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专利号: 2020101341653
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-06-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种异构蜂窝网络内容缓存和基站休眠联合优化方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、以系统整体能耗最小化为目标,建立内容缓存与基站休眠的联合优化目标函数,得到联合优化模型;所述系统整体能耗为基站缓存能耗E1、本地传输能耗E2、回程链路传输能耗E3、宏基站用户传输能耗E4、静态维持能耗E5之和;所述联合优化模型包括:其中,Etotal表示系统整体能耗,xnf表示内容缓存变量,yn表示基站休眠变量,S表示每个内容文件的大小,Smax表示SBSn存储容量的上限,表示所有可能被请求的内容集合,表示

SBS的集合,表示用户集合,znk表示用户关联变量,In表示SBSn可同时服务的用户数上限,

uk表示用户k;S2、将第i周期的内容缓存状态设为随机缓存,基站休眠状态设为随机休眠,初始周期i=1;S3、根据第i个周期的用户与各基站之间的传输速率和基站休眠状态,确定第i个周期的用户关联状态,根据关联规则将用户关联至合适的基站;所述关联规则包括:采取最大传输速率关联,计算各处于工作状态的SBS与用户uk的传输速率rn,k,如果

选取能够提供最大传输速率的基站进行关联;其中,max{r1 ,k,r2,k,...,rn ,k}表示用户uk接

收的最大传输速率,rn ,k表示第n个处于工作状态的SBS与用户uk的传输速率,为事先设定

的最低传输速率阈值;S4、根据第i个周期的用户关联状态、用户对内容的请求状态,利用离散量子粒子群算法对联合优化模型进行求解,得到第i+1个周期基站的内容缓存状态和基站休眠状态;所述确定第i个周期的用户关联状态具体包括:设定二进制变量znk表示用户uk与SBSn的关联情况,当znk=1时,表示用户uk与SBSn关联,此时SBSn处于工作状态并且该基站给用户uk提供的传输速率最大,用户uk请求的内容由SBSn传递给该用户;当znk=0时,表示用户uk与SBSn未关联,SBSn不满足用户uk的关联条件,若所有SBS都无法满足用户uk的关联条件,则将用户uk直接接入MBS,与宏基站相关联,成为宏基站用户,用户uk请求的内容由MBS传递给该用户;所述二进制变量znk是由决策变量yn和rn,k确定,即:其中,yn表示基站休眠变量,rn ,k表示各处于工作状态的SBSn与用户uk的传输速率,r2,k表示第2个处于工作状态的SBS与用户uk的传输速率,为事先设定的最低传输速率阈值;

所述利用离散量子粒子群算法对联合优化模型进行求解包括:S41、初始化各类参数,获取各基站的内容缓存变量xnf、基站休眠变量yn和用户关联变量znk信息,将基站的内容缓存变量和基站休眠变量作为粒子;S42、计算粒子的适应度,根据粒子的适应度得到所有粒子的个体最优位置pbest、平均最优位置mbest和全局最优位置gbest;S43、由pbest和gbest交叉操作获得局部吸引子Pi;S44、根据平均最优位置mbest对Pi进行粒子变异操作获得粒子的更新位置Xi,得到第i+1个周期基站的内容缓存状态和基站休眠状态;S5、判断当前迭代次数i是否满足预先设定的迭代结束条件,若满足迭代结束条件,则结束算法,输出第i+1个周期基站的内容缓存状态和基站休眠状态;否则,令i=i+1,返回步骤S3,继续进行迭代计算。