一种小蜂窝协作边缘缓存方法及系统.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CN110446211A(43)申请公布日2019.11.12(21)申请号201910641803.8(22)申请日2019.07.16(71)申请人广州大学地址510006广东省广州市番禺广州大学城外环西路230号(72)发明人周发升范立生(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人颜希文麦小婵(51)Int.Cl.H04W16/22(2009.01)H04W28/14(2009.01)H04L29/08(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称一种小蜂窝协作边缘缓存方法及系统(57)摘要本发明公开了一种小蜂窝协作边缘缓存方法，至少包括以下步骤：根据Zipf分布模型计算用户请求内容对应的流行度；建立缓存策略矩阵，并根据缓存策略矩阵建立缓存原则；根据流行度计算最小平均中断率时的最优缓存策略矩阵；根据最优缓存策略以及缓存原则对用户请求内容进行缓存。本发明提供的一种小蜂窝协作边缘缓存方法，通过计算最小平均中断率时的最优缓存策略矩阵，并根据最优缓存策略矩阵和缓存原则对用户的请求内容进行缓存，能够有效提高基站的缓存效率，从而有利于提高基站总体传输性能。CN110446211ACN110446211A权利要求书1/3页1.一种小蜂窝协作边缘缓存方法，其特征在于，至少包括以下步骤：根据Zipf分布模型计算用户请求内容对应的流行度；建立缓存策略矩阵，并根据所述缓存策略矩阵建立缓存原则；根据所述流行度计算最小平均中断率时的最优缓存策略矩阵；根据所述最优缓存策略以及所述缓存原则对所述用户请求内容进行缓存。2.如权利要求1所述的一种小蜂窝协作边缘缓存方法，其特征在于，所述根据Zipf分布模型计算用户请求内容对应的流行度，具体为：根据Zipf分布参数以及用户请求内容的个数，计算第m个请求内容的流行度Zm，表达式如下：其中，L为用户请求内容的个数，m为第m个请求内容，κ>0为Zipf分布参数，Zm为第m个请求内容的流行度。3.如权利要求1所述的一种小蜂窝协作边缘缓存方法，其特征在于，所述缓存策略矩阵A的表达式为：其中，所述缓存策略矩阵A包含L行个元素和L列个元素，且每个元素都是实数；所述缓存原则为：若根据所述缓存策略矩阵A计算得到所述矩阵A的元素aij＝1且i≤M，则将第j个文件缓存在第i个小蜂窝基站中；如果M<i≤L，则将第j个文件存储宏基站或远端的中心单元；其中，M为基站个数。4.如权利要求1所述的一种小蜂窝协作边缘缓存方法，其特征在于，所述根据所述流行度计算最小平均中断率时的最优缓存策略矩阵，具体为：根据所述流行度和所述缓存策略矩阵建立平均中断率的表达式为：其中，d为一个具有L个元素的行向量，且前M个元素的值等于-logγp0,r，其余元素的值等于1；z＝[z1...zL]为一个有L个元素的列向量，所述列向量的不同元素代表不同文件所对应的流行度；设最小平均中断率时最优缓存策略Α*为：限制条件1：A≥0限制条件2：A1＝s限制条件3：其中，A≥0表示矩阵A所有元素都大于或等于0；A1表示向量1是一个具有L个元素的列向量，所述向量1所有元素的值都等于1；s为一个具有L个元素的列向量，所述列向量向量前M个元素的值等于K,其余元素的值等于1；cT和分别为具有L个元素的列向量，其中，cT所有元素都等于1，所有元素都等于M；AT是A的转置；2CN110446211A权利要求书2/3页计算凸问题公式(4)的解，确定所求解可逆时，得到最优缓存策略矩阵Α*。5.一种小蜂窝协作边缘缓存系统，其特征在于，包括第一计算模块、建立模块、第二计算模块和缓存模块；所述第一计算模块，用于根据Zipf分布模型计算用户请求内容对应的流行度；所述建立模块，用于建立缓存策略矩阵，并根据所述缓存策略矩阵建立缓存原则；所述第二计算模块，用于根据所述流行度计算最小平均中断率时的最优缓存策略矩阵；所述缓存模块，用于根据所述最优缓存策略以及所述缓存原则对所述用户请求内容进行缓存。6.如权利要求5所述的一种小蜂窝协作边缘缓存系统，其特征在于，所述第一计算模块，具体用于：根据Zipf分布参数以及用户请求内容的个数，计算第m个请求内容的流行度Zm，表达式如下：其中，L为用户请求内容的个数，m为第m个请求内容，κ>0为Zipf分布参数，Zm为第m个请求内容的流行度。7.如权利要求5所述的一种小蜂窝协作边缘缓存系统，其特征在于，所述缓存策略矩阵A的表达式为：其中，所述缓存策略矩阵A包含L行个元素和L列个元素，且每个元素都是实数；所述缓存原则为：若根据所述缓存策略矩阵A计算得到所述矩阵A的元素aij＝1且i≤M，则将第j个文件缓存在第i个小蜂窝基站中；如果M<i≤L，则将第j个文件存储宏