[发明专利]一种基于MEC-D2D的分布式协同缓存方法

权利要求书

1.一种基于MEC-D2D的分布式协同缓存方法，其步骤为：

步骤(1)在移动终端中增加缓存装置，并允许终端之间通过D2D链路进行内容传输，构成具备缓存支持的D2D通信设备；

步骤(2)通过在步骤(1)中配备缓存的智能终端基础上，为每个智能终端分配独有信道资源，确保其可进行D2D通信，通过无线链路与蜂窝网络通信、云中心构成云-边-端三层分布式缓存系统架构；

步骤(3)在步骤(2)的网络架构下，根据用户流量负载的动态变化，分析系统中多用户请求内容的流行度，将核心网中高流行度内容切分成L bits大小的片段，这些片段可依据缓存放置策略部署在三层分布式缓存系统的缓存装置中，构成内容分段模型；

步骤(4)对内容请求用户邻近区域空闲D2D缓存设备下行链路信道状况建模分析，设定通信保护半径d，根据收发设备间的信干噪比推出内容获取用户接收缓存内容时受到其余活跃D2D对干扰的距离下限，建立为信道干扰模型，依据此模型计算内容请求用户与协作D2D的下行传输速率；

步骤(5)根据步骤(4)中内容请求者与缓存设备的传输速率，将步骤(3)中的内容片段采用缓存放置策略部署，缓存部署问题可视为完全背包问题，采用一种基于动态规划的低复杂度算法进行内容分布式协同动态部署；

步骤(6)在步骤(5)内容部署的基础上，当用户发起内容请求时，内容请求者首先在终端设备通信范围内查找缓存片段，当终端设备中缓存的内容片段数无法重构请求内容时，再由本地的MEC服务器分发剩余内容片段至请求者，根据用户请求内容过程计算用户内容获取时延，快速完成用户内容请求响应，提高内容命中率。

2.根据权利要求1所述的基于MEC-D2D的分布式协同缓存方法，其特征在于：

所述步骤(1)建立的具备缓存支持的D2D通信设备，具体按照以下过程实施：

①在移动终端中启用内容缓存功能，增加用于专用D2D通信的射频电路，通过使用蜂窝网络中D2D专用频谱进行设备终端间通信，通过缓存分配策略进行缓存空间的统一配置；

②将D2D通信保护半径、邻区D2D通信设备数量、终端用户之间的通信速率作为缓存设备的选取指标；

③通过用户的可用存储空间大小及自身意愿来决定参与协同缓存的设备，缓存空间闲置较多的用户，参与协同缓存的意愿越强。

3.根据权利要求1所述的基于MEC-D2D的分布式协同缓存方法，其特征在于：

所述步骤(2)建立的三层分布式缓存系统架构，具体按以下过程实施：考虑实际部署场景，在现有的边缘无线网络缓存模型基础上，引入多个具备缓存能力的无线终端，构成MEC缓存和D2D缓存协同的网络架构，该模型包括一个具备MEC缓存服务单元的基站和大量用户的集合，基站通过有线链路与核心网连接，实现缓存内容共享；

用户请求一个流行数据内容时，通过以下三种形式：

(1)在内容请求者通信范围内的终端设备中查找已缓存的该内容片段；

(2)当请求用户的通信范围内的终端设备中缓存的内容片段数无法重构请求内容时，再向本地的MEC服务器发送用户层未缓存的内容片段；

(3)当请求用户的通信范围内的终端中未发现该内容的任一片段且本地MEC服务器中也无该内容的任一片段时，则向核心网请求。