[发明专利]一种适用于动态传播环境的边缘网络资源部署方法

权利要求书

1.一种适用于动态传播环境的边缘网络资源部署方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、基站覆盖范围内的用户被划分为易感态、接触态、感染态和恢复态四个状态，构建基于SEIR传播动力学的边缘网络内容传播模型；

S2、基站收集每个内容的请求状态信息，请求状态信息包括三个部分：未请求该内容的用户数量，即易感态用户数量；正在发出请求的用户数量，即接触态用户数量；已经发出请求，并收到相应内容的用户数量，即感染态用户与恢复态用户数量之和；通过分析网络资源部署和内容流行度的相互影响，构建边缘网络资源部署和内容流行度的动态关系；

S3、基于构建的传播动力学模型，在动态传播环境下，以最大化用户需求满足率为优化目标，设计基站链路资源分配方案，得到优化的边缘网络资源部署策略；用户需求满足率定义为时间T内发出请求的用户中接收到请求内容的比例。

2.根据权利要求1所述的适用于动态传播环境的边缘网络资源部署方法，其特征在于，步骤S1中基于SEIR传播动力学的边缘网络内容传播模型被构建为：

其中，S_f(P,A,t)代表t时刻易感态用户的数量，E_f(P,A,t)代表t时刻接触态用户的数量，I_f(P,A,t)代表t时刻感染态用户的数量，R_f(P,A,t)代表t时刻恢复态用户的数量，S_f(P,A,t)+E_f(P,A,t)+I_f(P,A,t)+R_f(P,A,t)＝N，N为边缘网络基站的用户数，网络中内容的数量是F，每个内容的大小是c_f比特，基站可以缓存的内容数量是C；基站的缓存部署策略为P，P＝{p₁,p₂,...,p_F}，p_f＝1代表内容f被基站缓存，p_f＝0代表基站没有缓存内容f；基站的链路分配策略为A，A＝{a₁,a₂,...,a_F}，a_f代表基站分配给内容f的链路资源比例；β_f表示易感态用户接触到感染态I类用户时，被吸引并且对内容f产生兴趣的概率，μ_f表示用户在获取内容之后可能会对该内容丧失兴趣，从感染态转移为恢复态的概率，D_f表示单位时间内收到请求内容的用户数量。

3.根据权利要求2所述的适用于动态传播环境的边缘网络资源部署方法，其特征在于，步骤S2中请求状态信息表示为状态信息i表示为

4.根据权利要求2所述的适用于动态传播环境的边缘网络资源部署方法，其特征在于，概率β_f和μ_f通过收集历史数据，利用最小二乘法得到，具体过程为：

建立如下方程组：

Qe＝B

利用最小二乘法得到β_f和μ_f的近似值：

e＝(Q^TQ)^-1Q^TB

其中，

e＝(β_f,μ_f)

5.根据权利要求2所述的适用于动态传播环境的边缘网络资源部署方法，其特征在于，单位时间内收到请求内容的用户数量D_f表示为：

其中，表示单位时间D2D通信服务的用户数量，表示单位时间基站服务的用户数量，表示为：

其中，R_d表示基站总下行速率，υ表示基站回程链路速率。