一種基于用戶端存儲的干擾管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于用戶端存儲的干擾管理方法，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 移動通信的業(yè)務(wù)需求在過去十年呈現(xiàn)了爆炸式的增長，并且要承擔(dān)在未來十年 滿足1000倍增長的業(yè)務(wù)需求挑戰(zhàn)。通過提升空間復(fù)用率，網(wǎng)絡(luò)密集化部署是一種提升吞 吐量的有效方式，因此面向未來移動通信系統(tǒng)，旨在提高空間利用率的小小區(qū)網(wǎng)絡(luò)，已得 到廣泛關(guān)注，但是小小區(qū)網(wǎng)絡(luò)的性能受到干擾的嚴(yán)重影響，見參考文件[1] :N.Bhushan，J. Li, D. Malladij R. Gilmore, D. Brenner, A. Damnjanovicj R. Sukhavasij C. Patel, and S.Geirhoferj "Network densification:the dominant theme for wireless evolution into 5G，" IEEE Commun. Mag.，vol. 52, no. 2, pp. 82 - 89, 2014. 〇
[0003] 對移動通信的業(yè)務(wù)需求的觀測表明，絕大多數(shù)業(yè)務(wù)需求是因為少量文件重復(fù)傳輸 所產(chǎn)生的。為了利用此特征，以及考慮到存儲介質(zhì)的價格日益降低，在移動通信網(wǎng)絡(luò)中部署 存儲自然而然的被提出。
[0004] 在用戶端存儲可能被訪問的文件，來提升用戶的體驗（QoE, Quality of experience)，是一項研究已久的技術(shù)，稱為提前獲?。≒refetching)，見參考文件[2]: B. D. Higgins, J. Flinn, T. J. Giuli, B. Noble, C. Peplin, and D. Watson, "Informed mobile prefetching，"in ACM MobiSys, 2012。Prefetching通過預(yù)測，在用戶信道較好時，將用戶 最可能訪問的文件從服務(wù)器存儲到本地存儲介質(zhì)中。用戶發(fā)起文件請求時，如果文件在本 地存儲則可以獲得零延時的QoE ;如果文件沒有在本地存儲介質(zhì)中，則從接入的基站獲取。 Prefetching能否提升QoE，主要取決于對用戶可能訪問的文件預(yù)測是否準(zhǔn)確。然而，提前 存儲到用戶本地存儲介質(zhì)的文件，可能不會被用戶請求，因此應(yīng)最大程度降低基站在提前 存儲過程中的損耗。
[0005] 在用戶端存儲喜好文件，顯然可以使得用戶的QoE得到一定的提升。然而， Prefetching要么僅僅考慮用戶信道條件進(jìn)行文件提前獲取，忽略了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的干擾情況， 可能會降低網(wǎng)絡(luò)整體性能；要么僅僅利用多余的網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)行文件提前獲取，并未考慮基 站在提前存儲過程中的損耗。而且，Prefetching并沒有考慮存儲文件到用戶本地對干擾 管理的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提出一種基于用戶端存儲的干擾管理方法，Prefetching-Advanced，包含 一個用戶端存儲方案、一個輔助存儲的傳輸方案和一個基于存儲的干擾管理方案。其中， 存儲方案確定每個用戶端需要存儲的文件；傳輸方案將用戶端需要存儲的文件傳輸給用戶 端；干擾管理方案在用戶端發(fā)起請求時，確定如何將文件傳輸給用戶端。
[0007] 在本發(fā)明中，存儲方案利用移動通信業(yè)務(wù)中少量文件重復(fù)傳輸造成大部分負(fù)載的 特征、用戶端存儲介質(zhì)的價格日益降低的特點(diǎn)以及用戶的喜好可預(yù)測的特性，選擇各個用 戶端的最可能訪問的文件作為各個用戶端的喜好文件，存儲到用戶端；傳輸方案利用用戶 端行為及基站剩余資源的可預(yù)測性將喜好文件傳輸給用戶端；干擾管理方案則利用用戶端 存儲的喜好文件，在用戶請求喜好文件時，不對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生干擾。
