[发明专利]一种雾无线接入网的三层协作式缓存方法

权利要求书

1.一种雾无线接入网的三层协作式缓存方法，其特征在于该方法包括：

(1)将雾无线接入网分成雾无线接入点层和云节点层；其中，云端数据库与所有云节点连接，一个云节点覆盖多个雾无线接入点簇，每个雾无线接入点簇内有多个雾无线接入点；

(2)根据逐层向上转发的规则，规定用户的文件请求在网络中转发的路由；

(3)雾无线接入点通过接收到的文件请求计算各文件的请求到达率，并根据文件的请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解雾无线接入点簇内的最优缓存分布；所述背包算法中每个文件的权重为所需的信道容量要求，则：

A、F-AP_n^m本地产生的信道容量要求为：

式中，或1，时表示F-AP_n^m没有缓存被请求的文件，反之表示缓存了文件，F-AP_n^m表示第m个簇中的第n个F-AP，为文件f的请求的到达率，s_f为文件f的大小，F为请求文件的总数量；

B、F-AP_n^m和簇内其他雾无线接入点协作时产生的信道容量要求为：

式中，或0，表示簇头将文件f从F-AP_k^m取出并发送到F-AP_n^m，表示没有将文件f从F-AP_k^m取出并发送到F-AP_n^m，N_m为簇头m内的雾无线接入点数目；

(4)簇头通过接收到的文件请求计算各文件的请求到达率，并根据文件的请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解最优簇间协作缓存分布；所述背包算法中每个文件的权重为：

式中，为背包算法中簇头m处文件f的权重，表示文件f存放在簇头m中所带来的本地信道容量要求；表示文件f存放在簇头m中对相邻的簇中的请求所带来的信道容量要求，s_f是文件f的大小；

(5)云节点通过接收到的文件请求计算文件到达率，并根据文件的请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解云节点层最优缓存分布；所述背包算法中每个文件的权重为：

式中，x_f＝0或1，若x_f＝1，则表示文件f缓存在当前云节点中，反之未缓存，表示对于文件f的请求在云节点处的到达率，s_f为文件f的大小，F为请求文件的个数。

2.根据权利要求1所述的雾无线接入网的三层协作式缓存方法，其特征在于：步骤(1)中同一簇内的雾无线接入点之间相互通信，不同簇的雾无线接入点之间不通信，云节点之间不通信，用户根据地理位置直接接入雾无线接入点簇中的簇头或其他雾无线接入点。

3.根据权利要求1所述的雾无线接入网的三层协作式缓存方法，其特征在于：步骤(2)中所述路由的规定具体为：

将用户的文件请求发送到本地雾无线接入点；

当本地雾无线接入点接收到文件请求时，检查本地是否缓存了被请求文件；若缓存了，则直接发送被请求文件；若没有缓存，则将文件请求转发到簇头；

当簇头接收到来自簇内其他雾无线接入点的文件请求时，检查本地保存的簇缓存文件列表中是否有被请求文件；若有，则控制簇内缓存了被请求文件的雾无线接入点和被请求的本地雾无线接入点协作，发送被请求文件；若无，则将文件请求转发到云节点；其中，所述簇缓存文件列表为本簇内雾无线接入点缓存的文件列表；

当云节点接收到来自所覆盖的雾无线接入点簇的文件请求时，首先检查本地是否缓存了被请求文件,若有，则直接发送给被请求文件的雾无线接入节点簇；若无，则检查本地保存的云缓存文件列表中是否有被请求文件；若云缓存文件列表中有被请求文件，则控制缓存了被请求文件的雾无线接入点簇和被请求的雾无线接入点簇协作，发送被请求文件；若云缓存文件列表中无被请求文件，则从云端数据库中下载；其中，所述云缓存文件列表为本云节点所覆盖的所有雾无线接入点簇缓存的文件列表。