[發(fā)明專利]一種基于隨機(jī)邊緣緩存及現(xiàn)實條件的柔性協(xié)作傳輸方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910726244.0
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110611698A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭福春;胡力
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04B7/024
• 代理公司: 44248 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 胡吉科

本發(fā)明提供了一種基于隨機(jī)邊緣緩存及現(xiàn)實條件的柔性協(xié)作傳輸方法及系統(tǒng)，宏基站不支持緩存，宏基站通過回傳鏈路與核心網(wǎng)相聯(lián)，并可獲取任意的內(nèi)容；小基站支持緩存；發(fā)送步驟：當(dāng)協(xié)作半徑內(nèi)所有小基站均未存儲用戶所請求的文件時，距離用戶最近的宏基站從核心網(wǎng)獲取該文件并發(fā)送給用戶；柔性協(xié)作發(fā)送步驟：當(dāng)協(xié)作半徑內(nèi)存在小基站存儲了用戶所請求的文件時，如果這樣的小基站僅存在一個，該小基站會為用戶提供服務(wù)；若這樣的小基站有多個，這些小基站會向用戶聯(lián)合傳輸該文件。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)能靈活高效地適應(yīng)實際情況，提高基站利用效率；通過小基站層采用聯(lián)合傳輸方案，提高通信鏈路質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于隨機(jī)邊緣緩存及現(xiàn)實條件的柔性協(xié)作傳輸方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著需要連入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備逐漸增多，移動數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)爆炸性增長，為目前的無線網(wǎng)絡(luò)帶來了巨大挑戰(zhàn)。另外，用戶對無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的需求也逐漸從面向連接轉(zhuǎn)移至面向內(nèi)容，例如視頻流以及智能手機(jī)應(yīng)用，但瓶頸問題之一是容量有限的回傳網(wǎng)絡(luò)。這樣，支持基站緩存的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生，通過將某些流行的內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)使用“低峰期”提前存儲于邊緣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(如基站)，在“高峰期”時網(wǎng)絡(luò)便可從本地獲取內(nèi)容服務(wù)用戶，而不再占用回傳鏈路容量，因而極大緩解了網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載壓力。隨機(jī)緩存，即為每個待緩存內(nèi)容分配緩存概率，所有的內(nèi)容都會以一定的概率存儲在緩存設(shè)備中，這樣大大提高了緩存內(nèi)容的多樣性。其中，一些緩存節(jié)點可能會存儲相同的內(nèi)容，這為協(xié)作傳輸提供了機(jī)會，即多個緩存節(jié)點如小基站聯(lián)合發(fā)送相同的內(nèi)容給某一用戶。有鑒于此，已有文獻(xiàn)已對基于隨機(jī)邊緣緩存的協(xié)作傳輸進(jìn)行了方案設(shè)計。例如，W.L.Wen等人提出了兩種基于基站數(shù)的協(xié)作傳輸方案：距離用戶最近的若干個小基站協(xié)作地為用戶提供服務(wù)，其中協(xié)作基站數(shù)可調(diào)但固定。L.Hu等人因而提出了基于協(xié)作半徑的協(xié)作傳輸：假設(shè)存在以用戶為中心的協(xié)作圈，即協(xié)作半徑內(nèi)的所有小基站均滿足接受信號強(qiáng)度的閾值，在此基礎(chǔ)上協(xié)作半徑內(nèi)的所有小基站協(xié)作地為用戶提供服務(wù)。

對于基于基站數(shù)的協(xié)作傳輸方案，假設(shè)距離用戶最近的若干基站以聯(lián)合傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送相同的緩存內(nèi)容給某一用戶，但參與聯(lián)合傳輸?shù)幕緮?shù)是固定的，即每次均通過相同數(shù)目的基站發(fā)送相同內(nèi)容給用戶。毫無疑問，這種方式在一些場合，如被請求內(nèi)容僅存儲在用戶周圍少量基站從而達(dá)不到所設(shè)置的參與聯(lián)合傳輸基站數(shù)時，則缺乏柔性且導(dǎo)致傳輸性能下降。

另一方面，在已出現(xiàn)的基于協(xié)作半徑的協(xié)作傳輸方案中，協(xié)作圈內(nèi)存儲有用戶所請求內(nèi)容的全部基站均可參與聯(lián)合傳輸；同時，協(xié)作圈內(nèi)其他未緩存該文件的基站暫時靜默，從而減少干擾。一方面，多個基站參與聯(lián)合傳輸，其增益會隨著參與聯(lián)合傳輸?shù)幕緮?shù)增加而減少；另一方面，參與聯(lián)合傳輸?shù)幕緮?shù)目過多，則會過度增大協(xié)作開銷。另外，協(xié)作圈內(nèi)未存儲被請求文件的基站暫時靜默，雖然能有效地降低干擾，但同時也會使基站利用率降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于隨機(jī)邊緣緩存及現(xiàn)實條件的柔性協(xié)作傳輸方法，宏基站不支持緩存，宏基站通過回傳鏈路與核心網(wǎng)相聯(lián)，并可獲取任意的內(nèi)容；小基站支持緩存；

發(fā)送步驟：當(dāng)協(xié)作半徑內(nèi)所有小基站均未存儲用戶所請求的文件時，距離用戶最近的宏基站從核心網(wǎng)獲取該文件并發(fā)送給用戶；

柔性協(xié)作發(fā)送步驟：當(dāng)協(xié)作半徑內(nèi)存在小基站存儲了用戶所請求的文件時，如果這樣的小基站僅存在一個，該小基站會為用戶提供服務(wù)；若這樣的小基站有多個，這些小基站會向用戶聯(lián)合傳輸該文件。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述柔性協(xié)作發(fā)送步驟中，設(shè)置了協(xié)作圈內(nèi)參與聯(lián)合傳輸小基站數(shù)量的最大值，以控制聯(lián)合傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)開銷。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該柔性協(xié)作傳輸方法還包括獲取最優(yōu)緩存分布步驟，在所述獲取最優(yōu)緩存分布步驟中，采用隨機(jī)緩存策略，求取文件庫中每一個文件的最優(yōu)緩存概率，從而獲得最優(yōu)的緩存分布。