[发明专利]一种蜂窝网络中基于用户行为驱动的人工频谱空洞获取方法及装置

摘要

本发明公开了一种蜂窝网络中基于用户行为驱动的人工频谱空洞获取方法，其通过把人的行为考虑到对频谱资源的使用以及对通信系统的优化中，降低处于非关注期的应用/业务对应的连接所占用的频谱数量，或者说人为地腾出一些频谱；本发明还公开了实现上述方法的装置包括用户信息采集模块、用户信息汇报模块以及基站的网络资源管理器。本发明通过获取用户的行为信息，并利用该信息对用户不关注的应用采取时频资源转换，降低对其的资源供应，人为地腾出一些频谱，并设计了与该策略相匹配的接入控制策略，使得小区可以同时满足更多用户的流量需求，或者在网络拥塞时实现频谱在时间上的搬移而减轻网络的负载。

主权项

一种蜂窝网络中基于用户行为驱动的人工频谱空洞获取方法，包括：周期性地采集基站所覆盖小区内各用户终端系统中的业务信息，进而将这些业务信息汇报给基站的网络资源管理器；网络资源管理器根据所述的业务信息对各用户终端系统中的后台应用进行时频资源转换，以获取人工频谱空洞，具体过程如下：(1)对于任一用户，通过历史统计分析获得当前终端系统中每一后台应用在下一周期仍需缓冲数据的事件概率，具体算法如下：记事件E1、E2、E3和E4分别为在下段周期τ里，事件E1表示用户打开新应用开启了新的连接，事件E2表示前台应用对应的连接结束，事件E3表示用户从后台应用集合中选中了一个应用，事件E4表示用户选中的后台应用对应的连接还需传输数据；所述的事件概率其中：当用户的新连接到达服从速率为λu的泊松过程时，则有当用户的前台应用对应连接的服务时长服从均值为1/μj2的指数分布时，则有当用户以等概率的方式从后台应用集合中选取一个应用切换到前台时，则有表示该用户所有后台应用的个数；当用户选中的后台应用对应的连接在非时频资源转换时的服务时长服从均值为1/μj1的指数分布时，则有rp为该连接在该次时频资源转换之前所占用的子载波数，rj1为该连接在非时频资源转换时所占用的子载波数；所述非时频资源转换即对应表示满子载波供应；(2)根据所述的事件概率，通过以下公式确定当前终端系统中各后台应用应削减的子载波供应数，从而在下一周期对后台应用进行子载波回收并对具有资源恢复请求的前台应用提供满子载波供应，所述的具有资源恢复请求的前台应用即为在前一周期为后台运行且在当前周期切换为前台运行的应用；maxriφ(ri)]]>s.t. 0≤ri≤Ri φ(ri)＝H(ri)‑ω·J(ri)其中：ri为当前终端系统中的第i个后台应用应削减的子载波供应数，Ri为当前终端系统中的第i个后台应用的满子载波供应数，H(ri)为关于ri的归一化频谱空洞函数，J(ri)为关于ri的归一化QoE风险函数，ω为权重因子；i为自然数且1≤i≤n，n为当前终端系统中后台应用的个数；所述的归一化频谱空洞函数H(ri)根据以下关系式求得：H(ri)＝ri/Ri所述的归一化QoE风险函数J(ri)根据以下关系式求得：其中：α、β和γ均为预设的QoE衡量指标系数，Pi为当前终端系统中的第i个后台应用在下一周期仍需缓冲数据的事件概率，Z(ri)为当前终端系统中的第i个后台应用在下一次采集汇报时的缓冲数据总量；所述的缓冲数据总量Z(ri)根据以下关系式求得：Z(ri)＝Si+(Ri‑ri)vτ其中：τ为采集周期，v为子载波的平均数据速率，Si为当前终端系统中的第i个后台应用的已缓冲数据量；(3)根据步骤(1)和(2)，遍历基站所覆盖小区内的所有用户。