為用于信號處理的資源例如許可/信道卡在家庭基站處被集中并且 共享，所以受阻概率會因線槽有效性原則而被提高。除了這些架構性的優點，還顯示出DAS 因宏分集和減小了的接入距離而具有功率、信號與干擾加噪聲比（SINR)和容量等方面的 優點。基于這些優點，很多蜂窩服務提供商或系統制造商用分布式天線系統替代傳統的蜂 窩系統。然而，關于DAS的大部分近期工作關注開發這些優點以及分析其性能。另一方面， 很少有關于使用DAS在時變網絡中進行負載均衡的公開內容。
[0035] 系統結構
[0036] 圖1公開了本發明的某些實施方式。在如圖1所示的虛擬化的DAS中，數字遠程天 線（DRU)例如DRU 110經由光纖例如光纖纜線112和數字接入單元（DAU)例如DAU 104(DAU 1)連接至eNodeB賓館。每個DRU可以為小區提供服務，使得不論誰在該小區的范圍內都 由該小區中具體DRU提供服務。DRU可以被策略地安裝使得DRU的總和可以為大的區域提 供服務，例如圖示的7個小區的區域106。在其他情況下，可以安裝較少的DRU，并且可以 為較小的區域如3個小區的區域108提供服務。各DAU互相連接并且連接至多個扇區例如 eNodeBl中的扇區1、扇區2和扇區3。該能力使得能夠在獨立的DRU處將eNodeB資源虛擬 化。eNodeB賓館100可以鏈接至公共交換電話網絡或移動交換中心。DRU被扇區化使得被 分配給給定eNodeB扇區的每個DRU是同播的。針對同播操作，eNodeB賓館與DRU之間的 接入網絡應該具有多分支總線拓撲。DAU根據業務量需求動態地將各個扇區的無線電資源 分配給獨立的DRU。
[0037] 將eNodeB對活動用戶的數量的限制定義為硬容量。基站供應商基于分配的許可 (資源）的數量來向運營商收費。通常，三扇區BTS例如eN 〇deB102針對扇區之間的業務量 需求而共享許可。例如，可以給三扇區BTS分配600個許可。這600個許可的集合被稱為 虛擬基站（VBS)。eNodeB賓館可以包括幾個VBS。
[0038] 動態DRU扇區分配
[0039] 根據一些實施方式，在結合圖1討論的虛擬化DAS中，有益的是將DRU扇區化以處 理動態變化的業務量并且平衡每個扇區的業務量。在DRU覆蓋區域處，業務量取決于時間 段而增加或減少。因此，實施方式提供了將DRU動態地扇區化的方法和系統，使得扇區中的 DRU滿足軟容量（例如，滿足用戶的最大數量以維持可接受的SNR)并且VBS中的扇區滿足 硬容量（例如，滿足分配給VBS的許可/資源的總數量）。一些實施方式關注針對均衡的業 務量滿足軟容量和硬容量的合適的扇區化。不合適的扇區化則可能有非均衡的業務量的一 些情況，在這些情況下即使其他扇區具有非常少的業務量，在特定扇區中受阻呼叫的數量 仍增加。圖2A示出了有十個DRU、三個扇區和一個VBS的扇區化示例。可以通過在DRU內 的不同方向的線來區分所示出的扇區。例如，具有水平線的DRU組成第一扇區202,具有交 叉線的DRU組成第二扇區204以及具有堅直線的DRU組成第三扇區206。每個六邊形DRU 內的數字可以代表在給定時間的當前呼叫數量。因此，例如在圖2A中，扇區202當前服務 80+70+50 = 200個呼叫。在此示例中，假設在VBS中的硬容量為600個許可并且每扇區的軟 容量為200個信道，則不合適的扇區化產生35個受阻呼叫，而其他兩個扇區仍有空閑信道。 通過觀察到扇區206在一個時間具有50+45+80+60 = 235個呼叫而扇區204具有40+35+75 =150個呼叫可以看出這一點。假設每個呼叫具有其自身的單獨信道，并且每個扇區的軟 容量為200個信道，則扇區206具有的呼叫比其當前可以處理的呼叫多出35個，導致35個 掉線的或受阻的呼叫。這種情況可以被描述為不合適的扇區化，因為至少一個扇區的呼叫 負載重而其他扇區仍具有處理更多呼叫的容量。
[0040] 然而，在合適的扇區化中沒有呼叫受阻并且業務量被很好地均衡。參照圖2B，如果 更好地跨扇區來均衡DRU，則不會發生受阻呼叫。在此情況下，來自扇區206的具有50個呼 叫的DRU可以被重新分配到僅具有150個呼叫的扇區204。因此，根據一些實施方式的重新 分配使得經均衡的扇區204'（40+35+75+50 = 200)和扇區206'（45+80+60 = 185)服務于 不多于其信道軟容量的呼叫，從而沒有受阻的或掉線的呼叫。現在，注意被分配給給定扇區 的所有DRU以同播的方式廣播無線電信號。在一些實施方式中，受阻呼叫的數量可以是期 望被最小化或以其他方式被優化的度量。例如，在一些實施方式中，如果受阻呼叫的數量當 前超過預定閾值，則可以采取步驟將DRU重新分配到其他扇區以及通過一系列迭代將扇區 間的負載大體上進行再均衡直到受阻呼叫的數量降落到該閾值以下。
