一种小小区网络中基于存储的干扰管理方法技术

本发明专利技术公开了一种小小区网络中基于存储的干扰管理方法，属于无线通信技术领域。所述方法中，宏基站根据一段时间内微基站上报的用户端历史请求文件的文件信息，统计宏小区内用户端可能访问的文件，并将文件按流行度进行排序,得到文件集合；在小小区网络的低负载状态时，宏基站根据所有用户端的信道信息和存储介质大小，将该时间段的流行文件广播给每个用户端，从而保证存储过程对网络额外开销很小；用户端对接收到的流行文件存储在本地存储介质；若用户端请求的文件为已经在本地存储的流行文件时，直接本地获取，不产生对网络的干扰，并且不受到干扰，因此可以高效地管理干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种小小区网络中的基于存储的干扰管理方法，属于无线通信

技术介绍
移动通信的业务量在过去十年呈现了爆炸式的增长，并且要承担在未来十年满足1000倍增长的挑战。网络密集化部署被认为是一种提升吞吐量的有效方式，因此面向未来移动通信系统，旨在提高空间利用率的小小区网络，已得到广泛关注，但是小小区网络的性能受到干扰的严重影响，见参考文件1。虽然工业界和学术界已存在许多的干扰管理策略，比如采用干扰对准等，见参考文件2，但是为了寻找低成本、高效的干扰管理方式来满足不断增长的业务需求，需要重新思考网络中传输的业务的特性。近期的观测表明，绝大多数移动通信业务，是由少量文件重复传输所产生，这些文件被称为流行文件。为了利用此特征，以及考虑到存储介质的价格日益降低，在移动通信网络中部署存储自然而然的被提出。通过在基站端或者用户端存储内容，网络的吞吐量可以得到提升:在基站端存储流行文件，可以解除回传链路的容量受限，从而提升网络的吞吐量；在用户端存储流行文件，并通过采用终端到终端(D2D，Device to device)的技术，可以减小文件传输距离，提高空间复用率，提升网络吞吐量，见参考文件3。在用户端存储可能被访问的文件，来提升用户的体验(QoE, Quality ofexperience)，是一项研究已久的技术，称为提前获取(Prefetching)，见参考文件4。Prefetching通过预测，在用户信道较好时，将用户可能访问的文件，从服务器存储到本地存储介质中。用户发起文件请求时，如果文件在本地存储则可以获得零延时的QoE ;如果没有在本地存储介质中，则从接入的基站获取。Prefetching能否提升QoE，主要取决于对用户可能访问的文件预测是否准确。毫无疑问，在用户端存储流行文件，对QoE和吞吐量能带来一定的提升。基于存储的D2D策略，需要对用户分簇，使每个簇内各个用户存储完全不同的文件，从而提升用户通过D2D获取请求文件的概率，如何划分簇和确定存储文件都需要准确设计；另外，D2D需要用户同意消耗自身的电量去服务其他用户，而智能手机电量又是用户十分关心问题。Prefetching仅仅考虑用户信道条件进行文件提前获取，并不考虑当前网络的干扰情况，或者仅仅利用多余的网络资源，进行文件提前获取，可以存储到本地的文件数受到限制；另外Prefetching —般需要安装特定的本地应用才能实现，限制了参与的用户数；而且，Prefetching仅仅预测单个用户可能访问的文件，并未考虑整个网络的流行文件，没有利用流行文件的特征进行广播，传输效率较低。参考文件1:N.Bhushan, J.Li, D.Malladi, R.Gilmore, D.Brenner, A.Damnjanovic, R.Sukhavasi, C.Patel, and S.Geirhofer, “Network densificat1n: thedominant theme for wireless evolut1n into 5G,，，IEEE Commun.Mag., vol.52, n0.2,pp.82 - 89, 2014.参考文件2:Η.Sun and S.A.Jafar, “Topological interference managementwith multiple antennas,，，in IEEE ISIT, 2014.参考文件3:N.Golrezaei，A.F.Molisch，A.G.Dimakis，andG.Caire, ‘‘Femtocach ing and dev i ce-to-dev i ce co 11 aborat 1n: A newarchitecture for wireless video distribut1n,，，IEEE Commun.Mag., vol.51, n0.4,pp.142 - 149，2013.参考文件4:B.D.Higgins, J.Flinn, T.J.Giuli, B.Noble, C.Peplin, andD.Watson, “Informed mobile prefetching, ” in ACM MobiSys, 2012.
