[发明专利]基于相邻缓存协作的移动网络基站缓存内容放置方法

说明书

本发明公开了一种基于相邻缓存协作的移动网络基站缓存内容放置方法，具体步骤为：确定每个基站的协作基站集合；构建系统模型图G；统计网络情景信息；基于系统模型图与网络情景信息对基站缓存空间分配；周期性执行前四个步骤对基站缓存空间进行分配。本发明主要解决在移动网络基站缓存系统中基于相邻缓存协作条件下对缓存中存储内容的分配问题，明显的提升了基站缓存系统的内容命中率，降低了用户请求内容的响应延时，提升了移动网络基站缓存系统的性能。

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体涉及在移动网络基站部署缓存服务移动用户内容请求的移动网络基站缓存系统。

背景技术

随着移动网络接入带宽的大幅度增加，移动网络中面向内容业务流量(例如网络视频等)飞速增长。现有的集中式的移动网络架构无法胜任大规模数据传输。为了提高移动网络对网络视频等业务的支持，在移动网络基站部署缓存，并由缓存服务用户的内容请求是实现移动网络高效内容分发的有效手段。相比于传统的基于缓存的内容分发系统，例如内容分发网络，在移动网络基站部署缓存主要存在以下问题a)受限于移动网络基站服务用户数目较少以及基站缓存的有限存储容量，基站缓存的内容请求命中率相对较低；b)基站缓存独立存储内容，基于内容流行度的缓存内容放置策略(例如常用的Least FrequentlyUsed策略)导致临近缓存间存储大量的冗余数据。

针对这些移动网络基站缓存系统存在的主要问题，利用基站缓存之间的协作存储是一种有效的解决方法。协作存储是指当用户请求在当前缓存没有命中时，将用户请求转发至其他缓存来响应用户的内容请求。缓存协作可以提高缓存存储内容的多样性，减少存储冗余，提高缓存利用率以及内容请求命中率，并最终达到移动网络运营商降低数据传输开销、减小数据传输时延、提高用户对移动视频等应用的用户体验等目标，实现移动网络内的高效内容分发机制。

缓存内容管理就是建立内容与缓存之间的映射，决定在每个缓存存储什么内容，我们将缓存内容管理亦称为缓存内容放置问题。一般地，缓存内容的放置取决于用户对内容的请求程度，因此对缓存内容的放置管理是实现高效内容分发的前提，只有缓存内容配置更加优化合理，用户体验才能得到保障。

对于移动网络基站部署缓存的移动网络基站缓存系统中的内容放置问题，H.Ahlehagh等人在“Video Caching in Radio Access Network:Impacton Delay andCapacity”一文中提出了两种基站缓存内容放置策略以实现移动网内的内容分发机制，但此文中的缓存之间未考虑协作存储。J.He等人在“A Collaborative Framework for In-networkVideo Caching in Mobile Networks”中提出了基于全网协作存储的缓存内容放置机制。但是移动网络覆盖范围广阔，往往包含数量巨大的基站。因此全网协作将增加用户发现内容以及内容传输的复杂性，限制了系统的可扩展性。

综上所述，目前的移动网络基站缓存内容放置解决方案中，没有有效利用相邻基站划定协作范围来实现优化缓存内容放置的方案。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于相邻缓存协作的移动网络基站缓存内容放置方法，适用于优化移动网络基站缓存中对缓存内容的优化配置，以提高缓存命中率，减小用户请求内容的传输延时。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于相邻缓存协作的移动网络基站缓存内容放置方法，包含移动网络基站缓存系统，所述移动网络基站缓存系统主要由移动网络基站、设置在移动网络基站中作为存储设备的基站缓存以及用户用于请求内容的用户设备组成；所述方法包括如下步骤：

S1通过统计基站间的传输性能参数，确定每一个基站缓存的协作基站集，划定基站缓存的协作区域；