[发明专利]一种面向不可靠信道传输的联合服务调度以及内容缓存方法

权利要求书

1.一种面向不可靠信道传输的联合服务调度以及内容缓存方法，其特征在于，包括：

服务调度步骤：调度信道可靠程度更高的基站来服务用户的请求，可以降低重传带来的服务开销；

内容缓存步骤：利用智能体之间的状态信息进行协作缓存，基站之间能够协调缓存决策来实现服务开销的减小量最大化；

在所述服务调度步骤中，定义基站n为用户u提供内容f理论上能够获得的奖励可表示为

其中，b_u，f(t)——时隙t用户u对内容f请求的服务调度策略；

d_u，f(t)——用户u在t时隙内对内容f的请求次数；

a_n，f(t-1)——时隙(t-1)基站n对内容f的缓存决策；

c_n，u——基站n服务用户u传输一次所需要的服务开销；

c₀——核心网服务用户所需要的服务开销；

p_n，u——基站n和用户u之间通信信道的可靠程度；

式(4)中，表明用户u关于内容f的请求由基站n服务，表示相比于直接从核心网获取内容来说，边缘缓存所带来的服务开销的减少；进而，可以得到基站n服务u所获得的平均奖励：

其中表示前t个时隙用户u被基站n服务的总次数；考虑到平均奖励可以一定程度上体现信道的可靠程度，系统的服务调度步骤通过一个贪心算法获得；

在所述内容缓存步骤中，将每个时隙划分成为3个阶段：内容交付阶段、信息交换阶段和缓存更新阶段；在内容交付阶段，用户向基站发起内容请求，同时基站根据服务调度策略服务用户的请求；在内容交付阶段结束后，系统进入信息交换阶段，在这个阶段，不同基站会互相交换请求状态信息以及缓存决策信息；在缓存更新阶段，每个基站根据信息交换阶段获得的全局状态信息进行缓存更新。

2.根据权利要求1所述的联合服务调度以及内容缓存方法，其特征在于，在所述服务调度步骤中，当此时基站n之前没有服务过用户u；为了确保基站n至少服务用户u一次，此时的服务调度步骤表示为b_u，f(t)＝n。

3.根据权利要求1所述的联合服务调度以及内容缓存方法，其特征在于，在所述服务调度步骤中，当则按照如下策略来服务用户的请求：

其中，

表示在时隙t用户u的邻接基站中缓存了内容f的基站，l(t)表示从中选择在时隙(t-1)平均奖励最大的基站n；

①：在时隙t用户u请求内容f，且用户u的邻接基站都没有缓存内容f，此时用户u的对内容f的请求由核心网服务；

②：在时隙t用户u请求内容f，且只有一个邻接基站n缓存了内容f，此时用户u的对内容f的请求由基站n提供服务；

③：在时隙t用户u请求内容f，且有多个邻接基站缓存了内容f，此时，用户u的对内容f的请求由时隙(t-1)平均奖励最大的基站n提供服务。

4.根据权利要求1所述的联合服务调度以及内容缓存方法，其特征在于，在所述内容缓存步骤中，将每个基站当作一个智能体，它包含一个Actor网络和一个Critic网络，Actor网络是一个策略网络；给定当前基站n观测到的状态s_n，Actor网络能够输出智能体的缓存决策a_n；Critic网络是一个评价网络，用来估计系统能够获得的总奖励；Critic网络将系统在信息交换阶段获得到的全局状态s映射到价值函数；通过利用Critic网络来指导Actor网络进行参数更新，每个智能体能够朝着奖励最大化的方向更新自己的缓存。