[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

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种热点内容叠加推送与分发方法、系统、无线通信系统，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，基站利用空闲频谱资源采用非正交多址接入(Non‑Orthogonal Multiple Access，NOMA)技术向移动边缘缓存(Mobile Edge Caching，MEC)服务器进行热点内容叠加推送；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；当接收到请求热点内容时，内容缓存服务器进行热点内容叠加分发。本发明通过提高内容分发效率，降低内容分发的用户等待时延。本发明通过NOMA技术将不同的热点内容进行叠加推送和分发，相较于传统的正交多址接入，提高了系统的频谱利用效率。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种热点内容叠加推送与分发方法、系统、无线通信系统。

背景技术

目前，随着无线通信业务及智能终端设备的发展，无线数据流量需求得到了极大的增长。移动数据业务需求的爆发式增长给现有蜂窝网络带了巨大的压力，使得网络在通信高峰时段容易产生延迟、中断等问题，降低了用户的体验度。5G网络要求在未的通信网络中，网络吞吐量达到4G网络的1000倍，用户速率最高可提升至100Mbit/s，5G时延要比4G网络的15ms时延缩小一个数量级。为了实现这些要求，许多新的技术方案已经被提出。无线缓存技术就是其中的一种，其基本原理是将流行度较高的网络内容预先缓存在网络边缘的服务器中，当用户请求这些内容时，可以直接从网络边缘的服务器的缓存中获取。

目前，针对无线缓存技术已取得了一定的论文及专利等相关成果。2016年M.Tao，E.Chen等人在“IEEE Trans.Wireless Commun.”上提出“Content-centric sparsemulticastbeamforming for cache-enabled cloud RAN”方案，通过结合组播和缓存，提出了一种在云无线电接入网络中以内容为中心的传输设计方案，将请求相同的用户形成一个多播组，并由相同的基站群集对其协作地提供服务；2017年，F.Cheng，Y.Yu等人在“IEEEAccess”上提出“Power allocation for cache-aided small-cell networks withlimitedbackhaul”方案，考虑了功率分配以提高回程受限的高速缓存辅助小蜂窝网络的性能，在该网络中，干扰对齐用于管理用户之间的干扰，设计了一种功率分配算法提高系统传输速率和降低回程负载。然而这些方案做出的基本假设都是，在内容推送阶段，即非高峰时段以无差错的方式将内容推送到内容服务器，但是如果内容的流行度正在快速变化，或者需要频繁更新要缓存的文件，则仅在非高峰时段执行内容推送，内容服务器缓存的内容很容易过时，因此难以有效地发挥无线缓存技术的优势。此类内容的典型示例包括最新新闻、需要实时更新的体育赛事、具有频繁更改价格的电子商务促销、新发行的音乐视频等。类似地，假定无错误内容推送也可能是在许多实际的交流场景中值得怀疑。

另一方面，非正交多址接入技术作为一种信息多址接入手段可以大幅提高日益紧缺的可用频谱资源的频谱利用效率，该技术以不同功率将多个信息流在时域/频域/码域重叠的信道上传输，在相同无线资源上为多个用户同时提供差异化需求的无线业务服务，可以显著提高系统频谱效率和用户接入能力，降低用户调度信令开销，缩短接入时延，降低终端能耗。其作为面向未通信、5G通信的核心候选技术已得到国内外工业界的广泛认可。无线缓存和NOMA技术都是未通信网络的重要技术，然而目前在NOMA和无线缓存技术的结合方面的研究却很少。这主要是因为技术结合会增加系统复杂度，提高系统实现和调度成本。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术在内容推送阶段，即非高峰时段以无差错的方式将内容推送到内容服务器，但是如果内容的流行度正在快速变化，或者需要频繁更新要缓存的文件，则仅在非高峰时段执行缓存无效。

(2)现有技术在NOMA和无线缓存技术的结合方面的研究却很少。