[发明专利]雾无线接入网的双层分布式缓存方法

权利要求书

1.一种雾无线接入网的双层分布式缓存方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

(1)将雾网分成F-AP层和UE层，即雾无线接入点层和用户设备层；

(2)每个F-AP和UE均收集来自周围UE的文件申请信息，并根据这些信息计算相应文件的流行度P_nk和其中，P_nk为第n个文件f_n在第k个UE设备u_k周围的流行度；为第n个文件f_n在第m个F-AP内的全局流行度；

(3)对UE层用背包算法求出最优缓存分布，具体方法如下：

使用背包算法求UE层的缓存分布时，文件f_n对第i个UE设备u_i的权重由缓存率与文件流行度的差值决定，即权重G_ni＝P_ni-P'_ni；

其中G_ni为文件f_n对于第i个UE设备u_i的权重；P_ni为文件f_n对于UEu_i的流行度；P'_ni为文件f_n对于UEu_i的缓存率，即是指u_i周围缓存了f_n的UE的个数与u_i周围所有UE个数的比值；

(4)对F-AP层用BP算法求出最优缓存分布；

(5)UE通过查询周围的UE是否正在接收文件来决定与其建立D2D连接的UE；

其中步骤(4)的详细方法为：

根据(2)得到的相应文件流行度，对F-AP层根据文件在F-AP层的流行度，采用BP算法求得F-AP层缓存分布，具体过程为：将F-AP层转化为因子图模型，因子图中的变量节点μ为F-AP层中的缓存分布；因子图的函数节点F有两种，分别代表延时和每个F-AP的缓存容限；因子图中相邻节点定义为：若某个函数节点F_j是某个变量节点μ_i的函数，则F_j与μ_i相连，否则不相连；

在因子图中，每个变量节点将一个更新后的信息送到一个与它相连的函数节点中去，并收到一个更新后的，发送自该函数节点的信息，在多次迭代之后，则计算出F-AP层分布式缓存布置的最优解，其中信息的迭代方式定义如下：

用来表示t时刻从第p个变量节点μ_p发送到第q个函数节点F_q的信息，用来表示t时刻从函数节点F_q发送到变量节点μ_p的信息；

其中x表示某文件是否缓存在F-AP中，若该文件被缓存，则x＝1；否则x＝0；

根据BP算法，信息可以根据下式迭代：

其中，表示将来自与第q个函数节点F_q相连的所有变量节点的信息相乘；

可以根据下式迭代：

其中，表示对所有与第p个变量节点μ_p相连的函数节点分别求并取其中的最大值；

经过如上过程，得到F-AP层的分布式缓存的最优解。

2.根据权利要求1所述的雾无线接入网的双层分布式缓存方法，其特征在于：所述步骤(1)中，雾网的UE层中只允许同一个F-AP覆盖下的UE之间进行D2D连接，且F-AP间不进行通信。