[发明专利]雾无线接入网的双层分布式缓存方法

说明书

本发明公开一种雾无线接入网的双层分布式缓存方法，依次包括以下步骤：将雾网分成F‑AP(雾无线接入节点)层和UE(用户设备)层；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文件流行度；对UE层用背包算法求出最优缓存分布；对F‑AP层用BP算法求出最优缓存分布；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。本发明通过在雾网中引入D2D连接，从而实现双层缓存，并采用分布式法使每个F‑AP和UE都只需收集本地信息来做出缓存决定。相比于传统缓存算法，明显的降低了下载延时，并且保持本发明在十次迭代以内完成收敛，复杂度较低，同时，还拥有更高的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及一种缓存技术，具体涉及一种雾无线接入网的双层分布式缓存方法。

背景技术

目前，为了给无线用户提供低延时下载体验，人们对无线通信系统中缓存布置的研究主要集中在CRAN等现有架构下，并且以BS层的单层集中式缓存布置研究为主。

但是，现有的通信网络架构并不满足5G要求，而且，随着5G/B5G时代到来，网络中文件量将会大大增加，而对低延时的要求将会更高。因此，找到一种适用于5G/B5G架构的低延时缓存布置策略是亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种雾无线接入网的双层分布式缓存方法。

技术方案：本发明所述的一种雾无线接入网的双层分布式缓存方法，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文件流行度；

(3)对UE层用背包算法求出最优缓存分布；

(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。

进一步的，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。

进一步的，所述步骤(2)中，在UE层中，UE收集本地信息时，是根据周围UE向自己申请某个文件的次数与周围UE向自己发送申请的总次数的比值，来决定某文件的本地流行度，过程如下：

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，t_nk为相邻设备向u_k请求文件f_n的次数；

同时，在F-AP层中，每个F-AP均记录自己覆盖范围内的UE申请文件的总次数以及对某一个文件的申请次数，通过两者得到F-AP层中文件的流行度。具体过程为：

其中为第n个文件f_n在第m个F-AP内的全局流行度，定义为第m个F-AP所覆盖的所有UE向此F-AP申请文件f_n的次数。

进一步的，所述步骤(3)的详细过程为：

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；