[发明专利]网络能量最小开销方法

摘要

本发明涉及一种网络能量最小开销方法，包括以下步骤分析网络中的存储能耗、传输能耗及它们之间的关系；根据网络中的缓存能耗、传输能耗建立网络中eNodeB的最小化网络能耗模型；通过对最小化网络能耗模型求解，得出所述eNodeB之间的协同缓存策略；网络中的eNodeB与SGW相互协作用于降低请求的传输距离，以减小网络传输时延和网络传输能耗。本发明基于无线接入网络eNodeB配备缓存能力，采用本发明提供的网络能量最小开销方法能够有效的减少网络能耗及减少网络时延，提高用户体验。

主权项

一种网络能量最小开销方法，所述网络包括服务网关SGW、至少两个演进式基站节点eNodeB，所述至少两个演进式基站节点eNodeB具有缓存能力，其特征在于，所述方法包括以下步骤：分析网络中的网络能耗及其关系，所述网络能耗包括缓存能耗和传输能耗，所述传输能耗是将内容k从一个所述eNodeB传输到另一个所述eNodeB的能量消耗；根据所述网络中的网络能耗及其关系建立网络中所述eNodeB的最小化网络能耗模型；通过对所述最小化网络能耗模型求解，得出所述eNodeB之间的协同缓存策略；基于协同缓存策略，所述网络中的所述eNodeB与所述SGW对内容进行选择性存储以及传输，相互协作用于降低请求的传输距离，以减小网络传输时延和网络传输能耗；所述根据所述网络中的网络能耗及其关系建立网络中所述eNodeB的最小化网络能耗模型的步骤是通过以下公式实现的：minΣi=1MΣk=1K[wcasktXik+λikskt(pi,-1Xi,-1k+Σj≠ipijXijk)]]]>Σk=1KXiksk≤Bi,∀i=1,...,M]]>Xik+Xi,-1k+Σj≠iXijk=1,∀i=1,...,M,k=1,...,K]]>Xijk≤Xjk,∀i≠j=1,...,M,k=1,...,K]]>其中，为目标函数，M表示网络中eNodeB的数目，k表示网络中的内容数目，K表示因特网的内容集合，wca表示缓存能率，sk表示所述内容k的大小，t表示时间，Ni表示eNodeB节点i，Xik表示Ni对所述内容k的存储决策，λik表示Ni收到内容k的请求速率,pi，‑1表示Ni和服务器节点之间传输内容需要消耗的单位能量，Xi，‑1k表示从Ni到服务器对内容k的请求转发决策，pij表示eNodeB节点Ni和Nj之间传输内容需要消耗的单位能量，Xijk表示从Ni到Nj对内容k的请求转发决策，Bi表示缓存设备的大小，Xjk表示Nj对内容k的存储决策，Nj表示eNodeB节点j；所述对所述最小化网络能耗模型求解的步骤是通过以下公式实现的：其中，Xik表示节点Ni对所述内容k的存储决策，ki0表示缓存放置分界值，aik＝wcask‑λikskpi,‑1+ηik，wcask表示在eNodeB节点的局部缓存因存储内容而产生的缓存能耗，λikskpi,‑1表示如果eNodeB节点本地没有缓存内容k需要到源内容服务器请求内容而导致的传输能耗，ηik表示拉格朗日乘子。