[發(fā)明專利]一種基于推薦感知和協(xié)作邊緣緩存的內(nèi)容請(qǐng)求處理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110572916.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113672819B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李秀華;韓蘇寧;明釗;孫川;范琪琳;王悅陽(yáng);楊正益;文俊浩;熊慶宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F16/9536
• 分類號(hào): G06F16/9536;G06F9/50;G06F16/957
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

本發(fā)明公開(kāi)一種基于推薦感知和協(xié)作邊緣緩存的內(nèi)容請(qǐng)求處理系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)信息獲取模塊、移動(dòng)邊緣緩存系統(tǒng)模型搭建模塊、推薦列表生成模塊、用戶體驗(yàn)質(zhì)量計(jì)算模塊、請(qǐng)求處理策略生成模塊；本發(fā)明綜合考慮了終端的個(gè)性化需求，結(jié)合了“軟緩存”這一觀點(diǎn)，給出了對(duì)內(nèi)容請(qǐng)求的最佳處理方式，同時(shí)通過(guò)對(duì)緩存友好的啟發(fā)式算法確定對(duì)內(nèi)容請(qǐng)求的最佳處理地點(diǎn)，很大程度上提高了用戶的QoE(Qualityof?Experience，體驗(yàn)質(zhì)量)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及邊緣緩存技術(shù)和推薦領(lǐng)域，具體是一種基于推薦感知和協(xié)作邊緣緩存的內(nèi)容請(qǐng)求處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)中各類移動(dòng)終端設(shè)備數(shù)量的不斷增加、以及內(nèi)容提供商提供的內(nèi)容越來(lái)越多，移動(dòng)終端用戶對(duì)內(nèi)容服務(wù)的要求也逐漸變多，這導(dǎo)致了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)面臨著來(lái)自終端的內(nèi)容請(qǐng)求爆發(fā)式增長(zhǎng)的挑戰(zhàn)。以云服務(wù)器為中心的常規(guī)模式已經(jīng)難以解決這類問(wèn)題，移動(dòng)邊緣計(jì)算作為一種全新的計(jì)算模式，它通過(guò)部署具有計(jì)算能力與存儲(chǔ)能力的服務(wù)器到網(wǎng)絡(luò)邊緣來(lái)提高服務(wù)質(zhì)量。據(jù)研究，網(wǎng)絡(luò)中的高負(fù)載大多是通過(guò)傳輸相同內(nèi)容和數(shù)據(jù)產(chǎn)生的，作為新的革命性的方法，邊緣緩存被視為減小網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的關(guān)鍵方法。在移動(dòng)邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中，邊緣服務(wù)器部署在基站或基站附近，邊緣緩存系統(tǒng)將內(nèi)容提前下載并保存在邊緣服務(wù)器中，當(dāng)有內(nèi)容請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，終端直接從更靠近自己的邊緣服務(wù)器獲取內(nèi)容而無(wú)需從云端獲取，這避免了“昂貴”的連接。同時(shí)，在日益面向娛樂(lè)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，終端更加關(guān)注內(nèi)容的多樣化以及個(gè)性化，為了滿足終端的這類需求，推薦系統(tǒng)提供了一種有效的方法，它可以通過(guò)歷史行為來(lái)學(xué)習(xí)終端用戶喜好，為其提供個(gè)性化的服務(wù)。邊緣緩存和推薦系統(tǒng)相結(jié)合，可以提高服務(wù)質(zhì)量。

在當(dāng)前的邊緣緩存系統(tǒng)中，如何利用緩存的內(nèi)容來(lái)提升服務(wù)質(zhì)量，提升終端用戶體驗(yàn)質(zhì)量已經(jīng)成為一個(gè)熱門的研究課題，利用緩存內(nèi)容去獲得額外的緩存增益也是當(dāng)下的研究目標(biāo)。目前普遍的觀點(diǎn)是單方面優(yōu)化邊緣緩存系統(tǒng)來(lái)獲得更大且有效的緩存空間或者優(yōu)化推薦系統(tǒng)來(lái)更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)終端用戶喜好，但是這類單方面優(yōu)化方法存在著一些難以解決的問(wèn)題：第一，沒(méi)有充分考慮邊緣服務(wù)器之間以及邊緣服務(wù)器和云服務(wù)器之間的協(xié)作關(guān)系，僅僅關(guān)注單基站單服務(wù)器，沒(méi)有充分利用邊緣基站之間的協(xié)作關(guān)系，減輕回程網(wǎng)絡(luò)壓力。第二，這類方法沒(méi)有充分利用已經(jīng)緩存的內(nèi)容來(lái)提高緩存系統(tǒng)的性能，沒(méi)有考慮使用“軟緩存”來(lái)額外的緩存增益，對(duì)終端用戶來(lái)說(shuō)，體驗(yàn)質(zhì)量并沒(méi)有得到明顯的提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于推薦感知和協(xié)作邊緣緩存的內(nèi)容請(qǐng)求處理系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)信息獲取模塊、移動(dòng)邊緣緩存系統(tǒng)模型搭建模塊、推薦列表生成模塊、用戶體驗(yàn)質(zhì)量計(jì)算模塊、請(qǐng)求處理策略生成模塊。

所述網(wǎng)絡(luò)信息獲取模塊獲取網(wǎng)絡(luò)信息。所述網(wǎng)絡(luò)信息包括請(qǐng)求的內(nèi)容。

所述網(wǎng)絡(luò)信息還包括移動(dòng)邊緣緩存系統(tǒng)中終端設(shè)備的數(shù)量M、邊緣服務(wù)器的數(shù)量N、終端設(shè)備與邊緣服務(wù)器的關(guān)聯(lián)關(guān)系h_m,n、終端設(shè)備和內(nèi)容之間的請(qǐng)求關(guān)系p_f、邊緣服務(wù)器和內(nèi)容之間的緩存關(guān)系b_n,_f、終端設(shè)備信息、邊緣服務(wù)器信息。

所述終端設(shè)備信息包括終端傳輸功率Φ_m、無(wú)線信道增益c_m,n、請(qǐng)求的內(nèi)容個(gè)數(shù)F和內(nèi)容大小S_f。

邊緣服務(wù)器信息包括邊緣服務(wù)器緩存A、邊緣服務(wù)器帶寬W、邊緣服務(wù)器和云服務(wù)器之間的傳輸速率v_c、邊緣服務(wù)器之間的平均傳輸速率v_e。

所述移動(dòng)邊緣緩存系統(tǒng)模型搭建模塊存儲(chǔ)有移動(dòng)邊緣緩存系統(tǒng)模型。所述移動(dòng)邊緣緩存系統(tǒng)模型包括若干終端設(shè)備。

所述移動(dòng)邊緣緩存系統(tǒng)模型包括云服務(wù)器和若干子服務(wù)系統(tǒng)。所述子服務(wù)系統(tǒng)包括本地邊緣服務(wù)器、若干邊緣服務(wù)器和若干終端設(shè)備。

移動(dòng)邊緣緩存系統(tǒng)模型在初始狀態(tài)下，終端設(shè)備所有的請(qǐng)求都由本地邊緣服務(wù)器處理。