[发明专利]雾无线接入网中基于联合最大距离可分码与簇协作的编码缓存方法

说明书

本发明公开了一种雾无线接入网中基于联合最大距离可分码与簇协作的编码缓存方法，包括：(1)以用户为中心形成由多个雾接入点构成的簇满足该簇内用户的请求；(2)根据文件的流行度使用最大距离可分代码设计存储在云端以及每个雾接入点的缓存内容；(3)针对多个用户请求文件相同的情况，采用缓存布置阶段在云端额外存储的编码数据包以及一对簇内的缓存内容来形成两种多播消息；(4)针对多个用户请求不同文件的情况，使用一对簇内的缓存内容来创建多播消息。本发明充分利用了最大距离可分离码的属性，对于相同和不同的文件请求均可以创造可观的多播消息，减小系统的前传负载。

技术领域

本发明涉及一种雾无线接入网中基于联合最大距离可分码与簇协作的编码缓存技术，属于移动通信中的边缘计算技术领域。

背景技术

随着视频消费已成为需求的主流，无线网络的高峰时段带来了繁重的流量，这通常导致网络拥塞和服务质量下降。为了减轻这种情况，雾无线电接入网引起了广泛的关注。雾无线电接入网中的雾接入点靠近用户，并且能够通过使用边缘缓存资源来改善网络拥塞和服务质量。此外，Maddah-Ali等人提出了编码缓存，以通过精心设计缓存内容和内容传递来减少网络拥塞。最大距离可分码作为一种线性码，其冗余与可靠度的折中使得其在编码缓存领域的应用得到了广泛的关注。在使用最大距离可分码的编码缓存方案中，研究者仅仅需要考虑编码数据包的数目而无需考虑编码数据包的种类。同时，随着5G的发展，越来越多的雾接入点分布在边缘，这很适合形成以用户为中心的服务场景。

但是传统的基于最大距离可分码以及簇协作的编码缓存方法更多的集中于设计缓存的布置阶段，而在传输的阶段没有考虑多播消息的创建。现有的可以产生多播消息仅仅适用于多个用户请求同一个文件的场景。而当用户的请求不同时，将由云服务器直接满足用户的请求，这势必会增加前传负载，造成不好的用户体验。为了充分利用最大距离可分离码的属性，应精心设计每个雾接入点的缓存内容。并利用这些缓存内容根据用户的请求在传输阶段尽可能的创造多播消息以降低前传负载。因此，需要设计一种适用于多种用户请求并在传输阶段可以创造多播消息的雾无线接入网编码缓存技术。

发明内容

本发明的目：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种雾无线接入网中基于联合最大距离可分码与簇协作的编码缓存方法，为用户请求相同文件以及不同文件均可创造可观的多播消息，减小系统的前传负载。

技术方案：一种雾无线接入网中基于联合最大距离可分码与簇协作的编码缓存方法，包括以下步骤：

S000：以系统服务用户为中心，将个雾接入点按照距离划分为个簇，其中U≤C，每个簇C_u由S个雾接入点构成，簇C_u服务用户u；

S100：按照文件的流行度，在个文件中选择最流行的N^t个文件，将这N^t个文件中的每个文件均等分为L个文件片段，采用(K+l,L)最大距离可分码将L个文件片段编码为大小相同的K+l个编码数据包W_n,1,W_n,2,...,W_n,K+l，其中，W_n,i是文件W_n的第i个编码数据包，n是文件的索引；对于雾接入点k∈{1,2,...,k,...,K}，其缓存内容对应于N^t个文件的第k个编码数据包，云服务器缓存所有的文件以及N^t个文件的额外的l个编码数据包；

S200：将用户的请求划分为一致请求和非一致请求，将用户划分为一致请求的用户的集合和非一致请求的用户的集合其中表示请求文件W_n的用户的集合；表示其用户请求W_n的服务集群的集合，将服务于用户的簇划分为服务于一致请求的用户的簇的合集和服务于非一致请求的用户的簇的集合