[发明专利]基于D2D认知无线网络的缓存部署方法

说明书

本发明提供了一种基于D2D认知无线网络的缓存部署方法，如果即将下载的数据内容M是从蜂窝网络中获取，则判断数据内容M的匹配度是否大于缓存中最低匹配度的数据内容P的匹配度，如果是，则将数据内容M替换数据内容P，否则，将数据内容M缓存至唯一部分；如果即将下载的数据内容M不是从蜂窝网络中获取，则判断数据内容M的匹配度是否大于重复部分最低匹配度的数据内容Q的匹配度，如果是，则将数据内容M替换数据内容Q，否则，将数据内容M缓存至重复部分，该缓存部署方法，在D2D认知无线网络中，考虑到主用户的存在及通信信道的动态变化，从而大大减少了用户总下载时间，同时降低了蜂窝基站的网络流量，减少无线电资源上的拥塞。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于D2D认知无线网络的缓存部署方法。

背景技术

设备到设备(D2D)通信使邻近的无线设备能够利用它们的临近节点并相互直接通信，从而绕过它们相应的蜂窝基站。D2D通信可以降低蜂窝基站的流量负载并且减少无线电资源上的拥塞。蓝牙和WiFi直连是未经许可的频段中的D2D技术的示例，但是手动配对和短距离覆盖限制了它们的功能。最新的技术趋势是利用D2D通信等更复杂的技术，并结合认知网络的概念来处理频谱短缺问题。

在D2D认知无线网络中，允许未经许可使用授权频谱。面对许可用户的干扰，未经许可的用户必须在有权访问频谱的主要用户访问频谱时让出频谱使用权。非授权用户需要一段时间才能切换到其他可用的信道，因此传输延迟将显著增加，很难满足认知网络中许多流媒体应用的延迟约束。随着智能移动设备的日益普及，时间关键型移动应用(如音频和视频流，基于云的服务)越来越受欢迎。

减少数据访问延迟的一种方法是通过缓存。今天的智能移动设备和网络拥有巨大的存储能力。协作缓存提供了一种方法来释放D2D认知无线网络降低传输延迟的潜力。协作缓存是数据内容可以协同存储在移动终端，用户可以从这些缓存的设备而不是基站(BS)下载相应的内容，如图1所示，这样可以减少平均访问延迟，降低BS的网络流量并使BS更具有可扩展性。

虽然缓存技术在传统的无线网络中已经得到很好的研究，但是它们不能直接应用到D2D认知无线网络。传统的缓存技术假设链路传输延迟是已知的或者只是通过跳数来模拟接入延迟。文献[1]考虑了将无线协作缓存网络中的能量消耗最小化的最优缓存问题。但是没有考虑到认知网络，他们假设存在一些存储数据的中继节点。在D2D认知无线网络中，由于主要用户的变化，链路传输延迟可能会不时的显著变化，这使得难以确定适当的缓存节点以减少数据访问延迟。主要的用户变化使得估计各种类型的时间成本变得困难，并且使得缓存算法的设计进一步复杂化。

文献[1]：C.Yang,Z.Chen,Y.Yao,B.Xia and H.Liu,Energy efficiency inwireless cooperative caching networks,2014 IEEE International Conference onCommunications(ICC),Sydney,NSW,2014,pp.4975-4980.

发明内容

本申请通过提供一种基于D2D认知无线网络的缓存部署方法，考虑到主用户的存在及通信信道的动态变化，确定了缓存部署方案，从而大大减少了用户的总的下载时间。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

一种基于D2D认知无线网络的缓存部署方法，设缓存内容分为重复部分和唯一部分，所述重复部分缓存整个蜂窝网络中具有多个副本的内容，所述唯一部分缓存整个蜂窝网络中只有一个副本的内容，设即将下载的数据内容为M，所述缓存中最低匹配度的数据内容为P，所述重复部分中最低匹配度的数据内容为Q，缓存部署方法包括如下步骤：

S1：判断所述数据内容M是否从所述蜂窝网络中获取，如果是，则执行步骤S2，否则，执行步骤S3；