[发明专利]一种热点内容叠加推送与分发方法、系统、无线通信系统

权利要求书

1.一种热点内容叠加推送与分发方法，其特征在于，所述热点内容叠加推送与分发方法包括以下步骤：

第一步，系统根据当前网络空闲或繁忙状态和是否接收到请求热点内容确定热点内容叠加推送与分发模式；若网络空闲，跳至第二步；若网络繁忙，跳至第三步；若接收到请求热点内容，跳至第四步；

第二步，若网络空闲，基站利用空闲频谱资源采用NOMA技术向MEC服务器进行热点内容叠加推送；具体包括：

(1)各MEC缓存服务器判定已缓存内容的剩余有效期，MEC缓存服务器CS_k,k∈{1,...,K}根据已缓存时长参数和内容有效期参数按照公式，逐一计算本地缓存热点内容的剩余有效期:

若剩余有效期小于系统预设门限则表明MEC缓存服务器CS_k需要更新热点内容F_i；反之，则无需更新F_i，待各MEC缓存服务器完成剩余有效期判定后，则产生各自待更新内容集合与剩余有效期集合；MEC缓存服务器CS_k,k∈{1,...,K}的待更新内容集合为剩余有效期集合为ν_k；

(2)待推送内容生成与排序，MEC缓存服务器{CS₁,...,CS_K}向基站/无线接入点S报告各自待更新内容的集合{L₁,...,L_K}和剩余有效期集合{ν₁,...,ν_K}，基站根据{L₁,...,L_K}和{ν₁,...,ν_K}得出全局待推送内容集合L_push及各待推送内容的最小剩余有效期具体如下：

基站根据待推送内容的流行度和最小剩余有效期之比的降序，对待推送内容进行排序，L_push共包含l个元素，则流行度和最小剩余有效期之比的降序可表示为：

(3)叠加推送，基站/无线接入点S根据排序结果，向所有MEC缓存服务器发送待推送内容的叠加信号其中为热点内容的信号，α_i为热点内容的功率分配因子，且满足和α₁＞α₂＞...＞α_l；

(4)叠加内容解码，各缓存服务器收到叠加信号后，利用串行干扰消除进行解码，MEC缓存服务器CS_k收到叠加信号后，按照x_m1→x_m2→...→x_ml的顺序逐次解码，接收机噪声功率为σ²，MEC缓存服务器CS_k解码的信干噪比表示为：

(5)缓存内容更新，各MEC缓存服务器根据解码情况，更新缓存热点内容及缓存时长，若MEC缓存服务器CS_k成功解码则替换缓存的热点内容并且更新该热点内容的已缓存时长为

第三步，若网络繁忙，系统允许内容推送与下行传输共享相同频谱资源，进行混合内容推送-下行传输；具体包括：

(1)各MEC缓存服务器判定已缓存内容的剩余有效期，MEC缓存服务器CS_k,k∈{1,...,K}根据已缓存时长参数和内容有效期参数按照如下公式，逐一计算本地缓存热点内容的剩余有效期：

若剩余有效期小于系统预设门限则表明MEC缓存服务器CS_k需要更新热点内容F_i；反之，则无需更新F_i；待各MEC缓存服务器完成剩余有效期判定后，则产生各自待更新内容集合与剩余有效期集合，MEC缓存服务器CS_k,k∈{1,...,K}的待更新内容集合为剩余有效期集合为ν_k；

(2)待推送内容生成与排序，MEC缓存服务器{CS₁,...,CS_K}向基站/无线接入点S报告各自待更新内容的集合{L₁,...,L_K}和剩余有效期集合{ν₁,...,ν_K}，基站根据{L₁,...,L_K}和{ν₁,...,ν_K}得出全局待推送内容集合L_push及各待推送内容的最小剩余有效期具体如下：

基站根据待推送内容的流行度和最小剩余有效期之比的降序，对待推送内容进行排序，L_push共包含l个元素，则流行度和最小剩余有效期之比的降序可表示为：

(3)下行传输服务质量QoS保障，基站根据下行用户D的信道增益|f_D|²进行功率分配，以确保下行用户D的接收可靠性，下行用户D的目标速率为R_D，且下行用户信道增益|f_D|²满足则基站为下行传输设定如下功率分配因子：

(4)叠加内容推送-下行传输，基站/无线接入点S根据排序结果，向下行用户D和所有MEC缓存服务器发送叠加信号其中x_D为下行用户信号，且α₁＞α₂＞...＞α_l；

(5)叠加内容-下行数据解码，下行用户D在收到信号后，将推送内容的信号视为干扰，直接解码下行数据信号，其解码信干噪比可表示为：

MEC缓存服务器CS_k收到叠加信号后，先尝试解码x_D，其信干噪比如下：

若x_D被成功解码，MEC缓存服务器CS_k再按照x_m1→x_m2→...→x_ml的顺序逐次解码，其中解码x_mi的信干燥比表示为：

第四步，当接收到请求热点内容时，由内容缓存服务器进行热点内容叠加分发。