[發明專利]一種基于D2D通信的內容請求響應方法

有效

• 申請號: 201710016871.6
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106714235B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 張立臣;趙若男;王小明;王亮
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04W28/08
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司11551
• 代理人: 張波濤,管瑩

技術領域

本公開涉及網絡通信技術領域，具體是一種基于D2D通信的內容請求響應方法。

背景技術

隨著智能手機和平板電腦等移動智能設備的迅速普及以及新興的社會媒體應用程序的迅速增長，思科公布的數據顯示，移動數據流量從2014年至2019年將預計以57％的速率進行增長，2019年將會有超過115億的移動智能設備。人們對數據內容的需求日趨增長，現有的以主機為中心的傳統IP網絡結構已難以滿足當前Internet的發展需求。由于傳統的蜂窩網絡基礎設施仍是針對移動內容訪問和投遞的基礎通信平臺，因此，如何支持移動內容通信量的爆炸性的增長成為未來基于5G移動蜂窩系統設計的一個關鍵研究問題。

為了適應不斷增長的內容訪問需求，人們提出一種未來互聯網設計思路，讓內容本身成為網絡通信的主體單元，將網絡通信模式從關注“在哪”轉變為關注“是什么”。即不再關注內容存儲位置，而僅關心內容本身的方式，成為未來互聯網設計的重要模式。其基本原理是：讓網絡基礎設施變成內容感知的。在這種情況下，網絡能夠智能地執行基于內容的操作，如：內容解析/查詢、交付和緩存等。隨著移動內容對象被緩存在移動網絡中，內容請求的投遞延遲被大大減少。

在現有通信基礎設施下，基站(Base station，以下簡稱BS)通過移動通信交換中心與其無線電覆蓋區中移動智能設備之間進行信息傳遞。最近，設備到設備(Device-to-device，以下簡稱D2D)通信技術的發展，使得移動智能設備間的直接通信變成了可能，通過該方式進行內容的獲取，沒有通過蜂窩網(包括基站)進行投遞的數據流量。同時，新興的移動智能設備(如智能手機)通常具有較高的計算能力、較大的緩存能力、較長的電池壽命、精確的GPS定位功能和異構的無線接口(比如：WiFi和藍牙等)。這些特性允許移動智能設備在內容分發中發揮更積極的作用，而不是簡單地只會使用移動數據的設備。一個典型的應用實例是，基于D2D的流量卸載(traffic offloading)。在該應用中，一些相對較小的移動內容對象能夠被移動智能設備所攜帶，并且直接將內容散播給附近感興趣的消費者，在數據層面沒有涉及到蜂窩網的基礎設施。在這種情況下，移動智能設備能被視為移動網絡中不可分割的一部分，對其它客戶端提供資源貢獻。

雖然通過D2D的通信方式來支持內容交付，可以有效地節省了昂貴的蜂窩網頻譜資源，但是目前這種網絡通信模式下還存在下述問題：

(1)基于現有蜂窩網絡基礎設施和D2D通信技術，如何實現內容請求、內容解析、內容分配和內容投遞的過程。

(2)如何使得存儲內容的移動智能設備、請求內容的移動智能設備和基站三方能相互合作，有效地降低移動智能設備獲得所請求內容的延遲，減輕基站通訊帶寬壓力。

(3)如何進行內容存儲，充分發揮鄰居資源作用實現負載分擔，最大化地減輕基站通訊帶寬壓力。

發明內容

針對上述部分問題，本公開提供一種基于D2D通信的內容請求響應方法，在所述方法中，基站優先選擇將節點發出的內容請求轉發給節點的鄰居節點處理，在沒有鄰居節點或者在鄰居節點不能及時處理的情況下，將發出內容請求的節點與服務器相連。相應地，作為發出內容請求的節點優先從鄰居節點獲取請求的內容，在不能從鄰居節點獲取請求的內容時，才通過基站從服務器獲取；而作為存儲了所請求內容的節點在接收基站轉發的鄰居節點對內容的請求后，主動與其建立連接發起D2D通信。

一種基于D2D通信的內容請求響應方法，所述方法應用于基站，包括下述步驟：

S101、接收來自節點對內容發出的請求；

S102、通過查找內容解析表獲取節點集合，所述節點集合中的節點攜帶所述請求對應的內容；

S103、從所述節點集合中查找鄰居節點，所述鄰居節點距離發出請求的節點最近；

若找到這樣的鄰居節點，執行步驟S104；

否則，執行步驟S105；

S104、將所述請求發送給找到的鄰居節點，由該鄰居節點主動與發出請求的節點發起D2D通信，實現將所述請求對應的內容進行傳輸；執行步驟S106；

S105、將發出請求的節點與互聯網相連，使發出請求的節點從服務器中獲取所請求的內容；執行步驟S106；

S106、接收關于節點是否存儲所請求內容的消息；在節點確定存儲所請求內容的情況下，基站更新所述內容解析表；

所述內容解析表用于記錄移動內容映射的標識符、內容的緩存位置。

一種基于D2D通信的內容請求響應方法，所述方法應用于節點，包括下述步驟：