一种基于电量感知的边缘缓存网络用户间内容分享激励方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115955664A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202211643188.2(22)申请日2022.12.20(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)发明人殷俊钱心志凌仙(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200专利代理师周科技(51)Int.Cl.H04W4/70(2018.01)H04L67/1074(2022.01)H04L67/568(2022.01)H04W28/06(2009.01)权利要求书4页说明书9页附图2页(54)发明名称一种基于电量感知的边缘缓存网络用户间内容分享激励方法(57)摘要本发明公开了一种基于电量感知的边缘缓存网络用户间内容分享激励方法，包括以下步骤：建立边缘缓存网络场景；在边缘缓存网络中建立内容分享管理系统；基于电量感知来实现用户间内容分享的激励，包括：计算B型用户对内容的估值和S型用户传输内容的能耗成本；B型用户向小基站提交其请求信息，S型用户向小基站提交其状态信息；通过用户匹配算法求出匹配成功集合；使用定价方案确定B型用户的最终积分扣除量、S型用户的最终积分奖励量；匹配成功的用户根据小基站公布的信息进行内容分享。与现有技术相比，本发明能够有效地激励用户间内容的分享，兼顾买卖双方的利益，并且尽可能实现社会福利最大化。CN115955664ACN115955664A权利要求书1/4页1.一种基于电量感知的边缘缓存网络用户间内容分享激励方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：建立边缘缓存网络场景；所述边缘缓存网络由一个配备了边缘服务器的小基站和随机分布在小基站周围的N个移动用户设备组成；在边缘缓存网络中建立内容分享管理系统；小基站作为系统管理者，根据用户的请求将用户分为B型和S型，B型用户是发起内容缓存请求的用户，S型用户是接受内容缓存请求并提供内容数据块的用户；基于电量感知即考虑S型用户传输数据的能量消耗，边缘缓存网络内用户进行内容分享时，B型用户获取到S型用户分享的内容后，小基站扣除B型用户一定数量的积分，并将这些积分发放给S型用户，作为对S型用户分享行为的奖励；积分数量基于B型用户估值和S型用户的能耗成本，并通过用户匹配算法和定价方案确定；小基站以实现社会福利最大化为目标，所述的社会福利是指B型用户与S型用户的效用之和。2.如权利要求1所述的一种基于电量感知的边缘缓存网络用户间内容分享激励方法，其特征在于：建立一个允许D2D通信的边缘缓存网络，包括以下内容：(1.1)每个用户设备具有有限的设备电量Q和缓存容量D，并具备两种通信接口，即直接进行D2D通信的Wi‑Fi或蓝牙接口，以及直接与小基站连接的蜂窝通信接口；(1.2)用户请求内容受到内容流行度的影响，其分布满足Zipf分布；在内容库Mlib的第h个位置的内容被请求的概率为其中，ε为Zipf分布的指数常数，h‑ε表示第h个位置的内容被请求次数，M表示内容库Mlib存储的内容总数，表示所有内容被请求次数的总和；(1.3)在用户周围d距离内存在l个邻居用户的概率为其中，λ表示用户周围的邻居用户服从密度为λ的泊松分布。3.如权利要求2所述的一种基于电量感知的边缘缓存网络用户间内容分享激励方法，其特征在于：h型内容对应于内容库Mlib中第h个位置的内容数据块；内容分享管理系统使用了一种由小基站发放给用户的积分，用户通过在系统中完成内容分享获得积分奖励，从其他用户处获取内容需要扣除一定积分，该积分存在使用有效期，过期后被系统回收。4.如权利要求1‑3任一所述的一种基于电量感知的边缘缓存网络用户间内容分享激励方法，其特征在于：每一轮内容分享的具体步骤如下：(2.1)计算B型用户对内容的估值和S型用户传输内容的能耗成本；(2.2)B型用户向小基站提交其请求信息，S型用户向小基站提交其状态信息；(2.3)小基站收集各个用户的信息，通过用户匹配算法求出匹配成功集合；(2.4)基于步骤(2.3)得到的匹配成功集合，使用定价方案确定B型用户的最终积分扣除量、S型用户的最终积分奖励量；2CN115955664A权利要求书2/4页(2.5)B型用户和S型用户根据小基站公布的信息进行内容分享。5.如权利要求4所述的一种基于电量感知的边缘缓存网络用户间内容分享激励方法，其特征在于：步骤(2.1)中计算B型用户对内容的估值和S型用户传输内容的能耗成本，具体包括：记一场内容分享中，存在m个B型用户和n个S型用户，m+n≤N，以及一个由小基站担当的系统管理者；B型用户集合定义为B＝{B1,B2,…Bm}，S型用户集合定义为S＝{S1,S2,…Sn}；任意用户的设备当前电量和空余缓存容量分别记作Q和D；对于根据内容被请求的概率、用户