TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 12, No. 8, August 201 4, pp. 6281 ~ 6290   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 12i8.618 7          6281     Re cei v ed Ma rch 1 5 , 2014;  Re vised April  30, 2014; Accepte d  May 1 4 , 2014   Load Balancin g Based on the Specif i c Offset of  Handover      Zhanjun Liu* 1 , Qichao Ma 2 , Cong Ren 3 , Qianbin Ch en 4   Cho ngq in g Ke y L ab of Mobi le  Communic a tio n , Chon gq ing  Univers i t y   of Posts and T e lecommunic a tio n Cho ngq in g 40 0 065, Ch in a   *Corres p o ndi n g  author, em ail :  liuzj@cq upt.e du.cn 1 , hn xcm q c@1 26.com 2       A b st r a ct   Loa d b a l anci n g (LB)  techn o l ogy  in  mobi le   w i reless c o mmunic a tion  n e tw orks h a s b e e n   discuss ed   larg ely. T he c u rrent LB  alg o rit h ms  hav ma i n ly a d j u sted th e ha nd over  par ameters w i tho u t consi der ing   the  inh e rent r e l a tio n shi p  of  the  ha ndov er p a ra me ters. In the  pa per, by  co nsid erin g the  i n tern al r e lati ons hip   of   specific  offset of han dov er, the constr a i nt of  the spec ific of f s et of ha ndov e r  w a s simp lifi e d, so the  proce ss  of mob ility  loa d  ba lanc in g (ML B) al gorith m  w a s i m pr ove d With the  impro v ed M L B a l g o ri thm, th e n u mb er of   han dov er p a ra meters  w a s re duce d  a n d  the   sign al  proc ess  w a s simplifi ed.  Si mul a tio n  res u lts sh ow ed th at   the cong estio n  rate w a s reduc ed, the reso urc e  utili z a t i on rat e  w a s impr ove d  and th e Qos w a s improv ed.     Ke y w ords ML B, specific offset of hand over,   resource uti l i z ation, opti m i z a t ion     Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion   In wirele ss mobile com m unication n e twork, the arrival s  of mobile u s ers and the   resulting traffic load a r e ra ndom, time-v arying,  and o ften unbalan ced, which ma ke cell load o u of balan ce [1]. With the third ge neration mob ile  co mmuni cation  techn o logy (3G) servin g the   comm erce, the netwo rk offers mo re  types of  service su ch a s  Voice, Da te, multimedia.  Espe cially, th e multimedi has wid e ly b een  use d . Th e u s er dem a nds highly fo r the net wo rk.  As  the 3G cann o t  make a  corresp ondi ng ad justment to  th e dynami c  tra ffic distrib u tio n , SON (Self- Orga nizi ng Networks) h a prop osed the  framewor k o f  MLB Algorithm whi c h ma ke s a dynam i c   adju s tment to  the dynami c  traffic di strib u tion.  The  M L B algo rithm  makes th e n e twork  rea c h  a  highe r re sou r ce  rate, se rves the use r  wi th a guaranteed Qo and pr events the overloa d More over, SON ha s intro duced a sta n dard  sp e c ification to MLB in literature [2].  The current  MLB Algorith m s almo st ha ve focused o n  adju s ting th e paramete r s [3, 4] of  hand over, wh ich h a ve adv antage s of  controllin the  hand over p a r amete r sim p ly and flexib ly.  More over, these  solution s result on the  load balan ce  without affecting t he other param eters in   system i n  lite r ature [5-7]. In additio n , th e current M L B algorith m have p r op ose d  the p r o c e ss o f   adju s ting the  spe c ific  offset  of hand over,  but they  hav e not con s ide r  the p r o c e s s of cal c ulatin the optimal value of the specifi c  offset  of handov e r . The con s traint con d ition s  of the sp ecific  offset of h a ndover are  prop osed to  avoid th e  conflict b e twe en MLB  and  Mobility ro b u st   optimizatio n (MRO ) in literature [8], but  unne ce ssary  param eters  and compl e x conditio n a r brou ght with o u t con s id erin g the inh e re n t  relati on ship  of the han d o ver offsets  betwe en the  cell   and it s n e igh bors. Due to  those d r a w ba cks, in  this  pa per,  we  esta b lish th e o p timization  mod e of   resou r ce utili zation  rat e  t o  si mplify th e complexity of pa ram e te rs so a s  to   obtain  an  op timal  value a nd  a c hieve  the  e x pected  pe rforma nce of   LB me cha n ism compa r ed  to the  cu rrent   algorith m s.       2.  