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Delay-constrained sleeping mechanism for energy saving in cache-aided ultra-dense network

Science China(Information Sciences) 2019年第8期62卷 131-144页

作者： Pei LI Shulei GONG Shen GAO Yaoyue HU Zhiwen PAN Xiaohu YOU National Mobile Communications Research Laboratory Southeast University Institute of Space-Terrestrial Intelligent Networks School of Electronic Science and EngineeringNanjing University China Mobile Group Jiangsu Co. Ltd.

We investigate an energy-saving sleeping mechanism in a cache-aided ultra-dense network(UDN)with delay constraints. As in existing works, we consider the video and file contents of the UDN. The video contents are cached at and delivered by a small-cell base-station(sBS). The cache-aided sBS cooperates with a macro-cell base-station(mBS) to service the file contents. The optimal sleeping strategy that conserves energy under the delay constraint is formulated as an energy-consumption minimization problem under the network stability condition with a guaranteed delay constraint. To find its solution, the minimization problem is transformed into a joint optimization problem of energy consumption and delay by the Lyapunov technique.A delay-constrained sleeping algorithm is proposed, and its effectiveness is confirmed by the numerical results of a simulation study. A tradeoff between energy consumption and delay, achieved by adjusting the weighting factor in the cache-aided UDN, is also demonstrated.

关键词： ultra-dense networks sleeping mechanism mean delay caching strategy energy saving

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