基于网络状态的无线推送机制及其资源管理研究

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移动通信经历了从第一代移动通信系统(1G)到第四代移动通信系统(4G)的发展,从早期的话音通信到现在可以支持数据和多媒体业务。现如今第五代移动通信技术(5G)也正在研究中。随着互联网的重心向移动互联网的转移,面向个人和行业的移动应用快速发展,5G不再仅仅是更高速率、更大带宽、更强能力的空中接口技术,而是业务应用和用户体验的智能网络。  研究表明,移动互联网已由随机分布网络发展为无尺度网络。大部分用户对互联网的访问集中于少部分热门内容,因此,大量的公共内容在网络中的重复传送造成了带宽资源的极大浪费。无线推送以其“点到多点”的特性,能有效解决这一问题。本文主要研究推送在未来5G无线网络中的应用。基于网络状态存在闲时与忙时的特点,并结合公共内容重叠率与推送频谱效率的关系,提出一种“点对点”通信与“点对多点”通信相结合的无线推送机制,即在网络闲时基站分配部分带宽用于推送公共信息,而在网络忙时只采用“点对点”通信。本文引入层次分析法对该推送机制进行频谱资源管理。  本文所述无线推送机制是以牺牲部分网络闲时的用户体验性能来提高网络忙时的用户体验性能。然而,仿真结果表明,网络闲时用户体验的略微下降却能带来忙时用户体验的大大提升。此外,对推送的频谱效率进行研究,发现公共内容重叠率越高,推送的频谱效率就越高,并且小区用户的信道条件越好,推送的频谱效率也越高。因此,该推送机制在实际应用中可以通过优先推送重叠率高的公共内容和对信道条件较好的用户进行组播来提高网络性能。  本文所述无线推送机制中,在网络闲时,基站的“点对点”通信与推送共用系统频谱,涉及资源分配问题。基站分配给推送的带宽越多,忙时用户体验提高的越多,同时闲时用户性能下降的也越多。本文引入层次分析法对不同带宽资源分配下的推送系统进行综合评估,并得出不同仿真条件下的最优频谱资源分配策略。
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