The MLB T h e or y   MLB is an in d i spe n sable te chn o logy in S O N. The p u rp ose of MLB i s  to balan ce th e load   of cell-n e igh b o r-pair by tra n sferrin g  a pa rt of  services  of overload  cell to its neigh bor cell.   The  cu rre nt MLB alg o ri thm ca n fle x ibly and d y namically  a d just th e h andove r   para m eters to balan ce the  l oad of cell-n e ighb or-pai r.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  628 1 –  6290   6282 In literature  [9], the events A1 -A6  can l ead to  the han dov er. Spe c ifica lly, this   spe c ification  has introdu ce d the con d it io n of handove r  cau s ed by th e event A3.  If receive d  si gnal p o wer from the  sou r ce cell   s  is lower tha n  its  ne ighbo cell, th e user  hand overs fro m  cell  s  to c e ll  n . And the req u irem ent of handove r  ca n be define d  as below:       O ff Oc Of M Hys OC Of M s s s n n n            ( 1 )     Inversely, the  requi reme nt of handove r  from cell  n  to c e ll  s  is defined  as bel ow:     Of f Ocn Ofn Mn Hys OC Ofs Ms s         ( 2 )     Whe r e n M and s M are  the re ceived  sign al po we r from cell  n  and cell  s , res p ec tively. n Of  and  s Of are  the  offset  of the  spe c i a l fre quen cy. n Oc  and   s Oc  are  the  sp ecifi c  off s et of the  spe c ial  cell. Hy s is the lag  param eter.  Of f is the spe c ific offset of the event A3. All the param e t ers  con s id ere d  are measured i n  dB.  If we define  0 ns Of O f Of f  , we could g e t simplified fo rmula as b e lo w               ns s n M MO c O c H y s               ( 3 )     Similarly, the requi rem ent of the handov er from  cell  n  to cell  s is defin ed as b e lo w:              sn n n M MO c O c H y s                 ( 4 )     If we define , s ns n Oc Oc Oc  , , ns n s Oc Oc Oc , the formula (3) is  conve r te d as bel ow:     , ns s n M MO c H y s                              (5)    Similarly, formula (3 ) is co nverted a s  be low:     , sn n s M MO c H y s                           (6)    Whe r e , s n Oc rep r e s ents the off s et of handov er from  cell s  to cell  n . Similarly, , ns Oc  represent s   the offset of handove r  from  cell n to cell  s.  Whe n  the loa d  of cell s ha s exce eded  t he thre shol d of overload, the cell  s transf e rs a   part of use r to its neighbo r cell to bala n ce the  loa d . The pro c e s s of MLB of  the cell-neig h b o r- pair is  sho w in Figure 1.   MRO  is a  req u isite  optimization me ch an ism in   SO N.  The fun c tion   of MRO i s  to  deal  with   optimizatio probl em s of  hand over  wh ile MLB is to solve th unbal an ced t r affic p r obl e m Although M L B and M R operate ind e pend ently, they  have an  i nherent relati onship  sin c they  optimize  the  spe c ific offse t  of han dover Oc in op po site di rectio n. Whe n  MRO a nd  MLB adj ust   the pa ram e te simultan eou sly, they may  co nflict  a nd bring   ab out some pro b lem s  su ch as  To o- Early HO, To o-Late  HO a n d  Ping-P ong   Effect. In   the optimizatio n pro c e ss, ML decre ase s  the   spe c ific off s e t  of handover to balan ce t he load  of ce ll-neig hbo r-pa ir whil e MRO  increa se s the  spe c ific  offse t  of handove r  to optimize the net wo rk.  