[发明专利]采用信源发布内容的请求率与动态性的移动边缘缓存放置方法

说明书

本发明公开了一种采用信源发布内容的请求率与动态性的边缘缓存放置方法，是在路边通信单元缓存空间有限的情况下，如何从海量动态内容中选择被缓存的内容集合，以最大限度增加由路边通信单元缓存直接服务的数据量，从而显著减轻回程链路压力。本发明首先进行系统初始化，获得执行方法所需参数；然后计算内容的缓存命中率；将缓存放置问题抽象为0/1背包问题，得到被缓存的内容集合；进而路边通信单元服务用户请求。本发明关注动态内容条目，通过联合考虑信源发布内容的请求到达率以及动态性的方式进行缓存放置，保证用户收到内容时效性的同时，最大化由路边通信单元缓存直接服务的数据量，从而显著减少冗余数据传输、减轻回程链路压力。

技术领域

本发明涉及在路边通信单元(RSU，road side unit)内进行信源发布内容(SPC，source publish content)的缓存放置处理方法，更特别地说，是指一种利用SPC的请求到达率(λ)与 DC－SPC的动态性(μ)这两个特性进行边缘缓存放置的处理。

背景技术

在车联网(IOV，internet of vehicles)技术领域中，路边通信单元(RSU，roadside unit) 就是建设在路边的基础设施，用来实现车辆和因特网之间的连接。RSU遵循国家标准为GB20851，通讯频率为5.8GHz进行服务。RSU是由高增益定向束控读写天线和射频控制器组成。高增益定向束控读写天线是一个微波收发模块，负责信号和数据的发送与接收、调制与解调、编码与解码、加密与解密；射频控制器是控制发射和接收数据以及处理向上位机收发信息的模块。

2020年09月18日公开的“Low-Latency and Fresh Content Provision inInformation-Centric Vehicular Networks”中，介绍了在车联网场景中，RSU能够用来缓存信源发布内容(SPC，source publish content)，以方便用户请求(user requests)到达时可直接提供服务，避免直接从信源处(source)获取信源发布内容，从而有效减少服务延时，提升用户(user) 体验。所述的SPC可以是车联网IOV中的交通状况、道路状况、车辆状况以及辅助的服务设施等信息的总称。

近年来的车联网中，增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、自动驾驶等新兴移动应用不断涌现，这些应用需要大量SPC来了解周围环境，例如，街道的实时3D地图以及周围街区的交通状况等。这类能够反映周围环境，并随环境及时间不断变化的信息称之为情境信息(CIF，context information)。情境信息具有信息量大、延时敏感、时效性强的特点。所缓存的情境信息应及时进行版本刷新，否则用户(user)可能会收到过时甚至无效的SPC，严重降低用户(user)体验。因此，除服务延时以外，信息时效性(information timeliness)成为衡量RSU服务性能的又一重要指标。在云游戏、自动驾驶等诸多应用场景中，信息时效性已引起越来越多的关注。RSU在提供动态内容服务时，应设计有效的SPC的内容交付机制(contentdelivery scheme，CDS)，以同时满足信息时效性和服务延时的要求。

考虑到RSU的缓存空间有限，将海量的SPC均缓存是无法满足的。因此，如何从海量的SPC 中选取被缓存的信源发布内容(U－SPC)以充分利用RSU的缓存空间成为亟待解决的问题。目前，大量研究关注缓存的放置问题，但其主要针对常规的静态内容条目(staticcontent)，即SPC不变化，在缓存中不会过时无效。在该类研究中已经证实如果在缓存放置过程中RSU之间不相互协作，则流行度优先的缓存放置方法(MPF)方案是最佳的。但是当SPC具有动态性时(即SPC中的动态内容条目(dynamic content)，简称DC－SPC)，则MPF方案不适用。因此，在研究情境信息的缓存放置问题时，不仅要考虑SPC的请求到达率(λ)，还应关注DC－SPC的动态性(μ)。

发明内容