一種面向移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的次等內(nèi)容推薦分發(fā)系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于流量感知的利用接入網(wǎng)冗余容量進(jìn)行通信的次等內(nèi)容推薦分發(fā)系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)階段的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)普遍存在著網(wǎng)絡(luò)容量(特別是無線接入網(wǎng)容量)總體利用率不高的問題。造成問題的原因主要有兩個(gè)方面。一方面，在特定區(qū)域內(nèi)，用戶的流量需求(包括通話，短信，數(shù)據(jù)等)在時(shí)間上分布不均衡，使得高峰期的流量需求遠(yuǎn)高于平均的流量需求。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在規(guī)劃建設(shè)中，為了滿足接通率等可靠性指標(biāo)，需要以高峰期的流量需求作為主要參考來部署網(wǎng)絡(luò)容量。因此，網(wǎng)絡(luò)的容量往往大幅超出其實(shí)際承載的平均流量，造成大量的“冗余容量”。另一方面，在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)過程中，基站設(shè)備呈現(xiàn)出小型化、智能化、低成本的趨勢(shì)。無線接入網(wǎng)的升級(jí)擴(kuò)容可以靈活地通過局部的基站設(shè)備改造來實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)較為容易。相比之下，有線核心承載網(wǎng)的升級(jí)擴(kuò)容往往涉及昂貴且大規(guī)模的市政土木工程，實(shí)現(xiàn)較為困難。接入網(wǎng)與承載網(wǎng)通信容量發(fā)展的不平衡很可能使承載網(wǎng)逐漸成為數(shù)據(jù)流量的瓶頸，進(jìn)一步造成接入網(wǎng)冗余容量的積累。
[0003]目前可用于解決上述問題的方法主要有三類。第一類方法著眼于調(diào)整網(wǎng)絡(luò)容量，統(tǒng)稱為彈性容量技術(shù)。這類方法的主要原理是按需調(diào)配接入網(wǎng)的資源，以實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)容量和實(shí)際需求的匹配。盡管這類方法能在一定程度上節(jié)省網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)成本，卻沒能從根本上提升流量需求，也是對(duì)網(wǎng)絡(luò)固定投資(頻譜資源、基礎(chǔ)設(shè)施等的成本)的浪費(fèi)；第二類方法統(tǒng)稱為計(jì)費(fèi)差異化方案，即針對(duì)某些特定的時(shí)段或特定的內(nèi)容，以較優(yōu)惠的資費(fèi)推動(dòng)流量需求。這種方法可以在一定程度上增加網(wǎng)絡(luò)中冗余容量的利用率，但是這類方法也有明顯的弊端是針對(duì)性不強(qiáng):雖然提升了全網(wǎng)流量，卻沒有針對(duì)性地解決接入網(wǎng)內(nèi)的冗余容量問題，也無法針對(duì)不同地域冗余容量的差異進(jìn)行因地制宜的流量推廣；第三類方法統(tǒng)稱為無線基礎(chǔ)設(shè)施云，即在無線接入網(wǎng)或承載網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上直接部署云服，就近為本地用戶提供除了通信以外的計(jì)算和存儲(chǔ)等服務(wù)。雖然此類方法在一定程度上平衡了接入網(wǎng)與承載網(wǎng)的負(fù)載，但是本質(zhì)上并未針對(duì)流量在時(shí)間上分布不平衡的狀況有效地提高流量需求。
[0004]媒體化和移動(dòng)化是當(dāng)代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的兩個(gè)趨勢(shì)。一方面，伴隨著視頻應(yīng)用和社交媒體的普及，內(nèi)容成為互聯(lián)網(wǎng)流量的主體，另一方面，伴隨著移動(dòng)智能終端與應(yīng)用的普及，來自于無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)迅速。海量無線內(nèi)容分發(fā)是互聯(lián)網(wǎng)在移動(dòng)化及媒體化的趨勢(shì)下亟需解決的問題。從流量的角度看，用戶的內(nèi)容消費(fèi)存在巨大的彈性空間。