So the confli ct lead s to th e endl ess lo op   betwe en the  two o p timization  me ch anism s. Th e   re sult is t he de clin of the net work  perfo rman ce.   Too-Ea rly  HO , Too-Late  HO de grade  th e Qo s which  make  the  u s e r  di scon ne ct from th e   servin g cell. Ping-Pon g   Effect  severely wa stes  th e n e twork  re sou r ce fo r the fre quent h and over  betwe en the two cells.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Load Bala nci ng Base d on  the Specific  Offset of Han dover (Zhanj un Liu)  6283     Figure 1. The  MLB Proce ss      In literature [8 ], in order to avoid the co n f lic t, the const r aint co nditio n s of the sp e c ific  offset of hand over are defin ed as b e lo w:    ' ,,, , ' ,, , , '' ,, 2 s ns ns n e a r l y n s la te n s n s sn n s Oc O c Oc Oc O c Oc Oc Oc H y s                     ( 7 )      Whe r e ,, s ne a r l y Oc is the thre shol d of Too-Ea rly HO f r om cell s to cell n , ,, ns l a t e Oc is the thre shol d of  Too-Late HO from cell  n  to c e ll  s     3.  The Simplified MLB Model  As introdu ced in  p r evi ous sectio n  2,  we  h a ve defin ed   , s ns n Oc Oc Oc  and , ns n s Oc Oc Oc  . The M L B pro c e s s in [8] indepe n dently adju s t n s Oc ,  and  s n Oc , without  considering s Oc  and  n Oc . The  result i s  th e  red und an cy paramete r s and  the  complex   con s trai nts. Accordi ng to the formula (7),  we ca n get the formul a as follow:    '' ,, '' ,, 02 s ns ns n e a r l y n s la te n s n s Oc Oc Oc Oc Oc Oc Oc Oc Oc Oc Hy s                ( 8 )     Whe r e 0 Hys , so the formula  (8) can be fu rth e r sim p lif ied j u st as th e formula (9 ) express a s   belo w :        ) min( , , , , late s n early n s n s n s Oc Oc Oc Oc Oc Oc       ( 9 )     Based  on th e  analysi s  a b o v e, the functi on of the fo rmula (9)  with  a con c ise ex pre ssi on  is e quivalent  to the formul a 7  whi c ca n be  re garde d a s  the  co n s traint  co nditi on to avoi d T oo- Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  628 1 –  6290   6284 Early HO, To o-Late   HO, P i ng-Po ng Eff e ct. On han d, the th ree   con s trai nts d e crea se  to o ne.  The a c tual  ca lculatio n co ntains t he  process that the form  with co n s traint tran sfo r ms to the fo rm  without con s traint. The d e c re ase of the  numbe r of  constraint con d ition re du ce s the comple xity  of the operati on pro c e s s. On t he other hand, before  the  simplification if the cell s is a reg u lar  hexago n, it should  set 6 h andove r  pa ra meters  6 , 1 , n s n s Oc Oc for its neighb or  whi l e there a r e   six co rrespon ding h andove r  pa ramete rs  1, 6 , ns n s Oc Oc  to the c e ll s . After the s i mplific a tion, the  cell s  set only one paramet er s Oc , so the number of pa ra meters of each cell and the  complexity   of the operati on pro c e s s can be si g n ificantly redu ced  by using t he simplified ML B algorithm. The   sign aling p r o c e ss of the si mplified ML B algorith m  is shown in Figu re 2.          Figure 2. The  Simplified MLB Proce ss      We a s sume t hat the cell  s has K neigh bo r cell s, the de tailed step s o f  LB algorith m  are  illustrated as  followed:  (1) The  cell  s inqui ry the h andove r  p a ra meters  of its  neigh bor, th e n  its n e igh b o r  send   the relative parameters nK n Oc Oc 1 and late s nK late s n Oc Oc , , , , 1 (2) A c cording  to the formu l a (9 ), the  ce ll s  whi c h ta ke nK n Oc Oc 1 a s  a c ons ta n t   value ca n cal c ulate the ran ge of  s Oc and furt her obtai n the  optimal value of  s Oc (3)  The  c e ll s se nds the  upd ate value  of s Oc to its n e igh bors t o  adj ust th specifi c  offset  of handove r n Oc (4) A c cording  to the formu l a(9 ) , ea ch cell cal c ulate t he ra