[0008] 由于本發(fā)明的存儲方案充分利用用戶端的本地存儲介質(zhì)提前存儲各個用戶端的 喜好文件，因此在用戶端請求文件時，大多數(shù)用戶端的文件請求可以從本地存儲介質(zhì)獲取。
[0009] 由于本發(fā)明的傳輸方案根據(jù)用戶端位置及運(yùn)動軌跡的可預(yù)測性與基站剩余無線 資源的可預(yù)測性，結(jié)合基站休眠策略并充分利用基站服務(wù)其他業(yè)務(wù)的剩余資源，在不影響 網(wǎng)絡(luò)的其他業(yè)務(wù)的同時推送給用戶端需要存儲的文件，因此可以最大程度地降低提前推送 帶來的代價。
[0010] 由于本發(fā)明的干擾管理方案充分利用用戶端的本地存儲資源，用戶端從本地獲取 文件時不會對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生干擾，同時也卸載了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載，從而減少了干擾，可以提升小小 區(qū)網(wǎng)絡(luò)容量；另外用戶端從本地獲取文件，不受到其他用戶端的干擾，可以提升用戶端的 QoEo
[0011] 本發(fā)明為一種基于用戶端存儲的干擾管理方法，所述的干擾管理方法適用于小小 區(qū)網(wǎng)絡(luò)場景，所述的小小區(qū)網(wǎng)絡(luò)包括一個宏小區(qū)，宏小區(qū)包含多個微基站，微基站負(fù)責(zé)提前 推送用戶端的喜好文件和處理用戶端的文件請求。小小區(qū)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)用戶端，所述的干擾管 理方法包括以下步驟：
[0012] 步驟1 :微基站根據(jù)一段時間內(nèi)各用戶端歷史請求的文件信息，預(yù)測小小區(qū)內(nèi)每 個用戶端的需求集合（可能訪問的文件集合），并將每個用戶端的需求集合中的文件按流 行度進(jìn)行排序。
[0013] 步驟2 :微基站獲取每個用戶端的存儲能力（可以存儲的文件數(shù)Nu，每個用戶端可 以不同），根據(jù)每個用戶端的存儲能力和需求集合，確定每個用戶端的喜好文件集合。所述 喜好文件集合，為每個用戶端需求集合中的流行度最大的前Nu個文件，每一個文件稱為喜 好文件，完成文件存儲方案。
[0014] 步驟3 :微基站根據(jù)每個用戶端的情景信息和網(wǎng)絡(luò)的實時負(fù)載，確定用戶端的大 尺度信道和網(wǎng)絡(luò)的剩余資源分布，在網(wǎng)絡(luò)剩余資源充足，不影響其他業(yè)務(wù)，并且用戶端信道 條件較好時，將喜好文件集合在用戶端發(fā)起請求之前推送給每個用戶端，保證推送過程低 能耗，并且對網(wǎng)絡(luò)額外開銷很小。
[0015] 步驟4 :各個用戶端將接收到的喜好文件集合，存儲在本地存儲介質(zhì)，完成傳輸方 案。
[0016] 步驟5 :用戶端發(fā)起文件請求時，判斷請求文件是否為已經(jīng)存儲在本地存儲介質(zhì) 中的喜好文件；若是喜好文件，則直接從本地存儲介質(zhì)獲取喜好文件；若不是喜好文件，用 戶端接入距離最近的基站，從基站獲取文件，完成干擾管理方案。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0018] (1)本發(fā)明具有高效的管理干擾的優(yōu)點(diǎn)。
[0019] 本發(fā)明提出基于存儲的干擾管理方案，充分利用網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，在用戶端存儲 喜好文件，使得用戶端在請求這些喜好文件時不會產(chǎn)生干擾，也不會受到干擾的影響。用戶 端的喜好文件是用戶端最可能請求的文件，消除請求喜好文件產(chǎn)生的干擾，可以減少網(wǎng)絡(luò) 中的大部分干擾，提升小小區(qū)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量；用戶端請求喜好文件時不會被干擾，而所有用 戶端均存儲有喜好文件，因此可以提升大部分用戶端的Q〇E。
[0020] (2)本發(fā)明具有低能耗的優(yōu)點(diǎn)。
