[發明專利]一種基于優化能量效率的線上協作緩存方法

有效

• 申請號: 201910299945.0
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN110138836B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 張鶴立;李鈺;紀紅;李曦
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W52/02;H04W76/10;H04W76/15
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 冀學軍

1.一種基于優化能量效率的線上協作緩存方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟一、搭建包括內容服務器CP，宏基站MBS，小基站SBS和用戶UE的雙層異構超密集網絡場景；

針對某個MBS，該MBS覆蓋范圍內的所有SBS集合為m表示第m個SBS；所有UE的集合為n表示第n個用戶UE；緩存文件的集合為f表示第f個文件；各個緩存文件對應的大小集合為S_f表示緩存文件f對應的大小；

步驟二、針對新的要緩存的內容l，MBS計算第n個用戶UE對該內容的偏好因素和社交因素；

第n個用戶UE對內容l的偏好因素計算公式如下：

v_ln是第n個用戶UE對內容l所屬類別的歷史請求次數，L是所有類別的總數；

第n個用戶UE對內容l的社交因素計算公式如下：

是向第n個用戶UE分享內容l的朋友j在過去給該用戶推薦成功的次數，即過去第n個用戶UE看了幾次朋友j推薦的內容l；K代表第n個用戶的朋友的總數；代表沒有朋友分享該內容；

步驟三、分別計算MBS覆蓋下的每個UE對內容l的偏好因素和社交因素，結合內容l的當前熱度因素計算內容l的決策函數值；

首先，對于網絡場景中所有的UE，整體對內容l的偏好參數為：

然后，網絡場景中所有的UE，整體對內容l的社交參數為：

進一步，計算內容l當前的熱度參數為：

u_l是內容l在當前周期中被點擊的總數，并且該周期中共有L′個內容在網絡場景中；

最后，計算內容l的決策函數值；

公式如下：

α_p是偏好參數的權值，α_s是社交參數的權值，α_h是熱度參數的權值，且α_p+α_s+α_h＝1；

步驟四、判斷內容l的決策函數值I_l是否大于等于判定閾值I₀，如果是，進入步驟五；否則，結束；

步驟五、將內容l添加到緩存文件集合中，同時MBS計算能緩存該內容的各SBS；

步驟六、判斷需要緩存內容l的各SBS是否有足夠的緩存空間，如果是，則直接緩存內容l；否則，在緩存空間不夠的SBS中從最近最少被請求的文件開始刪除，直到緩存空間足夠存儲該內容l；

步驟七、同時，將該緩存內容l緩存到MBS中，判斷MBS是否有足夠的緩存空間，如果是，則直接緩存內容l；否則，從最近最少被請求的文件開始刪除，直到緩存空間足夠存儲該內容l。

2.如權利要求1所述的一種基于優化能量效率的線上協作緩存方法，其特征在于，步驟一中所述的搭建的場景中，MBS通過回程鏈路連接到CP，同時與其覆蓋范圍內的所有SBS和UE進行無線連接；且MBS具有控制其覆蓋范圍內所有下屬SBS的權利；每個SBS只與一個上級MBS通信，且可與其上級MBS覆蓋范圍內的其他SBS或UE連接，連接方式為直連或者多跳；每個用戶UE可同時與一個MBS及其覆蓋下的多個SBS連接，以得到它們協作的服務。

3.如權利要求1所述的一種基于優化能量效率的線上協作緩存方法，其特征在于，所述的步驟五具體步驟如下：

步驟501、針對緩存內容l，利用第n個用戶UE對該內容l的偏好因素，社交因素和熱度參數，計算該用戶對內容l的請求概率

步驟502、計算緩存內容l從第m個SBS分發到第n個用戶UE需要消耗的傳輸能耗

p_m，n是第m個SBS到第n個用戶的發送功率；S_l表示緩存內容l對應的大小；r_m，n表示第m個SBS與第n個用戶間無線鏈路可達到的數據速率；

步驟503、分別計算場景中每個UE對緩存內容l的請求概率，篩選出請求概率排名前a的UE，并按照從大到小的順序將UE添加到新的集合中；

步驟504、針對集合中的每個UE，分別計算緩存內容l從各SBS分發到當前用戶需要消耗的傳輸能耗；

步驟505、選擇集合中的第一個UE，找到與該UE間傳輸能耗最低的第m‘個SBS作為緩存內容l的SBS；

步驟506、刪除集合中所有能得到第m‘個SBS服務的UE，并更新集合

步驟507、選擇更新后的集合中的第一個UE，返回步驟505；

步驟508、直至集合為空集，得到能緩存內容l的各SBS。