nge  of  n Oc  in condition  of   con s id erin g its sp ecifi c  offset of hand o v er as  con s tant value a nd furthe r ob tain the optimal   s o lution of n Oc As the thresh olds  of Too - E a rly HO an Too- Late  HO  are  only rel a ted to the tran smitted  power  of the  BS, the thre shold s  a r rel a tively  stable  p a ram e ters. E a ch  cell  con s t r uct s   a list  an d   install s  the p a ram e ters in cludi ng: Too - Early HO, To o-Late  HO, t he spe c ific of fset of han do ver  and so on. When the  spe c i f ic offset of h andove r   ha cha nge d, each cell  will info rm its nei ghb ors  to update the  spe c ific offset of handov er in thei r list .  So MLB algorithm  can  save the re qu est   and respon se  step s to si m p lify the pro c ess of ML B a l gorithm  de scried a s  the  Fi gure  2. And t he  upgrade p r o c ess ca n be shown in Figu re 3.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Load Bala nci ng Base d on  the Specific  Offset of Han dover (Zhanj un Liu)  6285     Figure 3. The  Upgrade M L B Proce ss      4.  The Resear ch on the Resource  Utilization Model   4.1. The Opti mization Mo del  Acco rdi ng to  the optimi z ati on mo del  ba sed  on th re sou r ce utili za tion rate,  we   can  get  the utility function of each  cell whi c h can  be expressed as below:     () 0 () 0 th s t h t h s s th s t h s st h s st h t h s aa u b a bb                 ( 1 0 )     W h er th , s are  th e threshold  of  overlo ad  and  the  cu rre nt lo ad of th cell  s , res p ec tively. s u is  the utility function of cell  s . b a , are the pos i tive c oeffic i ent. If th s , s u decrea s e s  with the  value of s th in c r ea s i ng . An d if 0 s , 0 s u . If th s , s u is i n  di re ct pro portio n  t o  the  value of   s th , and   s u is  ne gative. As we ca n se from   the   util ity function,  e a ch  cell  prefe r s a  higher resource utiliz ation rate rather than an  overflowing traffic.    The sy stem utility  function  of the cell  s an d its neigh bors ca n be defi ned bel ow:      1 K s sn i i u tilit y u u                            (11)     Whe r e s u , ni u ,K are the utility fu nction of the  cell  s , the utility function of its neighbor  cell i n   and the num b e r of its neigh bor. Fo r the h e xagon al cell ular cell, K=6.    The optimi z at ion model i s  shown as b e lo w:    : s s OC M a x u tility                                  (12)    Although the optimizatio n model ha s n o t the direct expre ssi on of s Oc , s Oc can chang e   s u as the pa ram e ter s of the utility function s u vary with s Oc .   The pa ram e ter s of the utility function s u cha n ges  as the va lue of  s Oc  ch ang es, so the s is co nsi dered  as an interm ediate bet we en s Oc and s u Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  628 1 –  6290   6286 4.2. The Inhe rent Relation ship bet w e e n s and s Oc   We a s sume t he load of cel l   s can be d e fin ed as b e lo w:    |( ) u uX u s s to t N N               ( 1 3 )     Whe r e u N and tot N are  the actu al a m ount of re source s o c cup i ed by u s er  u and total nu m ber of   r e sour ces ,  r e s p ec tively. () X u is  th e  us er   c o nne c t io n fu nc tion . If ) ( u X s , it mean s the  u s er u  has  con n e c te d the cell s. A nd the amou n t  of  require d reso urce s ca n  be written a s  below:     () u u u D N R SI N R                        (14)    Whe r e u D is  the UE required rate.  ) ( u SINR R  is the thro ugh p u t mappin g   function  whi c expre s ses th e data  rate p e r PRB  given u SINR . So we  can   write th e SINR for  UE u  of the cell s  as bel ow:     () , ( ) , () (, ) (, ) sX u u sX u u s us cc c u c cX u PL q SI N R NP L q            ( 1 5 )     Whe r e u q and s are  the coordin a te of Use r  Equipme n t(UE) u and the   down tilt of cell s respe c tively. All use r are   locate d on th e gro und  (h ei ght ze ro ).  () s Xu P is t he tra n smitte d po wer  of  the  cell  s serving UE  ,( ) us X u L is the  path lo ss between   UE  u and the  cell s . N is  the  additive Gau s sian  White Noise.   The  re sult of  the h and over b e twe en t he  cell  and  i t s nei ghb or  can b e  exp r e s sed  as  belo w              ) ) , ( ) , ( max( arg ) ( s s u s s n n u n n T q L P Hys T q L P u X r r             ( 1 6 )     Mean while, we can exp r e s s the pa ramet e rs of the formula (1 6) in d B  unit as follow:    10 20 log [ ( , )] nn u n n PL q M  r   10 20 l o g [ ( , ) ] s su s s PL q M  r   10 20 l o g [ ] s s TO c  10 20 l o g [ ] nn TO c      So we ca n ge t the converte d expre ssi on  whi c h is give n as bel ow:     , () a r g m a x ( , ) nn s s sn X u M Oc Hy s M O c          ( 1 7 )     4.3. Conv ergence Analy s is  As introdu ce d in p r eviou s   se ction 4. 1,  with the   spe c ific offset of han do ver  s Oc increa sing, th e ed ger u s e r   who  satisfie the A3  event  hand overs to  its nei ghb or  cell. So we  ca n   con c lu de that s var y  inver s ely w i th s Oc , but nK n 1 are  on the co ntra ry.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Load Bala nci ng Base d on  the Specific  Offset of Han dover (Zhanj un Liu)  6287 At the beginn ing of adjusti ng the param eter s Oc , if the neighbo r cell s’   load is un de r the  threshold, the system utility function of the cell  s and its neigh bors ca n be expre ssed as b e lo w:    K i i n s th K i ni s s a b u u utility 1 1 ) (       ( 1 8 )     Whe r s u var y  inver s ely w i th s  and  nK n u u 1 is in  prop ortion to nK ni , according to the  formula (18 ) s utility tend to  increa se. A s s decrea s e s  and nK n 1 incr ea se,  t h cal c ulatio n of  s utility can b e  divide d into the followin g  co nditions.   The conditio n  1: The lo ad of the ce ll  s and its ne ighbo ) 1 ( k i S i excee d  the  threshold of  overloa d , but  the load of the other neighb or ) 1 ( 1 K i k S i are u nder the   threshold, we can write th e utility  function as bel ow:     s i ni th K s j j n s th K i ni s s b a b u u utility 1 1 1 ) ( ) (               ( 1 9 )     As s decrea s e t o th s , the calcula t ion of  s utility in co n d ition 1 i s   co nverted to  th e   con d ition 3.   The conditio n  2: The loa d   of the cell s and  its neigh bo cell s are bel o w  the thresho l d o f   overload, the system utility f unction  can  be defined as below:     K i ni s K i ni s s a a u u utility 1 1           ( 2 0 )     If the load  of  any nei ghbo of the  cell  s exceed s the  thre shol d of  overl oad  with th eir load   ( nK n 1 ) incre a si ng,  the calculati on of  s utility in cond ition 1 is con v erted to the con d ition   3.  The  co ndition  3: Th e lo ad  of the  cell  s is  unde r the  thresh old, a nd  a  pa rt of its nei ghbo rs ) 1 ( k i S i   exceed the threshold  whi l e anothe r pa rt cells  ) 1 ( 1 K i k S i  do not exceed  the threshold,  so we  can  write t he system utility function as below:    K s j nj s i ni th s K i ni s s a b a u u utility 1 1 1 ) (       ( 2 1 )     Based  on th e analysi s  a bove, we co nclu de that s u and  nK n u u 1 increa se first  and  then de cre a se with s Oc increasing. We can prove that  the curve of the utility fu nction s u is  con c ave, so the optimal m odel is  conv e r gent an d exists the optim al value.      5.  