[发明专利]蜂窝网络中基于社交关系的分布式移动节点文件缓存方法

权利要求书

1.一种蜂窝网络中基于社交关系的分布式移动节点文件缓存方法，其特征在于，步骤如下：

1)基于社交关系，蜂窝系统中移动节点i只与其朋友节点通过终端直通通信进行文件共享，其中为节点i的朋友节点集合，朋友节点即一跳社交邻居节点；

2)移动节点i与其朋友节点j相遇时，针对双方所缓存的所有文件计算缓存这些文件能获得的效益，所述的效益包括直接效益和间接效益，然后基于所述的效益来确定在节点i和j上的文件缓存方案x_i＝(x_i，1，x_i，2，...，x_i，d，...x_i，M)与x_j＝(x_j，1，x_j，2，...，x_j，d，...x_j，M)，x_i，d∈{0，1}，x_i，d＝1表示节点缓存文件d，x_i，d＝0表示节点不缓存文件d，x_j，d定义类似，M为文件总数目；节点i缓存文件d可以获得效益其中直接效益为节点i缓存文件d给自身和其朋友节点带来的流量卸载量，间接效益的目的是增加其他节点的直接效益，由于间接效益的存在，缓存在节点i的多跳社交邻居节点l中的文件d有更大机会通过i与l间的中间节点的缓存而最终让节点l获得，此过程通过终端直通通信方式而非蜂窝通信方式进行，从而减小通信代价；

3)蜂窝系统中移动节点与其朋友节点每一次相遇时，经过步骤1)、2)，最终得到系统的优化文件缓存方案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤2)中间接效益的定义如下：

其中s_d为文件d的大小，x_k，d为节点k是否缓存d的文件缓存状态，f_k，d为节点k在可获得文件d时决定缓存的概率，r_k，d为其他节点对文件d的需求反映到节点k上的部分，是一个指示变量，指示节点k是否需要节点i帮忙缓存文件d，表示为

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的f_k，d的确定过程如下：

节点k每次与其他节点的相遇中，节点k决定缓存d时，即x_k，d＝1时，增大f_k，d的值；否则减小f_k，d的值，具体步骤描述如下：

①节点k与其朋友节点l相遇后，节点k获得新的缓存方案其中为节点k和l所拥有的文件集合；

②节点k更新缓存效益并进行归一化，即从而得到

③对于节点k把f_k，d更新为其中b∈(0，1)，为步长调节参数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的r_k，d的确定过程如下：

以节点k为中心，社交邻居节点一跳一跳向外扩展，直至覆盖所有相关节点，H_k为能扩展的最大跳数，节点k的一跳社交邻居节点对文件d的需求反映到节点k上的部分为：

是节点k的一跳社交邻居节点无法满足对文件d的请求的情况下向节点k请求的概率和，其中q_l，d为节点l对文件d的需求程度，p_kl(T)为节点k和l在请求等待时间T内相遇的概率，m_l\k，d(T)为节点l无法在时间T内从节点k以外的其他节点获得文件d的概率，节点k的两跳社交邻居节点对文件d的需求反映到节点k上的部分为：

节点k的一跳社交邻居节点l作为中间节点向节点k反映节点l的一跳社交邻居节点对文件d的需求依此类推，节点k的h跳社交邻居节点对文件d的需求反映到节点k上的部分为：

因此其他节点对文件d的需求反映到节点k上的部分表示为：