无线异构融合网能耗友好型推送技术研究

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随着无线数字媒体内容的爆发式增长,传统单一网络已经无法满足用户需求。因此,无线异构融合网的概念应运而生。能耗(包括移动设备能耗和基站能耗)是极大影响用户体验和系统效率的因素,在利用无线异构融合网提高频谱效率的同时,考虑能耗对提高用户体验和节约资源具有重要价值。本文首先研究如何合理使用移动设备能量,最大化移动设备使用时长。为此,首先给出能耗模型,建立其定量关系式,从而得到考虑移动设备能量的内容推送模型,给出了无线异构融合网络下移动设备能量消耗的数学描述。提出对于任意给定的剩余电量的用户,我们都能给出使其移动设备使用时长最大化的推送选择。此时任意剩余电量的用户均会接收推送内容,但是不同剩余电量的用户用来接收推送内容的耗电占现有剩余电量的比例是不同的。本文通过分析和仿真得到这个最优的相对电量比例一般取20%-40%时可令使用时长最大,并给出具体的与广播网数据传输速率、电量损耗因子、用户现有设备电量等因素的定量关系,得到了使移动设备的使用时长最大时的最优参数选择。本文接着研究如何让蜂窝基站能耗最小,并将问题转化为最大化用户请求分流率。在广播网、蜂窝网、D2D三者结合的融合网下进行推送。当用户发起请求时,用户获取内容的优先级依次为本地缓存、D2D簇、蜂窝基站。通过控制D2D簇的规模实现缓存内容的命中率和D2D内通信成功率的均衡,最终实现用户请求分流率的最大化。本文考虑了D2D簇的数目、融合网中用户是否具有缓存、有缓存用户的比例、内容流行度集中程度等因素,通过分析和数值仿真确定不同参数情况下分流率的表现,得到最优参数选择及各参数之间的关系。本文从移动设备和基站能耗角度考虑无线异构融合网的推送问题,研究能耗对用户设备使用时长、系统性能等影响,并得出不同情形下各参数之间的定量关系,给出最优参数选择,实现融合网络推送下能耗研究的价值。
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