Simulations Parameters  and Re sults   The p ape r u s e s  VC++6.0  and MAT L AB softwa r e  to simul a te. Table  sh ows the   config uratio n  of the  sim u l a tion p a ra me ter. Unde r th e 9  ca se wi th users  ran g i ng fro m  4 0 0  to   1200, the re sults whi c co ntain the co n gestio n  ra te,  the QoS and  the resource  utilization rat e   cal c ulate d  by the MLB algo rithm are d e scrib ed in Fig u r e 4-6.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  628 1 –  6290   6288   Table   1. The  Simulation Param e ters  Description Values  Cell Number   23  Cell to Cell  Distance  500m   BandWidth 5MHz  Power of e N B   29dBm  Path loss  128.1+37.6log 10 (R)  st. R(km)  shado w i ng  standard  deviation  10dB  Correl a ti on  distance of  the shado 10m  Antenna patte rn   2 3 () m i n [ 1 2 ( ) , ] m dB A A    st.  3 70 deg, 20 dB m A dB   User Numbe r   400-1200   H y steresis 3dB  Initial offset    of handover   0dB  Threshold of    Too-Ea rl y  H O   10dB  Threshold of    Too-Lat e H O   -10dB   Threshold of    Overload   0.9      Figure 4. The  Cong estio n  Rate       It can be se en from Figu re 4, the con gestio n   rate tend s to rise  with the increase of   use r wh ethe r the MLB alg o rithm is i m pl emented  or  n o t. Apparentl y , the curve o f  the cong esti on   rate with M L B algorithm i s  und er the  curve  witho u t MLB algorit hm. It shows that the MLB  algorith m  red u ce s th con gestio n  rate.  The m a ximu m of de crea se is up  to 1. 1% co mpa r e d  to  the ca se  without utilizin g  MLB and th e minimum o f  decrea s e is also u p  to 0 . 44%. It can be   con c lu ded th at: the MLB algorithm  can  effectivel y improve the net work cong esti on perfo rma n ce.   Figure 5 shows the resource  utilization rate of  the  system  with the increasi ng of the   use r s. Th e cu rve with a s terisks an d solid  dots  re prese n t the ca se with and witho u t utilizing M L algorith m , re spectively. Th e syste m  re source utili zati on rates  of t he  both ca se  i n crea se with the  increa sing  of  the u s e r s.  Howeve r, the  curve  of   the resou r ce  utili zation rate s with  the MLB   is  alway s  abov e the ca se  without u s ing  MLB and re sult sh ows that the  MLB can imp r ove  the  system  re so u r ce  utili zation  rate  with  the  maximum  in cre a se  achi e v ing 5.35%  a nd the  minim u increa sing  1.9%. It can be  con c lu ded th at: the ML algorith m  can  effectively improve  re so urce   utilization rate.  400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 0 5 10 15 20 25 30 T he U s er  N u m ber T he c onges t i on  r a t e ( % ) ML B No M L B Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Load Bala nci ng Base d on  the Specific  Offset of Han dover (Zhanj un Liu)  6289         Figure 5. The Resource  Utiliz ation Rate  Figure  6.The Qos      It can b e  se en from  Figu re 6, the  Qo S tends  to  g o  do wn  with  the num ber of user  increa sing  re gardl ess  of th e u s of MLB  algo rith or  not. Appa rent ly, the cu rve  of the Q o with   MLB algo rith m is a bove t he curve  wit hout ML B al gorithm. It shows that th e MLB alg o ri thm  improve s  the  QoS. And the maximum of incre a se  is u p  to 1.6% wh ile the minim u m value is u p   to 0.3%. It ca n be  con c lud ed that: MLB   algorith m   can  effectively im prove th e p e rforman c e  of t he  Qos.       6. Conclusio n   This  pap er fo cu s o n  the  M L B tech nolo g y  of the  wirel e ss mo bile  co mmuni cation   netwo rk.  Acco rdi ng to  the A3 event (the si gnal  strength of nei g hbor  cell i s   hi gher th an tha t  of the source  cell),  we  can  get the inh e r ent relation ship of  the sp ecific offset of  hand over and simplify  the  con s trai nt of handove r The alg o rith m improve s   the cu rrent pro c e s ses  a nd sim p lifies the  sign aling p r o c ed ure.     