[发明专利]一种混合型边缘数据缓存方法

权利要求书

1.一种混合型边缘数据缓存方法，其特征在于，包括终端设备自适应交换标签、终端设备缓存数据以及边缘服务器缓存数据的过程，其中，

终端设备自适应交换标签过程中，终端设备采用分散自适应方式动态的获取自身的行为偏好，并在移动过程中与其他终端设备交换行为偏好标签；

终端设备缓存数据过程中，首先采用集中式方式选择边缘服务器所在基站通信范围内活跃性强、通信链路短且服务能力强的终端设备集合作为数据缓存节点集合，并获取通信区域内的热点数据作为缓存数据，最后根据缓存终端设备节点的行为偏好标签中每类数据占比情况分配终端设备缓存空间的长度，并按照热点数据类别缓存数据；

边缘服务器缓存数据过程中，首先采用集中式方式周期性获取其通信区域内缓存数据终端设备的行为偏好，并采用预测算法分类别预测下一周期不同类数据的访问情况；然后根据预测情况，按照数据类别分配边缘服务器的缓存长度，并根据数据类别和分配的缓存空间大小，分类缓存热点数据。

2.根据权利要求1所述的混合型边缘数据缓存方法，其特征在于：终端设备自适应交换标签过程：终端设备采用分散自适应的方式根据历史数据的访问特征和数据的类别得到自身的行为偏好；并将行为偏好标签化；在终端设备移动时，采用最近最久未使用算法与其他终端设备交换行为偏好标签。

3.根据权利要求1所述的混合型边缘数据缓存方法，其特征在于：终端设备缓存数据的过程：首先，基站根据其通信范围内终端设备行为偏好标签交换的情况得到候选缓存终端设备集合；然后，以候选设备集合为论域，以标签交换频率、通信回程链路、终端设备负载、存储空间、剩余带宽等条件为指标，采用模糊细分法和帕累托分布的2-8原理获取到最佳缓存终端设备集合；同时，选择区域内的热点数据作为缓存数据，并根据缓存终端设备的标签交换情况按照数据类别动态的分配缓存空间，分类别缓存热点数据。

4.根据权利要求1、2或3所述的混合型边缘数据缓存方法，其特征在于：终端设备自适应交换标签的过程包括如下步骤：

S1，Te_i采用分散自适应方式获取自身的数据访问行为偏好：

(1)Te_i在每次请求数据时，用日志动态记录每次访问数据的数据类型；

(2)由于行为偏好的变化与最近访问历史密切相关，取最近k1次的访问记录，统计每类数据在k1出现的频率；

(3)取频率最高的前k2(1≤k2＜K and k2＜length)种类作为Te_i的行为偏好标签Bpl_i，表示为：

Bpl_i＝{K_1，i，K_2，i，...，K_k2，iK_m，i∈K}    (1)

S2，Te_i在移动过程中与邻居终端设备交换标签，交换过程如下：

(1)在初始阶段，Te_i选取自身行为偏好标签填入到自身的行为偏好标签缓冲区；

(2)Te_i在移动过程中，碰到Te_j，则与Te_j的进行行为偏好标签互换；在交换时，若Te_i的行为偏好标签缓冲区未满，则在Te_i的标签缓冲区中记录Te_j的行为偏好标签Bpl_j；否则，将Te_i标签缓冲区中最长时间未遇到的标签用最新遇见的Te_j中的标签进行替换(即采用最近最久未使用算法替换标签)；

(3)当Te_i的标签每发生变化一次，则Cr_i＝Cr_i+1；

涉及到的参数定义如下：

边缘服务器Es：数量为M，表示为Es＝{Es₁，Es₂，...，Es_M}；边缘服务器依附于基站，为简化模型，设每个基站只有一个边缘服务器；

设备Te：设Es_i所在基站通信范围内的设备数量为N，表示为Sdr_i＝{Te₁，Te₂，...，Te_N}；

数据Data：场景内终端设备可请求的数据，数量为L，表示为Data＝{f₁，f₂，...，f_L}；

数据类型Dt：表示数据所属的种类，数量为K，表示为Dt＝{K₁，K₂，...，K_k}；设场景内任意数据都有明确的分类，即给定数据f_i，其必属于某数据类型K_j，表示为f_i∈K_j；

终端设备行为偏好标签缓冲区长度Length：常数，表示终端设备可以存放其他行为偏好标签的数量。

设备Te_i的属性：

单位时间内Te_i接收到其他标签的数量Cr_i；

Te_i与边缘服务器Es_j的回程链路长度d_i，j；

Te_i的负载q_i；

Te_i剩余存储空间Rs_i；

Te_i剩余带宽Rw_i。