首先，很多情況下，用戶的內(nèi)容需求不是既定的，二是可塑的，可以通過推薦系統(tǒng)進(jìn)行引導(dǎo)。例如，當(dāng)用戶向獲取娛樂類容時(shí)，系統(tǒng)可以推薦20KB的圖文或是20MB的視頻。盡管二者的流量差異巨大，給用戶帶來的娛樂體驗(yàn)卻在一定程度上是可比的。其次，同樣的流量負(fù)載也是彈性的，如同樣的內(nèi)容的視頻可以有不同清晰度的編碼和不同的文件大小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種面向移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的次等內(nèi)容推薦分發(fā)系統(tǒng)及其方法，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量在時(shí)間上分布不平衡的狀況提出流量均衡方案，能夠在不影響移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商原有業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，有效地提高無線接入網(wǎng)容量的利用率，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量以及緩存空間的充分利用，避免網(wǎng)絡(luò)空閑資源的浪費(fèi)。
[0006]本發(fā)明一種面向移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的次等內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)，主要包括流量感知模塊、區(qū)域緩存管理模塊、內(nèi)容推薦模塊、區(qū)域緩存單元和傳輸控制模塊，其中，
該流量感知模塊對(duì)網(wǎng)內(nèi)基站中包括流量強(qiáng)度和類別的流量特征數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄，之后對(duì)采集的實(shí)時(shí)流量特征數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，得到區(qū)域流量特征以及區(qū)域內(nèi)基站流量特征，并將分析結(jié)果發(fā)送至內(nèi)容推薦模塊的用戶內(nèi)容推薦單元和區(qū)域緩存管理模塊的緩存內(nèi)容管理單元，并實(shí)時(shí)與傳輸控制模塊的中斷控制單元和優(yōu)先級(jí)標(biāo)記單元進(jìn)行信息交互；
該區(qū)域緩存管理模塊包括區(qū)域用戶特征分析單元和緩存內(nèi)容管理單元，該區(qū)域用戶特征分析單元實(shí)時(shí)獲取區(qū)域緩存單元中緩存內(nèi)容的用戶使用情況，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到動(dòng)態(tài)的區(qū)域用戶群體統(tǒng)計(jì)特征，結(jié)合區(qū)域位置特征和動(dòng)態(tài)的區(qū)域用戶群體統(tǒng)計(jì)特征提取出動(dòng)態(tài)的區(qū)域用戶行為特征，并發(fā)送給緩存內(nèi)容管理單元；該緩存內(nèi)容管理單元用于對(duì)區(qū)域緩存單元中的緩存內(nèi)容進(jìn)行管理，對(duì)內(nèi)容源中的可用內(nèi)容進(jìn)行記錄，當(dāng)需要對(duì)區(qū)域緩存單元的緩存內(nèi)容進(jìn)行更新時(shí)，結(jié)合區(qū)域用戶特征分析單元提取的區(qū)域用戶行為特征、流量感知模塊提取的區(qū)域流量特征及區(qū)域緩存單元緩存空間的使用情況，按照預(yù)置的內(nèi)容選取策略從內(nèi)容源選取符合條件的內(nèi)容緩存和更新至區(qū)域緩存單元中；
該內(nèi)容推薦模塊包括用戶特征分析單元和用戶內(nèi)容推薦單元，該用戶特征分析單元根據(jù)用戶個(gè)人包括注冊(cè)信息、瀏覽歷史、用戶個(gè)性定制的相關(guān)信息，對(duì)用戶個(gè)人進(jìn)行特征分析并建模，得到用戶特征模型并發(fā)送給用戶內(nèi)容推薦單元；該用戶內(nèi)容推薦單元收到用戶終端發(fā)出的請(qǐng)求后，關(guān)聯(lián)用戶與用戶所在基站，找到對(duì)應(yīng)的區(qū)域緩存單元，向其獲取本地緩存內(nèi)容目錄，綜合考慮區(qū)域內(nèi)基站流量特征、本地緩存內(nèi)容、用戶特征模型的因素，通過預(yù)置的推薦算法從本地緩存內(nèi)容目錄中篩選出符合用戶特征且匹配于基站冗余容量狀態(tài)的內(nèi)容，并以此生成用戶瀏覽目錄發(fā)送給用戶終端，該用戶瀏覽目錄是本地緩存內(nèi)容目錄的子集，列出當(dāng)前適合該用戶獲取的本地緩存內(nèi)容；該用戶對(duì)本地緩存內(nèi)容的選擇信息返回至用戶內(nèi)容推薦單元，用于更新用戶特征模型；
