[发明专利]协同边缘缓存方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种协同边缘缓存方法及装置，首先获取边缘缓存系统的覆盖范围内各用户终端在对应的边缘设备触发的内容请求；然后以边缘缓存系统的系统能耗最小为优化目标，以边缘缓存系统中请求处理主体唯一、边缘缓存系统中各边缘设备的缓存容量限制以及用户终端允许的请求延迟限制为约束条件，基于内容请求，采用强化学习算法确定内容请求对应的最优协同边缘缓存策略；最后基于最优协同边缘缓存策略，对内容请求对应的内容进行处理。可以确定出最优协同边缘缓存策略，使得边缘缓存系统的系统能耗降至最低，减少了边缘缓存系统的应用成本，提高了MBS下所有协同SBS的缓存利用率，减少回程流量的负载。

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种协同边缘缓存方法及装置。

背景技术

随着5G技术的发展和智能设备(如智能手机、智能手表等)的普及，每天都产生大量的蜂窝流量，特别是一些多媒体业务和应用，给移动网络带来了巨大的挑战。当前的基于云的处理模型的集中式性质对于满足严格的服务质量要求的大规模内容交付可能不可行，实际上，基于云的处理过程中的额外能耗和长传输延迟一直是当前网络中的严重瓶颈，这已引起了学术界和行业的广泛关注。

最近的研究发现，只有少数流行内容会被大多数用户多次请求，其余大部分内容很少被请求，这种模式促进了边缘缓存技术在无线接入技术中的实现。此外，边缘缓存已经被认为是一种有前途的技术，它可以使来自宏基站(Macrocell BaseStation，MBS)或云的缓存服务接近网络边缘(例如，在小基站(Small cell BaseStation，SBS)和物联网(Internet of Things，IoT)设备中)，特别是，它还可以在未来的移动网络减少冗余流量和内容传输的能源消耗。边缘缓存使用网络边缘的SBS的缓存容量来缓存受欢迎的内容，相邻的SBS相互连通，可以相互协作以获得良好的性能。

因此，为了提高MBS下所有协同SBS的缓存利用率，减少回程流量的负载，在动态边缘网络中，现急需提供一种高效的边缘缓存方法。

发明内容

本发明实施例提供一种协同边缘缓存方法及装置，用以解决现有技术中存在的缺陷。

本发明实施例提供一种协同边缘缓存方法，包括：

获取边缘缓存系统的覆盖范围内各用户终端在对应的边缘设备触发的内容请求；

以所述边缘缓存系统的系统能耗最小为优化目标，以所述边缘缓存系统中请求处理主体唯一、所述边缘缓存系统中各边缘设备的缓存容量限制以及所述用户终端允许的请求延迟限制为约束条件，基于所述内容请求，采用强化学习算法确定所述内容请求对应的最优协同边缘缓存策略；

基于所述最优协同边缘缓存策略，对所述内容请求对应的内容进行处理。

根据本发明一个实施例的协同边缘缓存方法，所述强化学习算法具体为Q学习算法。

根据本发明一个实施例的协同边缘缓存方法，所述基于所述内容请求，采用强化学习算法确定所述内容请求对应的最优协同边缘缓存策略，具体包括：

基于所述内容请求，将所述优化目标以及所述约束条件表征的优化问题转换为马尔可夫决策过程，并采用Q学习算法确定所述内容请求对应的最优协同边缘缓存策略。

根据本发明一个实施例的协同边缘缓存方法，所述基于所述内容请求，采用强化学习算法确定所述内容请求对应的最优协同边缘缓存策略，具体包括：

对于所述Q学习算法中每一状态，基于∈-greedy策略，选择所述状态下的动作。

根据本发明一个实施例的协同边缘缓存方法，所述边缘缓存系统的系统能耗包括内容传输能耗、用户终端能耗和内容缓存替换能耗；

所述内容传输能耗用于表征请求内容通过不同链路传输的能耗；