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述问题，提出，Precaching。利用移动通信业务中少量文件重复传输造成大部分负载的特征，以及用户端本地存储介质的价格日益降低的特点，在用户端存储流行文件，使得用户端在请求流行文件时不会产生干扰，也不会受到干扰的影响，从而减少小小区网络中的绝大部分干扰，提升小小区网络的吞吐量和用户端的QoE。利用一定区域用户喜好的相似性，对所有用户端本地存储相同的流行文件，具有低复杂度，易于实现的特点。利用网络负载的潮汐特性，在网络负载较低时通过广播的方式，将流行文件传输到用户端的本地存储介质，提升流行文件存储过程的效率，且存储过程对网络的额外开销几乎可以忽略不计。由于本专利技术充分利用用户端的本地存储介质提前存储流行文件，在用户端在请求文件时，如果该请求文件为流行文件，则流行文件可以从本地存储介质获取，而从本地获取流行文件时，不会对网络产生干扰，同时也卸载了网络的负载，从而减少了干扰，可以提升小小区网络容量；另外用户从本地存储介质中获取流行文件，不受到其他用户端的干扰，可以提升用户端的QoE。本专利技术为，所述的小小区网络包括一个宏小区，宏小区包括一个宏基站和多个微基站，宏基站主要负责在网络负载较低时广播流行文件到用户端，微基站在不同于宏基站的频段上负责处理用户端的文件请求。小小区网络服务用户端，假设所有用户端的本地存储介质的大小相同，所述的干扰管理方法包括以下步骤:步骤1:宏基站根据一个时间段内微基站上报的各用户端历史请求文件的文件信息，统计宏小区内所有用户端可能访问的文件，并将所述可能访问的文件按流行度从大到小进行排序，得到文件集合，便于选取用户端需要存储的文件；所述流行度是指文件被用户端请求的概率，概率越大流行度越高。步骤2:宏基站在小小区网络的低负载状态时，获取所有用户端的信道信息和本地存储介质大小，并据此得到该时间段内的流行文件，将所述时间段内的流行文件广播给每个用户端，从而保证存储过程对网络额外开销很小；所述的流行文件是指所述的文件集合中流行度最高的前Nu个文件，Nu为本地存储介质的大小。步骤3:用户端对接收到的流行文件存储在本地存储介质；步骤4:用户端发起文件请求时，判断请求文件是否为已经存储在本地存储介质中的流行文件；若是流行文件，则直接从本地存储介质获取流行文件，不产生对网络的干扰，并且不受到干扰，因此可以高效地减少干扰。若不是流行文件，用户端接入距离最近的基站，从基站获取文件。本专利技术的优点在于:(1)本专利技术具有高效的管理干扰的优点。本专利技术提出基于存储的干扰管理方案，充分利用网络业务的特点，在用户端存储流行文件，使得用户在请求流行文件时不会产生干扰，也不会受到干扰的影响。流行文件产生的负载占据了网络负载的绝大部分，也是绝大部分干扰产生的来源，消除流行文件产生的干扰，可以减少网络中的大部分干扰，提升小小区网络的吞吐量；用户请求流行文件不会被干扰，而流行文件占据绝大多数的网络负载，因此可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小小区网络中基于存储的干扰管理方法，其特征在于：假设所有用户端的本地存储介质的大小相同，所述的干扰管理方法包括以下步骤：步骤1：宏基站根据一个时间段内微基站上报的各用户端历史请求文件的文件信息，统计宏小区内所有用户端可能访问的文件，并将所述可能访问的文件按流行度从大到小进行排序，得到文件集合；步骤2：宏基站在小小区网络的低负载状态时，获取所有用户端的信道信息和本地存储介质大小，并据此得到该时间段内的流行文件，将所述时间段内的流行文件广播给每个用户端；步骤3：用户端对接收到的流行文件存储在本地存储介质；步骤4：用户端发起文件请求时，判断请求文件是否为已经存储在本地存储介质中的流行文件；若是流行文件，则直接从本地存储介质获取流行文件；若不是流行文件，用户端接入距离最近的基站，从基站获取文件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彬强，刘婷婷，杨晨阳，姜蕾，王刚，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，日电中国有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11