[0021] 將喜好文件集合根據(jù)用戶端行為及基站剩余資源的可預(yù)測性，使基站可以在保證 時效條件下進(jìn)行低能耗的提前推送傳輸。
[0022] (3)本發(fā)明具有不增加額外部署，廣泛性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0023] 本發(fā)明通過預(yù)測喜好文件，根據(jù)用戶端行為及基站剩余資源的可預(yù)測性進(jìn)行傳輸 實現(xiàn)文件存儲過程，只需要每個用戶端具有少量的存儲能力，對用戶端的要求低，而且考慮 到智能手機(jī)的發(fā)展，用戶端的存儲空間十分充足。本發(fā)明不需要增加任何額外的部署，可以 廣泛實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明提供的干擾管理方法流程圖；
[0025] 圖2是本發(fā)明中進(jìn)行文件傳輸示意圖；
[0026] 圖3是本發(fā)明實施例中采用的小小區(qū)網(wǎng)絡(luò)示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0028] 本發(fā)明為一種基于用戶端存儲的干擾管理方法，適用場景為小小區(qū)網(wǎng)絡(luò)，所述的 小小區(qū)網(wǎng)絡(luò)包括一個宏小區(qū)，一個宏小區(qū)包括多個微基站，微基站負(fù)責(zé)提前推送用戶端的 喜好文件和處理用戶端的文件請求。
[0029] 本發(fā)明提出一種基于用戶端存儲的干擾管理方法，如圖1所示，所述的干擾管理 方法包括以下幾個步驟：
[0030] 步驟1 :微基站根據(jù)一段時間內(nèi)各用戶端歷史請求的文件信息，預(yù)測小小區(qū)內(nèi)每 個用戶端可能訪問的文件集合），并將文件按流行度進(jìn)行排序，得到每個用戶端的需求集 合。
[0031] 各用戶端的歷史文件請求信息包括：請求文件的類型、請求文件的大小、各個請求 文件被請求的次數(shù)。
[0032] 步驟2 :微基站獲取每個用戶端的存儲能力（可以存儲的文件數(shù)Nu，每個用戶端可 以不同），根據(jù)每個用戶端的存儲能力和需求集合，確定每個用戶端的喜好文件集合。所述 喜好文件集合，為每個用戶端的需求集合中的流行度最大的前Nu個文件，每一個文件定義 為喜好文件。
[0033] 微基站通知每個用戶端上報本地存儲空間大??；
[0034] 每個用戶端將本地存儲介質(zhì)的大小反饋給微基站；
[0035] 微基站根據(jù)每個用戶端的需求集合中的文件大小，計算每個用戶端可以存儲的文 件數(shù)Nu，并且選取每個用戶端的需求集合中前Nu個文件作為用戶端的喜好文件。
[0036] 步驟3 :微基站根據(jù)每個用戶端的情景信息和網(wǎng)絡(luò)的實時負(fù)載，在保證推送過程 對網(wǎng)絡(luò)額外開銷很小的前提下，將喜好文件在用戶端發(fā)起請求之前推送給每個用戶端。 [0037] 確定目標(biāo)用戶端的喜好文件集合及目標(biāo)文件的時效范圍（用戶端請求喜好文件 集合中的喜好文件之前的時間稱為時效范圍）；
[0038] 根據(jù)對目標(biāo)用戶端在時效范圍內(nèi)的用戶端軌跡及位置的預(yù)測，找到對應(yīng)時隙的接 入基站，并獲得不同位置對應(yīng)的大尺度信道強(qiáng)度?；讷@得的大尺度信道強(qiáng)度，進(jìn)一步獲得 該路徑信道強(qiáng)度的概率分布；
[0039] 基于基站對歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，預(yù)測時效范圍基站服務(wù)實時業(yè)務(wù)的繁忙程度，獲得 在未來時效范圍時間內(nèi)不同剩余帶寬狀況的期望時間；
[0040] 基于獲得的信道相關(guān)信息及基站剩余資源信息，求得傳輸?shù)乃矫婕伴T限，水平 面和門限為確定功率分配的參數(shù)；
[0041] 根據(jù)獲得的傳輸水平面及門限，在未來每個時隙基站均做出分配方法。結(jié)合當(dāng)前 時隙基站測量獲得的真實信道增益以及當(dāng)前真實的可用帶寬情況及可用發(fā)射功耗情況，基 站向目標(biāo)用戶端分配的功率資源分為以下兩種情況：
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