[發明專利]面向不同用戶偏好的D2D隨機緩存布設方法

有效

• 申請號: 201810398295.0
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108566636B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 吳丹;龍彥汕;蔡躍明;張廣純;曲君躍;楊蓮新;王易達;郭繼斌
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: H04W4/70
• 分類號: H04W4/70;H04L29/08;H04W4/02;H04W4/06
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 衛麟

本發明公開一種面向不同用戶偏好的D2D隨機緩存布設方法，該方法無需內容緩存用戶獲知網絡全局信息，在內容請求用戶的輔助下即可完成內容的緩存布設。首先，所有內容緩存用戶廣播自己的地理位置，多個具有不同用戶偏好的內容請求小組各自得到令本小組局部效益最優的緩存需求方案并發送給內容緩存用戶。內容緩存用戶根據緩存需求總和與緩存容量的關系決定向內容請求小組征收的單位緩存價格；內容請求小組在考慮緩存代價后重新計算緩存需求并回饋給內容緩存用戶。當內容緩存用戶接收到的緩存需求總量等于緩存容量時，內容緩存用戶按照緩存需求進行內容緩存。本發明方法貼近實際系統，性能較好，能夠半分布式實現。

技術領域

本發明屬于基于緩存的D2D內容分發技術領域，涉及一種面向不同用戶偏好的D2D隨機緩存布設方法。

背景技術

近年來，移動數據業務呈井噴式增長，有限的蜂窩頻譜資源無法滿足移動用戶日益增長的對超可靠低時延連接的迫切需求，例如，高清視頻以及在線網絡游戲等。終端直傳(Device-to-Device,D2D)通信由于允許地理上鄰近的通信終端雙方可以不經過基站直接進行通信，明顯地提高了系統頻譜的利用效率，成為有效卸載蜂窩壓力的技術之一。此外，邊緣緩存技術(Edge Caching，包括基站緩存、小蜂窩基站緩存、移動用戶終端緩存等)借助距離請求用戶更近的邊緣網絡節點緩存流行內容，可以避免流行內容的重復性傳輸，大大減小蜂窩回程鏈路的壓力。其中，移動用戶終端緩存由于可以利用現實中大量廣泛分布并且閑置的移動用戶緩存資源，無需進行網絡架構的再搭建，成為業界的研究熱點。一般來說，基站在業務閑置期，例如夜間，將網絡內流行的內容推送并存儲在內容緩存用戶。這樣位于緩存用戶周邊的內容請求用戶可以直接向緩存用戶請求其已經緩存的內容，緩存用戶同意后兩者建立D2D通信連接完成內容的傳輸。相較基于其他幾種緩存技術的內容分發網絡而言，D2D內容分發網絡主要有以下三點優勢：第一，可以避免基站對于大量流行內容的重復傳輸，有效降低基站負載；第二，通過D2D通信的方式可以降低傳輸時延并提高傳輸速率，顯著增強用戶體驗；第三，D2D通信組建靈活，實際中移動用戶終端的移動性和社交屬性為D2D內容分發提供了更多可能和機會。

基于緩存的D2D內容分發技術優勢的獲得離不開好的內容緩存布設方法。由于任意緩存用戶的緩存空間都是有限的，無法緩存所有的內容；如果所緩存的內容并不是周圍節點所需要的，將會造成緩存資源的浪費。因此，在哪個用戶的存儲空間內放置哪些內容，從而最大化緩存效率或者網絡效益成為亟需解決的關鍵問題。目前業界對D2D緩存網絡中的緩存布設方法的研究已經取得初步成果。然而，現有研究大都假設靜態網絡拓撲結構并認為網絡中所有用戶對內容的興趣偏好一致，對實際情況中由于用戶興趣或者職業不同等原因帶來的不同用戶偏好沒有深入研究。因此，如何設計不同用戶偏好下的隨機D2D網絡的內容緩存布設方法是本發明的研究重點。