[发明专利]面向不同用户偏好的D2D随机缓存布设方法

说明书

本发明公开一种面向不同用户偏好的D2D随机缓存布设方法，该方法无需内容缓存用户获知网络全局信息，在内容请求用户的辅助下即可完成内容的缓存布设。首先，所有内容缓存用户广播自己的地理位置，多个具有不同用户偏好的内容请求小组各自得到令本小组局部效益最优的缓存需求方案并发送给内容缓存用户。内容缓存用户根据缓存需求总和与缓存容量的关系决定向内容请求小组征收的单位缓存价格；内容请求小组在考虑缓存代价后重新计算缓存需求并回馈给内容缓存用户。当内容缓存用户接收到的缓存需求总量等于缓存容量时，内容缓存用户按照缓存需求进行内容缓存。本发明方法贴近实际系统，性能较好，能够半分布式实现。

技术领域

本发明属于基于缓存的D2D内容分发技术领域，涉及一种面向不同用户偏好的D2D随机缓存布设方法。

背景技术

近年来，移动数据业务呈井喷式增长，有限的蜂窝频谱资源无法满足移动用户日益增长的对超可靠低时延连接的迫切需求，例如，高清视频以及在线网络游戏等。终端直传(Device-to-Device,D2D)通信由于允许地理上邻近的通信终端双方可以不经过基站直接进行通信，明显地提高了系统频谱的利用效率，成为有效卸载蜂窝压力的技术之一。此外，边缘缓存技术(Edge Caching，包括基站缓存、小蜂窝基站缓存、移动用户终端缓存等)借助距离请求用户更近的边缘网络节点缓存流行内容，可以避免流行内容的重复性传输，大大减小蜂窝回程链路的压力。其中，移动用户终端缓存由于可以利用现实中大量广泛分布并且闲置的移动用户缓存资源，无需进行网络架构的再搭建，成为业界的研究热点。一般来说，基站在业务闲置期，例如夜间，将网络内流行的内容推送并存储在内容缓存用户。这样位于缓存用户周边的内容请求用户可以直接向缓存用户请求其已经缓存的内容，缓存用户同意后两者建立D2D通信连接完成内容的传输。相较基于其他几种缓存技术的内容分发网络而言，D2D内容分发网络主要有以下三点优势：第一，可以避免基站对于大量流行内容的重复传输，有效降低基站负载；第二，通过D2D通信的方式可以降低传输时延并提高传输速率，显著增强用户体验；第三，D2D通信组建灵活，实际中移动用户终端的移动性和社交属性为D2D内容分发提供了更多可能和机会。

基于缓存的D2D内容分发技术优势的获得离不开好的内容缓存布设方法。由于任意缓存用户的缓存空间都是有限的，无法缓存所有的内容；如果所缓存的内容并不是周围节点所需要的，将会造成缓存资源的浪费。因此，在哪个用户的存储空间内放置哪些内容，从而最大化缓存效率或者网络效益成为亟需解决的关键问题。目前业界对D2D缓存网络中的缓存布设方法的研究已经取得初步成果。然而，现有研究大都假设静态网络拓扑结构并认为网络中所有用户对内容的兴趣偏好一致，对实际情况中由于用户兴趣或者职业不同等原因带来的不同用户偏好没有深入研究。因此，如何设计不同用户偏好下的随机D2D网络的内容缓存布设方法是本发明的研究重点。