Mobile apps are increasingly relying on high-throughput and low-latency content delivery, while the available bandwidth on wireless access links is inherently time-varying. The handoffs between base stations and access modes due to user mobility present additional challenges to deliver a high level of user Quality-of-Experience (QoE). The ability to predict the available bandwidth and the upcoming handoffs will give applications valuable leeway to make proactive adjustments to avoid significant QoE degradation. In this paper, we explore the possibility and accuracy of realtime mobile bandwidth and handoff predictions in 4G/LTE and 5G networks. Towards this goal, we collect long consecutive traces with rich bandwidth, channel, and context information from public transportation systems. We develop Recurrent Neural Network models to mine the temporal patterns of bandwidth evolution in fixed-route mobility scenarios. Our models consistently outperform the conventional univariate and multivariate bandwidth prediction models. For 4G \& 5G co-existing networks, we propose a new problem of handoff prediction between 4G and 5G, which is important for low-latency applications like self-driving strategy in realistic 5G scenarios. We develop classification and regression based prediction models, which achieve more than 80\% accuracy in predicting 4G and 5G handoffs in a recent 5G dataset.


翻译:移动应用程序日益依赖高通量和低延迟内容的交付,而无线接入连接的现有带宽和手动预测的可用带宽和手动预测在本质上是时间差异的。为实现这一目标,各基地站和接入模式之间由于用户流动性而得的分量对提供高水平的用户体验质量(QoE)提出了额外的挑战。预测现有带宽和即将到来的分流的能力将给应用提供宝贵的回旋余地,以作出预防性调整,避免QEE显著退化。在本文中,我们探讨了4G/LTE和5G网络中实时移动带宽和手动预测的可能性和准确性。为实现这一目标,我们收集了来自公共交通系统的丰富带宽、频道和背景信息的长期连续跟踪。我们开发了常规神经网络模型,以覆盖固定路程流动情景中带宽变化的时态模式。我们的模型一贯超过常规的单向和多变频带宽预测模型。关于4G+5G共同存在的网络,我们提出了4G和5G之间的手动预测新问题,这对于低延度应用最近的模型非常重要,如5G的自我预测和5G预测,在现实的5G中实现更精确的5G预测。

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