該區(qū)域緩存單元是對(duì)區(qū)域內(nèi)容進(jìn)行緩存的存儲(chǔ)設(shè)備，存儲(chǔ)有可以分發(fā)給用戶的本地緩存內(nèi)容及目錄；
該傳輸控制模塊包含中斷控制單元和優(yōu)先級(jí)標(biāo)記單元，該中斷控制單元用于在次等移動(dòng)內(nèi)容的傳輸過程中，通過流量感知模塊提供的區(qū)域內(nèi)基站流量特征獲取區(qū)域內(nèi)冗余容量的情況，并根據(jù)該區(qū)域內(nèi)冗余容量的情況和次等流量傳輸?shù)男枨?，中斷控制單元判斷是否需要中斷?dāng)前從待傳輸內(nèi)容端下發(fā)的次等流量的傳輸，若當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)冗余容量可以滿足次等流量，且對(duì)常規(guī)流量的影響在閾值范圍內(nèi)，則允許按照用戶的請(qǐng)求進(jìn)行次等流量傳輸；若網(wǎng)絡(luò)較為擁塞，無法提供足夠的冗余容量供次等流量傳輸，則中斷次等流量的傳輸；該優(yōu)先級(jí)標(biāo)記單元獲取流量感知模塊提供的區(qū)域內(nèi)基站流量特征，根據(jù)該區(qū)域內(nèi)基站流量特征及預(yù)置的優(yōu)先級(jí)策略，利用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中的QoS/QCI機(jī)制，對(duì)待傳輸?shù)拇蔚攘髁繑?shù)據(jù)包進(jìn)行優(yōu)先級(jí)標(biāo)記，若網(wǎng)絡(luò)冗余容量較大，次等流量不會(huì)對(duì)常規(guī)流量造成干擾，則按常規(guī)的QCI標(biāo)記方式對(duì)次等流量數(shù)據(jù)包進(jìn)行標(biāo)記，若網(wǎng)絡(luò)冗余容量較小，次等流量會(huì)對(duì)常規(guī)流量產(chǎn)生干擾，則動(dòng)態(tài)地降低次等流量數(shù)據(jù)包的QCI層級(jí)；標(biāo)記完的次等流量數(shù)據(jù)包進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)的交匯節(jié)點(diǎn)與常規(guī)流量數(shù)據(jù)包交匯混合形成待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包隊(duì)列，等待發(fā)送至用戶終端；次等流量和常規(guī)流量?jī)H在優(yōu)先級(jí)上存在差別，兼容于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
[0007]一種面向移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的次等內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)控制方法，包括如下步驟:
步驟1、根據(jù)區(qū)域用戶行為特征和區(qū)域流量特征，選取符合條件的內(nèi)容緩存到區(qū)域緩存單元中:
步驟1-1、流量感知模塊分析所在區(qū)域移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)流量使用情況，提取出區(qū)域流量特征，并發(fā)送給緩存內(nèi)容管理單元；
步驟1-2、區(qū)域用戶特征分析單元實(shí)時(shí)獲取區(qū)域緩存單元中緩存內(nèi)容的用戶使用情況，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得到動(dòng)態(tài)的區(qū)域用戶群體統(tǒng)計(jì)特征，結(jié)合區(qū)域位置特征和動(dòng)態(tài)的區(qū)域用戶群體統(tǒng)計(jì)特征提取出動(dòng)態(tài)的區(qū)域用戶行為特征，并發(fā)送給緩存內(nèi)容管理單元；
步驟1-3、緩存內(nèi)容管理單元用于對(duì)區(qū)域緩存單元中的緩存內(nèi)容進(jìn)行管理，并從內(nèi)容源中獲取可用內(nèi)容表單，當(dāng)需要對(duì)區(qū)域緩存單元的緩存內(nèi)容進(jìn)行緩存和更新時(shí)，結(jié)合區(qū)域用戶特征分析單元提取的區(qū)域用戶行為特征、流量感知模塊提取的區(qū)域流量特征及區(qū)域緩存單元緩存空間的使用情況，按照預(yù)置的內(nèi)容選取策略從內(nèi)容源選取符合條件的內(nèi)容緩存和更新至區(qū)域緩存單元中；
步驟1-4、對(duì)區(qū)域緩