异构蜂窝网络中基于基站协作的混合缓存方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113473540A(43)申请公布日2021.10.01(21)申请号202110598716.6(22)申请日2021.05.31(71)申请人南京邮电大学地址210003江苏省南京市鼓楼区新模范马路66号(72)发明人朱琦张骏(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人周科技(51)Int.Cl.H04W28/14(2009.01)权利要求书4页说明书7页附图4页(54)发明名称异构蜂窝网络中基于基站协作的混合缓存方法(57)摘要本发明公开了一种基于基站协作的混合缓存方法，该方法针对异构蜂窝网络场景下的封闭式接入用户获取请求文件的问题，同时考虑了基站之间的协作缓存与混合缓存策略。步骤如下：该方法以满足用户请求为前提，在宏基站层采用最流行文件缓存策略，而在小基站层对除宏基站缓存之外的次流行文件采用等概率随机缓存策略。当小基站用户发出文件请求时，该用户依次从接入小基站的缓存、当地宏基站的缓存以及协作小基站的缓存中寻找请求文件；当宏基站用户发出请求时，该用户依次从接入宏基站的缓存和协作小基站的缓存中寻找请求文件。该方法有效提升了用户的缓存命中率，减轻了核心网络的流量负载，降低了系统服务用户的能耗。CN113473540ACN113473540A权利要求书1/4页1.异构蜂窝网络中基于基站协作的混合缓存方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在缓存放置阶段，宏基站采用最流行文件缓存策略对文件进行缓存，小基站采用等概率随机缓存策略对除宏基站缓存之外的文件进行缓存；2)获取目标用户的授权情况，如果目标用户为非授权用户，网络无法为其提供服务，则结束流程；如果目标用户为宏基站授权用户，则转到步骤3)；如果目标用户为小基站授权用户，则转到步骤4)；3)当宏基站用户发出请求时，该用户依次从接入宏基站的缓存和协作小基站的缓存中寻找请求文件；4)当小基站用户发出文件请求时，该用户依次从接入小基站的缓存、当地宏基站的缓存以及协作小基站的缓存中寻找请求文件。2.根据权利要求1所述的异构蜂窝网络中基于基站协作的混合缓存方法，其特征在于，所述步骤3)宏用户获得文件步骤如下：3‑1)当宏用户请求文件时，该用户先从其接入的宏基站缓存中寻找请求文件，如果接入的宏基站缓存了该用户的请求文件，则由接入的宏基站为其提供服务；3‑2)如果该宏基站没有缓存该请求文件，则由接入的宏基站在其协作小基站的缓存中寻找请求文件，如果有小基站缓存了该宏用户的请求文件，则小基站先将请求文件发送给协作的宏基站，再由宏基站将请求文件发送给该用户；3‑3)如果接入宏基站的所有协作小基站中都没有缓存该请求文件，则宏基站通过回程链路从提供文件的平台处获取请求文件，再发送给该宏用户。3.根据权利要求1所述的异构蜂窝网络中基于基站协作的混合缓存方法，其特征在于，所述步骤4)小基站用户获得文件步骤如下：4‑1)当小基站用户请求文件时，该用户先从其接入的小基站缓存中寻找请求文件，如果接入的小基站缓存了该用户的请求文件，则由接入的小基站为其提供服务；4‑2)如果该小基站没有缓存该请求文件，则由接入的小基站在其协作宏基站的缓存中寻找请求文件，如果宏基站缓存了该小基站用户的请求文件，则宏基站先将请求文件发送给接入的小基站，再由小基站将请求文件发送给该用户；4‑3)如果协作的宏基站没有缓存该请求文件，则由宏基站在其协作小基站的缓存中寻找请求文件，如果有协作小基站缓存了该小基站用户的请求文件，则协作的小基站先将请求文件发送给宏基站，再由宏基站将请求文件转发给接入的小基站，最后，由接入小基站将请求文件发送给该用户；4‑4)如果协作宏基站的所有协作小基站中都没有缓存该请求文件，则宏基站通过回程链路从提供文件的平台处获取请求文件，再将文件发送给接入的小基站，最后，由接入小基站将请求文件发送给该用户。4.根据权利要求1所述的异构蜂窝网络中基于基站协作的混合缓存方法，其特征在于，所述宏基站用户的缓存命中率计算表达式为：2CN113473540A权利要求书2/4页其中为宏基站用户在接入宏基站的缓存中命中请求文件的概率；为宏基站用户在协作小基站的缓存中命中请求文件的概率；N为文件库中文件总数，Nm表示按流行度缓存排名靠前的Nm个文件；qi为第i个文件的流行度，1≤i≤N，γ为流行度的参数；pi为小基站采用随机缓存策略缓存第i个文件的概率；Sn为一个宏小区内小基站的平均个数，λs为小基站的分布服从的泊松点过程的密度，Rm为宏基站的覆盖范围，表示对X向下取整。5.根据权利要求1所述的异构蜂窝网络中基于基站协作的混合缓存方法，其特征在于，所述小基站用户的缓存命中率计算表达式为：其中为小基站用户在接入小基站的缓存中命中请求文件的概率；为小