[發明專利]霧無線接入網的雙層分布式緩存方法

有效

• 申請號: 201711212877.7
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN108156218B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 夏騁宇;蔣雁翔
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 唐紅

1.一種霧無線接入網的雙層分布式緩存方法，其特征在于：依次包括以下步驟：

(1)將霧網分成F-AP層和UE層，即霧無線接入點層和用戶設備層；

(2)每個F-AP和UE均收集來自周圍UE的文件申請信息，并根據這些信息計算相應文件的流行度P_nk和其中，P_nk為第n個文件f_n在第k個UE設備u_k周圍的流行度；為第n個文件f_n在第m個F-AP內的全局流行度；

(3)對UE層用背包算法求出最優緩存分布，具體方法如下：

使用背包算法求UE層的緩存分布時，文件f_n對第i個UE設備u_i的權重由緩存率與文件流行度的差值決定，即權重G_ni＝P_ni-P'_ni；

其中G_ni為文件f_n對于第i個UE設備u_i的權重；P_ni為文件f_n對于UEu_i的流行度；P'_ni為文件f_n對于UEu_i的緩存率，即是指u_i周圍緩存了f_n的UE的個數與u_i周圍所有UE個數的比值；

(4)對F-AP層用BP算法求出最優緩存分布；

(5)UE通過查詢周圍的UE是否正在接收文件來決定與其建立D2D連接的UE；

其中步驟(4)的詳細方法為：

根據(2)得到的相應文件流行度，對F-AP層根據文件在F-AP層的流行度，采用BP算法求得F-AP層緩存分布，具體過程為：將F-AP層轉化為因子圖模型，因子圖中的變量節點μ為F-AP層中的緩存分布；因子圖的函數節點F有兩種，分別代表延時和每個F-AP的緩存容限；因子圖中相鄰節點定義為：若某個函數節點F_j是某個變量節點μ_i的函數，則F_j與μ_i相連，否則不相連；

在因子圖中，每個變量節點將一個更新后的信息送到一個與它相連的函數節點中去，并收到一個更新后的，發送自該函數節點的信息，在多次迭代之后，則計算出F-AP層分布式緩存布置的最優解，其中信息的迭代方式定義如下：

用來表示t時刻從第p個變量節點μ_p發送到第q個函數節點F_q的信息，用來表示t時刻從函數節點F_q發送到變量節點μ_p的信息；

其中x表示某文件是否緩存在F-AP中，若該文件被緩存，則x＝1；否則x＝0；

根據BP算法，信息可以根據下式迭代：

其中，表示將來自與第q個函數節點F_q相連的所有變量節點的信息相乘；

可以根據下式迭代：

其中，表示對所有與第p個變量節點μ_p相連的函數節點分別求并取其中的最大值；

經過如上過程，得到F-AP層的分布式緩存的最優解。

2.根據權利要求1所述的霧無線接入網的雙層分布式緩存方法，其特征在于：所述步驟(1)中，霧網的UE層中只允許同一個F-AP覆蓋下的UE之間進行D2D連接，且F-AP間不進行通信。