[0041] 總體上，本公開內容示出可以導致低效和次優的扇區化的幾個問題。例如，如果服 務這些六邊形區域的DRU如圖3(a)所示是不連續的，則可能存在來自相鄰同播組的明顯干 擾。注意具有水平線的DRU 302與也具有水平線的DRU 304的確在同一扇區中，但是它們 明顯不連續。不連續的扇區化也產生了扇區間的不必要的切換。例如，如果用戶正在通話 并且從DRU 302經過到DRU 304,則該用戶將必須經過一些與不同扇區相關聯的具有堅線 的DRU。每當用戶跨入不同扇區時，必然發生切換，導致了不必要的切換并且浪費資源。因 此，在分配給給定扇區的小區為連續時會比較好。為了使扇區之間的切換和干擾最小化，考 慮DRU扇區化的緊密性。圖3(b)示出了連續但不緊密的DRU扇區化的示例。例如，由不同 的劃線方向區分的扇區206、扇區208和扇區310相對于其相應扇區內的DRU均連續。然 而，這些DRU被大體上以線的形式被分組。因為與DRU以更緊密的方式分組相比具有圍繞 扇區的較大周長，所以這會導致必須進行切換的較高趨勢。被分配給其他扇區的DRU所圍 繞的孤立的DRU與緊密的扇區化的DRU相比可能經受較高的干擾。緊密的扇區化還通過減 小兩個不同扇區之間的邊界的長度來減少切換的數量。
[0042] 相比之下，圖3(c)示出連續并且緊密的配置。扇區312、扇區314和扇區316都使 其相應的DRU連續，并且DRU的該配置與例如圖3 (b)的配置相比更緊密，因為圍繞扇區的 周長較小，使得用戶跨越小區的邊界的移動且需要進行切換的可能性較小。通常，一些實施 方式的目標是在下述意義上產生良好地均衡了的扇區配置：使受阻呼叫的數量最小化（即 合適的扇區化）、可以將切換的數量最小化、以及/或者小區的配置連續并且緊密（至少涉 及對切換的數量的最小化）。此外，實施方式可以被視為解決了或減輕了與DRU扇區化相關 的"軟容量"問題和/或"硬容量"問題。例如，扇區的軟容量約束可以是在扇區之間發生 的切換的數量。硬容量約束可以是給每個扇區分配的信道的數量，因而確定了在任何時間 點處扇區內的最大呼叫數量。
[0043] 為了測量在六邊形DRU環境中的扇區化的緊密性，引入了緊密性指標（CI)，緊密 性指標被定義為切換小區的邊的數量與VBS中的小區的邊的總數量的比率。例如圖3(b) 的扇區化的CI是10/18,而圖3(c)的扇區化的CI是7/18。
[0044] 如以下將更多討論的那樣，本發明的實施方式可以基于至少一種優化算法將多個 DRU動態地劃分成不同的扇區以將這些或其他類似類型的問題減少、最小化和/或優化。 算法可以包括對各種關鍵性能指標（KPI)進行測量，各種關鍵性能指標包括提供通過給定 DRU進行操作的用戶的數量的指示的信號強度。
[0045] 對DRU扇區化的公式化
[0046] 網絡的性能（由來自網絡的不同部分的多個KPI表示）確定QoS值。不同的運營 商可以具有不同定義的商業目標和不同的感興趣業務。基于這些考慮，效率和成本效益網 絡性能管理因運營商而異。因此，QoS度量可以被定義并映射到一組KPI。當使用一組KPI 時，則需要用加權歸一化函數來表示該映射。
[0047] 下面描述對扇區化問題的公式化，該公式化使用混合整型規劃以對扇區之間的業 務量進行均衡并且用連續并且緊密的扇區來最小化切換。這些公式包括在本發明的實施方 式的各部分中。假設在時間段t對DRU進行扇區化，則問題是獲得在時間段t+Ι處自適應 地對業務量需求的變化進行均衡的新的扇區化。
[0048] 為了將該問題公式化，考慮具有N個DRU的服務覆蓋區域。假設每個DRU具有業 務量需求Ti，i = 1，"·，Ν。注意，如果在DRUB處從耶4接收的上行鏈路功率相比其他DRU而 言較大，則UE A屬于DRUB。設Pij是移動電話從DR%到DRU」的轉移概率，則從DRUi到DRU」 的切換呼叫變為= Pi/Ti個。DR%與DRU」之間的距離與Pij成反比，假設eNodeB賓館具 有Μ個VBS。設S0S m和S0Dk分別是VBSm中的扇區的集合和分配給Sect〇r k的DRU的集合， 使得I S0S」=3 (如果每個eNodeB/VBS具有三個扇區），m = 1，…，Μ并且k = 1，…K。現 在考慮扇區化問題中的三個代價因子（KPI):
[0049] (1)KPIBC(受阻呼叫的數量的倒數）：由硬容量和軟容量引起的受阻呼叫的損失。 設HCm和SCk分別是VBSm的硬容量和Sect〇r k的軟容量，使得

