[發(fā)明專利]一種基于移動性和流行度感知的自適應(yīng)邊緣內(nèi)容緩存方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110127420.6
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112822727B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鮑寧海;禹華春;許文彬;高鵬雷
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: H04W28/14
• 分類號: H04W28/14
• 代理公司: 重慶市恒信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 陳棟梁

本發(fā)明請求保護一種基于移動性和流行度感知的自適應(yīng)邊緣內(nèi)容緩存方法，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。針對移動邊緣計算場景下，用戶自由移動和內(nèi)容流行度實時變化的問題，提出一種自適應(yīng)邊緣內(nèi)容緩存方法。根據(jù)內(nèi)容的全局和局部流行度，以及邊緣服務(wù)器的緩存容量約束，初始化內(nèi)容的邊緣緩存配置；根據(jù)內(nèi)容流行度的實時變化、用戶的時空轉(zhuǎn)移特性，以及邊緣服務(wù)器的緩存資源狀態(tài)，對內(nèi)容緩存配置進行自適應(yīng)動態(tài)更新，從而有效提高邊緣緩存命中率，降低內(nèi)容下載時延。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于移動性和流行度感知的自適應(yīng)邊緣內(nèi)容緩存方法。

背景技術(shù)

隨著5G時代的到來，物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)應(yīng)用程序的數(shù)量大幅增加。網(wǎng)絡(luò)流量的激增導(dǎo)致延遲的增大和能源的大量消耗，從而導(dǎo)致用戶體驗質(zhì)量(Qualityof Experience,QoE)下降。移動邊緣計算(Mobile Edge Computing,MEC)作為一項新興技術(shù)，不同于云計算，MEC在網(wǎng)絡(luò)邊緣提供計算和緩存資源，將流行內(nèi)容緩存到邊緣服務(wù)器減少網(wǎng)絡(luò)任務(wù)的延遲和大量數(shù)據(jù)的回傳(例如：視頻、音頻、網(wǎng)頁)，用戶的請求可以在靠近用戶的邊緣服務(wù)器上處理，而不用傳輸?shù)皆粕希行Эs短了延遲時間，降低了傳輸能耗，帶來更好的用戶體驗。然而，在網(wǎng)絡(luò)中的用戶位置不是一成不變的，用戶始終處于移動的狀態(tài)，在訪問網(wǎng)絡(luò)時，用戶根據(jù)自己需求下載不同內(nèi)容，當(dāng)用戶移動時，正在下載的內(nèi)容可能會造成中斷，極大影響用戶體驗質(zhì)量，當(dāng)?shù)竭_新基站時，將發(fā)起相同的內(nèi)容請求，用戶的移動性將會對內(nèi)容流行度造成較大的影響，而內(nèi)容下載時延和緩存命中率與內(nèi)容流行度密切相關(guān)。因此，為了適應(yīng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的變化，緩存策略應(yīng)該考慮用戶移動性帶來的影響，并對緩存內(nèi)容進行動態(tài)更新。

目前，大多數(shù)的緩存方案主要考慮用戶處于靜態(tài)的場景，忽略了用戶的移動性以及流行度的實時變化，不能反應(yīng)真實的流行度，難以保證用戶體驗的穩(wěn)定性，造成內(nèi)容下載時延不斷惡化，為了解決以上問題，本發(fā)明根據(jù)用戶的時空轉(zhuǎn)移特性以及內(nèi)容流行度的實時變化，提出一種基于移動性和流行度感知的自適應(yīng)邊緣內(nèi)容緩存方法，從而最小化內(nèi)容下載時延，最大化內(nèi)容緩存命中率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決以上現(xiàn)有技術(shù)的問題。提出了一種而最小化內(nèi)容下載時延，最大化內(nèi)容緩存命中率的基于移動性和流行度感知的自適應(yīng)邊緣內(nèi)容緩存方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于移動性和流行度感知的自適應(yīng)邊緣內(nèi)容緩存方法，根據(jù)內(nèi)容的全局流行度和局部流行度、用戶的時空轉(zhuǎn)移特性以及邊緣服務(wù)器緩存資源狀態(tài)，對內(nèi)容進行自適應(yīng)緩存配置，具體包括以下步驟：

101、將云服務(wù)器中所有內(nèi)容放入集合C＝{c}，所有邊緣服務(wù)器放入集合M＝{m}，集合N＝{0}∪M，其中，c與m均為大于0的整數(shù)，0代表云服務(wù)器，對C中的內(nèi)容根據(jù)全局流行度P_c和局部流行度P_c,m，進行初始緩存配置，得到初始緩存解空間其中，表示內(nèi)容c緩存于邊緣服務(wù)器m，否則，

102、等待事件到達，檢測到達事件CR_m,c，如果CR_m,c＝0，表示邊緣服務(wù)器m所轄用戶發(fā)起對內(nèi)容c的下載請求，跳轉(zhuǎn)到步驟103，否則，CR_m,c＝1，表示邊緣服務(wù)器m′所轄用戶在對內(nèi)容c的下載過程中移動到邊緣服務(wù)器m的轄區(qū)，跳轉(zhuǎn)到步驟104；

103、更新內(nèi)容c的全局流行度P_c和局部流行度P_c,m，跳轉(zhuǎn)到步驟105；

104、更新內(nèi)容c的局部流行度P_c,m，跳轉(zhuǎn)到步驟105；

105、計算當(dāng)前和前K-1次事件內(nèi)容c的累計下載平均時延D_c，如果D_c大于內(nèi)容c的下載時延容忍門限跳轉(zhuǎn)到步驟106，否則，本次事件結(jié)束，跳轉(zhuǎn)到步驟102；