[發明專利]異構網絡中基于多播技術的分布式緩存和用戶關聯方法

有效

• 申請號: 201810341885.X
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108834080B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 楊綠溪;張珊;陶文武;李春國;黃永明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04W28/14;H04W72/04;H04B17/391
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孟紅梅

1.一種異構網絡中基于多播技術的分布式緩存和用戶關聯方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)以(M+1)×K的矩陣表示基站和用戶關聯策略，以(M+1)×N的矩陣表示基站的緩存配置策略，設每個時隙內請求相同文件的用戶形成一個多播組，同組用戶采用多播方式進行文件傳輸，在保證用戶服務質量，保證每個用戶每個時隙內只能由一個基站提供服務，以及保證緩存在基站的文件不會超過基站緩存容量的約束條件下，以最小化各多播組中用戶的最大傳輸速率之和為目標，建立用戶關聯策略和緩存配置策略的聯合優化問題；其中基站包括宏基站和小基站，M為小基站總數目，網絡中還包括1個宏基站，N為一段時間內所有用戶請求的文件總數目，K為網絡中移動用戶總數目；

(2)對用戶關聯策略和緩存配置策略進行迭代優化，得到最優的用戶關聯策略和緩存配置策略，每輪迭代優化過程包括：

(2.1)基于給定緩存配置策略，采用博弈論方法求解用戶關聯策略；

(2.2)基于給定用戶關聯策略，采用拉格朗日松弛算法求解緩存配置策略；

步驟(1)中建立的聯合優化問題描述為：

s.t.C1:SINR_mk≥γ_kt_mk,

C2:

C3:

C4:x_mn∈[0,1]

C5:t_mk∈{0,1}

其中，t_mk表示用戶k是否由基站m服務，x_mn表示基站m中緩存文件n的比例，R_mk表示基站m到用戶k的文件傳輸速率，SINR_mk表示關聯到基站m的用戶k的信干噪比值，γ_k表示用戶k的接收信干噪比閾值，C_m表示基站m的緩存容量，c_n表示文件n的大小，代表基站集合，其中0代表宏基站，{1,2,...,M}代表小基站集合，代表一段時間內所有用戶請求的文件集合，代表網絡中移動用戶集合，代表請求文件n的用戶形成的一個多播組。

2.根據權利要求1所述的一種異構網絡中基于多播技術的分布式緩存和用戶關聯方法，其特征在于，步驟(2.1)中采用博弈論方法求解用戶關聯策略，包括：

(2.1.1)設置迭代次數j＝0，每個用戶各個可能的關聯策略被選擇的初始概率向量為其中表示用戶k的所有可能的關聯策略集合；

(2.1.2)所有用戶根據概率選擇第b_k(j)種基站關聯策略進行基站關聯；

(2.1.3)各用戶更新其效用函數U_k(j)及其當前歸一化效用函數然后用戶更新其各自概率向量，更新規則為：

其中，0＜β＜1是學習參數，用戶k的效用函數定義為可服務用戶k的基站的總回程成本；

(2.1.4)若對于都存在大于設定閾值0.99，算法結束，否則返回步驟(2.1.2)繼續循環，直到循環結束。