[發明專利]一種基于邊緣計算的多場景協作優化緩存方法

有效

• 申請號: 202310186493.1
• 申請日: 2023-03-02
• 公開（公告）號: CN115884094B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 趙涵;馬勇;劉玲蒙;邵詩韻;李興華;戴夢軒;劉馳;夏云霓;周新宇
• 申請（專利權）人: 江西師范大學
• 主分類號: H04W4/029
• 分類號: H04W4/029;H04W24/02;H04W28/14;G06F18/23213
• 代理公司: 南昌金軒知識產權代理有限公司 36129
• 代理人: 黃亮亮

本發明公開了一種基于邊緣計算的多場景協作優化緩存方法包括：從基站中獲取各區域內用戶的歷史軌跡信息、當前地理位置信息、歷史地理位置信息和歷史內容訪問記錄，所述歷史軌跡信息以時刻t劃分為歷史第一軌跡和歷史第二軌跡；對所述歷史第一軌跡使用卡爾曼濾波預測模型得到預測軌跡，計算所述預測軌跡與歷史第二軌跡各軌跡點的距離，取距離最小的軌跡點構成用戶的運動軌跡；使用FCM算法分別對各區域內的用戶進行聚類，得到用戶類簇，為所述用戶類簇選擇適配資源集合；為所述適配資源集合選擇適配基站；制定用戶的請求資源策略以及用戶請求過載時基站的處理策略；本發明減少因用戶轉移產生的內容傳輸延遲時間。

技術領域

本發明涉及計算機邊緣計算領域，特別是涉及一種基于邊緣計算的多場景協作優化緩存方法。

背景技術

隨著物聯網、云計算、大數據等技術的發展，現階段用戶對服務器資源的請求數量不斷增加，傳統的云端緩存數據方式存在傳輸速率低、能量損耗較多、響應延遲慢、易受網絡波動干擾、數據存儲安全性較差等問題，造成用戶對服務器資源訪問體驗差。邊緣計算的出現解決了上述的問題，通過將資源緩存在邊緣節點上，拉進了用戶與資源的距離，大幅度減小網絡時延，提高用戶對服務器資源的訪問體驗。但是，目前邊緣節點的存儲容量通常非常有限，想要在邊緣節點緩存所有內容是不現實的。因此，通過合理的緩存策略確定待緩存資源的優先級，能夠最大化的提高資源緩存利用率，減少向云服務器發送請求內容的次數，對于邊緣網絡的服務性能保障起到至關重要的作用。

公開號為CN108551472A?，名稱為一種基于邊緣計算的內容緩存優化方法的專利文獻，通過利用用戶移動的規律性和最優化理論，根據用戶移動軌跡的規律性對某一區域進行區域再劃分，利用最優化理論進行文件的優化緩存，再通過比較文件傳輸時間與用戶要求以決定用戶緩存方式，雖然使得緩存內容變多，在一定程度上降低了時延，減少了業務的傳輸時延。但是沒有考慮到緩存中容易出現的緩存資源過載，使得緩存資源過載時不能優先緩存資源適配度高的內容，從而造成資源緩存利用率較低，造成用戶對資源訪問體驗較差。

公開號為CN112954026A?，名稱為一種基于邊緣計算的多約束內容協作緩存優化方法的專利文獻，針對邊緣計算架構中的內容緩存配置問題，提出一種邊緣服務器間協作緩存優化方法。根據內容的流行度和文件大小，用戶與邊緣服務器的位置分布，以及邊緣服務器緩存容量等約束條件，采用禁忌搜索算法模型對緩存內容和緩存位置進行迭代優化，在一定程度上提高了邊緣協作服務器的資源利用率以及緩存命中率，降低了內容平均下載時延。但是沒有考慮到資源緩存時用戶請求過載的問題并且沒有提出詳盡的解決策略，從而不能綜合考慮基站的時延，成本和負載，選擇合適的基站對用戶請求的資源進行緩存，導致用戶進行資源緩存的時候效率較低，而且用戶體驗較差。

綜上所述，現有技術中極少有結合多場景以及用戶軌跡預測進行資源緩存的策略，并且極少有為緩存中易出現的緩存資源過載或用戶請求過載的現象提出詳盡的解決策略，這些問題都會導致基站的時延、成本以及負載過高，從而降低用戶的服務質量，使整個移動邊緣計算網絡效率低下。所以本發明公開了一種基于邊緣計算的多場景協作優化緩存方法。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種基于邊緣計算的多場景協作優化緩存方法，該方法包括：

S10.從基站中獲取各區域內用戶的歷史軌跡信息、當前地理位置信息、歷史地理位置信息和歷史內容訪問記錄，所述歷史軌跡信息以時刻t劃分為歷史第一軌跡和歷史第二軌跡；

所述時刻t為大于或等于1的正整數。

S20.對所述歷史第一軌跡使用卡爾曼濾波預測模型得到第一預測軌跡，計算所述第一預測軌跡與歷史第二軌跡中各軌跡點的距離，取所述距離最小的軌跡點作為用戶的第二預測軌跡；

S30.使用FCM算法分別對各區域內的用戶進行聚類，得到用戶類簇，為所述用戶類簇選擇用戶類簇適配資源集合；