【權利要求】
1. 一種用于對無線通信系統中的非均勻分布的網絡業務量進行均衡的方法，所述無線 通信系統具有多個數字遠程單元（DRU)，所述方法包括： a) 提供與基站的多個扇區相關聯的數字接入單元（DAU); b) 提供與所述DAU相關聯的多個DRU ; c) 將所述多個DRU劃分成多個DRU扇區； d) 測量與所述多個DRU扇區相關聯的受阻呼叫的數量； e) 確定所述受阻呼叫的數量大于預定閾值；以及 f) 使用至少要素（c)至要素（e)進行迭代。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述迭代包括使用至少一個優化算法。
3. 根據權利要求2所述的方法，其中，所述至少一個優化算法是遺傳算法（GA)或估計 分布算法（EDA)中的至少之一。
4. 根據權利要求2所述的方法，其中，所述至少一個優化算法包括至少一個線性規劃 模型。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述DRU扇區中的每一個包括連續的DRU。
6. 根據權利要求1所述的方法，還包括：確定分配給虛擬基站（VBS)的許可/資源的 總數量。
7. -種用于對分布式天線系統（DAS)中的非均勻分布的網絡業務量進行均衡的方法， 所述方法包括： a) 提供與基站的多個扇區相關聯的數字接入單元（DAU); b) 提供與所述DAU相關聯的多個數字遠程單元（DRU); c) 將所述多個DRU劃分成多個DRU扇區； d) 對與所述多個DRU扇區相關聯的業務量狀況的至少一個度量進行測量； e) 將所述至少一個度量與預定閾值進行比較； f) 確定有必要進行對劃分的迭代；以及 g) 對至少要素（c)至要素（e)進行迭代。
8. 根據權利要求7所述的方法，其中，所述至少一個系統度量包括下述項中的至少之 一：使所述DRU扇區中的每一個的呼叫切換最少化；或者使所述DRU扇區中的每一個的緊 密性指標最大化。
9. 根據權利要求7所述的方法，其中，所述多個DRU扇區中的每一個基本緊密。
10. 根據權利要求7所述的方法，其中，所述至少一個度量包括與預定信噪比（SNR)相 關聯的最大用戶數量。
11. 根據權利要求7所述的方法，其中，所述迭代包括使用至少一個優化算法。
12. 根據權利要求11所述的方法，其中，所述至少一個優化算法是遺傳算法（GA)或估 計分布算法（EDA)中的至少之一。
13. 根據權利要求11所述的方法，其中，所述至少一個優化算法包括至少一個線性規 劃模型。
14. 根據權利要求7所述的方法，其中，所述DRU扇區中的每一個包括連續的DRU。
15. -種分布式天線系統（DAS)，包括： 一個或更多個數字接入單元（DAU); 多個數字遠程單元（DRU)，所述多個DRU與所述一個或更多個DAU耦接； 數據處理器，所述數據處理器與所述多個DRU耦接并且所述數據處理器包括非暫態計 算機可讀存儲介質，所述非暫態計算機可讀存儲介質包括有形地體現在所述計算機可讀存 儲介質上的多個計算機可讀指令，所述多個計算機可讀指令當由所述數據處理器執行時提 供對網絡業務量的均衡，所述多個指令包括： a) 使所述數據處理器將所述多個DRU劃分成多個DRU扇區的指令； b) 使所述數據處理器對與所述多個DRU扇區相關聯的業務量狀況的至少一個系統度 量進行測量的指令； c) 使所述數據處理器將所述至少一個系統度量與預定閾值進行比較的指令；以及 d) 使所述數據處理器確定所述至少一個系統度量大于所述預定閾值的指令；以及 e) 迭代至少要素（a)至要素（d)。
16. 根據權利要求15所述的DAS，其中，所述至少一個系統度量包括受阻呼叫的數量。
17. 根據權利要求15所述的DAS，其中，所述至少一個系統度量包括所述多個DRU扇區 中的兩個DRU扇區之間的呼叫切換的數量。
18. 根據權利要求15所述的DAS，其中，所述DRU扇區中的每一個包括連續的DRU。
19. 根據權利要求15所述的DAS，其中，所述多個DRU扇區中的每一個基本緊密。
20. 根據權利要求15所述的DAS，其中，所述迭代包括使用至少一個優化算法。
【文檔編號】H04W4/00GK104160725SQ201380009723
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年2月19日 優先權日:2012年2月17日
【發明者】肖恩·帕特里克·斯特普爾頓, 賽義德·阿明·赫加齊 申請人:大力系統有限公司