[发明专利]一种内容流行度随时间变化下的基站缓存方法

说明书

本发明公开了一种内容流行度随时间变化下的基站缓存方法。该方法在每个时间段，根据缓存内容的瞬时请求频率，利用多臂赌博机估计内容的流行度，同时将新产生的内容依次存储在这些helper中，考虑到不同helper覆盖下的用户对内容的请求频率有差异，通过隐语义模型估计每个helper下用户对新内容的请求频率，内容控制器根据估计的内容流行度更新缓存内容。本发明能在线实时估计内容流行度，并实时缓存流行度高的内容，从而提高缓存命中率，改善用户满意度和回程链路负载。

技术领域

本发明涉及移动通信系统技术领域，尤其是一种内容流行度随时间变化下的基站缓存方 法。

背景技术

为了应对海量数据增长带来的对系统容量的挑战，一种有效的方案是在宏基站周围部署 helper，其中helper拥有缓存容量且能够缓存内容。当用户请求的内容存储在helper的缓存中， 内容直接从helper传给用户，不会占用回程链路资源，同时减少传输时延，提高用户体验。 如果用户请求的内容不在helper中，则将请求发送给宏基站并从宏基站下载所请求的内容。 基站主动存储是在请求未到达之前将内容存储在helper中，可以减小回传链路的流量，进而 缓解蜂窝系统中的流量负载，改善系统的性能。但目前多数缓存研究都是在内容流行度已知 且不随时间变化的情况下研究缓存性能，在内容流行度随时间变化情况下，性能尚待改进。

发明内容

发明目的：本发明目的在于提供一种基站缓存方法，能够在内容流行度随时间变化情况 下优化缓存内容，提高缓存命中率，缓解回程链路负载，提高用户满意度。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种内容流行度随时间变化下的基站缓存方法，包括如下步骤：

(1)在每个时刻t，对在时刻产生的缓存在helper中的内容，将内容作为多臂 赌博机中的“臂”，采用组合置信区间上界算法估计内容流行度，并按照内容流行度从高到低 缓内容，直到达到设定的各helper缓存容量占比；其中，T_d为设定的新内容流行度计算周期；

(2)每隔设定的时间段T_d，基于缓存在各个helper中的新内容的请求历史，利用隐语义 模型估计每个helper下覆盖用户对新内容的流行度，并按照内容流行度从高到低缓内容。

作为优选，步骤(1)中根据公式估计时刻thelpern中内容流行度内容f的 流行度，其中T_f,n为内容f缓存在helpern的次数，为观测到的内容流行度，更新方式为 为时刻t观测的瞬时请求次数。

作为优选，步骤(2)中，利用隐语义模型估计新内容的流行度，包括如下步骤：

(2.1)将新产生的内容依次存储在helper中，观测helper覆盖用户对新内容的请求频率， 构造不完全流行度矩阵；

(2.2)初始化参数向量p_n和q_f，其中p_n表征用户n对潜在特征的感兴趣程度，q_f表征内容f在特征的权重；

(2.3)采用梯度下降法求解获得参数p_n和q_f直到如下损失函数达到最小：

其中，是已知内容流行度θ_f,n的(f,n)集合，参数λ控制正则化的程度；

(2.4)根据计算出的p_n和q_f，利用式估计helper对某个新内容的流行度。

作为优选，步骤(2.1)中对于第f个新内容，则将内容f缓存在第n＝f％N个helper中， 其中N是所有helper的个数。