Duo to th MLB algo rith ms d o  n o t consi der  the  o p timization  of  the spe c ific  offset of  hand over, the  utility function wa s establi s he d to calc u l ate the optimal value of the spe c ific offset  of handove r  b y  the optimization theo ry in this pa per.  The utility function ha s the  optimal targ et to  maximize the  reso urce utili zation rate an d has b een p r oved to be co nverge nt.  The sim u latio n  re sults  sho w  that the ML B algorithm  had re duced  the cong esti on rat e   about 1.1  p e rcentag e p o ints a nd h ad imp r oved  the re so urce utilizatio rate a bout 5 . 35  percenta ge p o ints an d had  improved the  QoS  guarant ee rate ab out  1.6 percenta ge point s.      Ackn o w l e dg ements   Nation al Nat u ral Sci e n c e  Foundatio n  of China (No.61 171 111 ) Foun dation  Items:  Nation al Sci ence an d T e ch nolo g Major  Proj ect  (2012ZX 030 0 3008 -00 4 );  Nation al Natural   Scien c e  Fo undatio n of  Chi n a  (No . 61171 111 the tra n sfo r mation  proj e c t of  excell ent  achi evement  of Ch ong qi ng   Muni cip a l  Educat ion Commi ssion (Kjzh 112 06);   Natu ral scie nce   fund proj ect s  of CQUPT       Referen ces   [1]  Hon g li n Hu, Jian Z h a ng, Xi ao yi ng Z h e n g , Y ang Yan g , Ping W u . Self-confi gurati on an d self- optimiz ation for  LT E net w o rks.  Communic a tio n s Maga z i ne, IEEE . 2010; 48( 2): 94-10 0.  [2]  3GPP T R 36.902 V9.3.1. Ev olve d Un ivers a l T e rrest rial  Radi o Access  Net w ork (E- U T R AN); Self- config urin g an d self-optim izin net w o rk (SO N ) use cases a nd sol u tio n s (Rele a se 9). 20 1 1 ; 3.  [3]  Viering I, Dottling M, Lobinger A.  A Mathematical Pers pect i ve of Se lf-Opti m i z i ng W i re les s  Netw orks Commun i cati o n s. ICC '09. Fullerto n , Califor n i a, USA. 200 9: 1-6.  40 0 500 60 0 700 800 90 0 1 000 1100 120 0 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 T h e  U s er  N u m ber T h e r e s our c e   ut i l i z at i o n( % ) ML B No  M L B 40 0 50 0 60 0 70 0 80 0 900 10 0 0 11 0 0 1 200 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 T h e U s er  N u m b er T he Q o s ( % ) Qo s  M L B No Q o s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  628 1 –  6290   6290 [4]  Lob ing e r A, S t efanski S,  Ja nsen  T ,  Bala n I.  L oad  Ba l anci ng  in  Do w n li nk  LT E Self-Optimizin g   Net w orks. Vehicular T e chnology  Confer enc e (VT C  2010 Spring).  Ottaw a , Canada. 2010: 1-5.  [5]  A w a d a  A, W egman n B, Vier ing I, Kle i n A.  A ga me-th eore t ic appr oach t o  lo ad b a l anci ng i n  cel l ul a r   radi o n e tw orks . Person al In do or an d Mo bil e   Radi o C o mmu nicati ons (PIM RC). Istanbu l,  T u rkey 201 0:  118 4-11 89.   [6]  K w a n  R, Arn o tt R, Paterson R ,   T r ivisonno  R, Kubota M.  On  Mobil i ty Lo ad  Bala ncin g for L T E Systems Vehic u lar T e chnology  Conference Fall (VT C   2010-Fall). Otta w a , Ca nada. 2010: 1-5.  [7]  Xi aofa n g  Li an g, Ho ng T ang.   Res earch  o n  lo ad  ba lanc in g i n  3GPP  sy stem . T e lecom  Eng i ne eri n g   T e chnics and  Standar diz a tio n . 2009; 1 1 : 81 -84    [8]  Z h iqi ang  Li u, Peili n H ong, K a ipi ng  Xue, Mi n Pen g Co nfli ct Avoida nce  b e tw een Mo bilit y Rob u stnes s   Optimi z a t i o n  a nd Mobi lity Lo ad Bal anci n g .  Global T e lecommunic a tio n s  Confere n ce  ( G LOBECOM  201 0). Miami, F L , USA. 2010 : 1-5.  [9]  3GPP T S  36.331 V1 0.5.0. E v olve d Un ivers a l T e rrest rial Radi Access  (E-UT R A);  Radio Reso urce   Contro l (RRC);  Protocol spec i f ication (R ele a s e 10). 201 2; 3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.