列表L 1不為空，則返回執(zhí)行步驟4. 5. 2)。
[0074] 4.6)從列表List (Iii1)中刪除與集合Bnil對應(yīng)的節(jié)點以及集合Bnil在圖G 2中的鄰居 節(jié)點；此時，若列表List (Iii1)為空，從列表List (M)中刪除內(nèi)容叫對應(yīng)的項，返回步驟4. 4); 若列表List (Iii1)不為空，則更新內(nèi)容Iii1當(dāng)前的最大聚合用戶請求，重新排列列表List (M)， 返回步驟4. 4)。
[0075] S5移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存系統(tǒng)周期性執(zhí)行步驟Sl至步驟S4重新分配基站緩存空間來 應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)情景信息的更新。
[0076] 以下將進一步通過仿真實驗說明本發(fā)明的性能。
[0077] 對本發(fā)明方案的仿真平臺包括1200個基站，并通過改變每個基站服務(wù)的用戶數(shù) 目以及每個基站的協(xié)作基站數(shù)目，來觀察本方案下基站緩存系統(tǒng)的性能。
[0078] 如圖4所示，可以看出與無基站協(xié)作存儲的Least Frequently Used(LFU)緩存內(nèi) 容分配策略相比，本方案的緩存命中率有較大的提高。隨著基站的協(xié)作基站數(shù)目的增加，緩 存命中率亦增加，說明本發(fā)明的緩存內(nèi)容分配方法對于提升緩存系統(tǒng)的命中率是有效的。
[0079] 如圖5所示，可以看出與無基站協(xié)作存儲的LFU緩存內(nèi)容分配策略相比，本方案下 用戶請求內(nèi)容的響應(yīng)延時大幅度降低。隨著基站的協(xié)作基站數(shù)目的增加，響應(yīng)延時持續(xù)降 低。結(jié)果說明，從相鄰基站緩存獲取內(nèi)容比從單基站緩存以及外網(wǎng)獲取內(nèi)容延時更低，說明 本發(fā)明方案有效的降低了內(nèi)容相應(yīng)的延時。
[0080] 如圖6所示，對于不同的基站服務(wù)用戶數(shù)目，當(dāng)用戶數(shù)目為50時，內(nèi)容請求相對較 少，協(xié)作式基站緩存的命中率可以在協(xié)作基站數(shù)目在4個以上時達到百分之九十以上。隨 著用戶數(shù)目的增加，內(nèi)容請求亦增加，則基站緩存的命中率有所下降。本仿真測試了在不同 用戶請求狀況下本發(fā)明方案的性能。
[0081] 對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可以根據(jù)以上的技術(shù)方案和構(gòu)思，作出各種相應(yīng)的 改變和變形，而所有的這些改變和變形都應(yīng)該包括在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 基于相近緩存協(xié)作的移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存內(nèi)容放置方法，包含移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存系 統(tǒng)，所述移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存系統(tǒng)主要由移動網(wǎng)絡(luò)基站、設(shè)置在移動網(wǎng)絡(luò)基站中作為存儲設(shè) 備的基站緩存W及用戶用于請求內(nèi)容的用戶設(shè)備組成；其特征在于，所述方法包括如下步 驟： S1通過統(tǒng)計基站間的傳輸性能參數(shù)，確定每一個基站緩存的協(xié)作基站集，劃定基站緩 存的協(xié)作區(qū)域； S2通過基站緩存間的協(xié)作關(guān)系W及移動網(wǎng)絡(luò)拓撲圖確定表征移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存系統(tǒng) 的模型圖G，圖G中每一個基站用一個頂點表示，當(dāng)兩個基站間存在協(xié)作關(guān)系時用一條邊連 接兩頂點； S3統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)情景信息，包括用戶對內(nèi)容請求的概率W及用戶接入每個基站的概率； S4基于劃定的基站協(xié)作區(qū)域、給定的系統(tǒng)模型表征圖GW及網(wǎng)絡(luò)情景信息數(shù)據(jù)來分配 緩存內(nèi)容； S5周期性執(zhí)行步驟S1至步驟S4重新分配基站緩存空間W應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)情景信息的更新。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相近緩存協(xié)作的移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存內(nèi)容放置方法，其特 征在于，步驟S1中，所述傳輸性能參數(shù)包括基站間的傳輸延時，而劃定基站緩存的協(xié)作區(qū) 域的具體方法如下： 當(dāng)兩個基站間的傳輸延時小于給定的口限值時兩個基站互為協(xié)作基站，通過上述標(biāo) 準(zhǔn)，每一個基站劃定一個協(xié)作基站集合，并且與協(xié)作集合中的基站進行內(nèi)容協(xié)作存儲應(yīng)答。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相近緩存協(xié)作的移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存內(nèi)容放置方法，其特 征在于，步驟S3的具體方法如下： 3. 1)根據(jù)用戶的歷史觀看記錄計算判斷用戶對某個內(nèi)容請求的概率； 3. 2)使用離散時間馬爾科夫鏈對用戶在基站間切換進行建模，從而由用戶的歷史移動 數(shù)據(jù)得到用戶接入基站的概率。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相近緩存協(xié)作的移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存內(nèi)容放置方法，其特 征在于，步驟S4具體包括： 4. 1)由步驟S2中得到的系統(tǒng)模型表征圖G生成用于算法計算的圖g2; 4. 2)對每一個基站，計算基站聚合用戶請求，即該基站的聚合用戶請求參數(shù)，用W表示 該基站W(wǎng)及其所有協(xié)作基站的用戶對某個內(nèi)容的請求程度，用djff表示，其中η表示基站， nii(i= 1，2, . . .，Μ)表示請求內(nèi)容，Μ表示內(nèi)容的總數(shù)量； 4.3)對每一個內(nèi)容mi，其所有基站緩存中聚合用戶請求最高的值用(f表示，對所有 內(nèi)容心按照cP心降序排列得到列表List(M);對每一個內(nèi)容心按照djfg降序排列得到Μ個 列表List(n〇 ; 4.4)首先，判斷列表List(Μ)是否為空，若為空則緩存空間分配結(jié)束，執(zhí)行步驟S5,否 則繼續(xù)執(zhí)行如下判斷： 判斷每個基站緩存是否還有未分配的存儲空間，若沒有則緩存空間分配結(jié)束，執(zhí)行步 驟S5,否則繼續(xù)步驟4.5); 4. 5)在當(dāng)前排在列表List(Μ)第一位的內(nèi)容mi對應(yīng)的列表List(mi)中，選取聚合用 戶請求大于一給定值V的所有節(jié)點并放入集合Ami中；在對應(yīng)的圖G2中，求取集合A中有 緩存空間的最大權(quán)重獨立節(jié)點集Bmi，則集合Bmi中對應(yīng)節(jié)點的基站緩存存儲內(nèi)容m1，并且更 新其緩存空間容量； 4.6)從當(dāng)前排在列表List (M)第一位的內(nèi)容mi對應(yīng)的列表List (mi)中刪除與集合Bm擁應(yīng)的節(jié)點化及集合Bm巧圖G2中的鄰居節(jié)點；此時，若該列表List(mi)為空，則從列表 List (M)中刪除內(nèi)容nil對應(yīng)的項，返回步驟4.4);若列表List (mi)不為空，則更新內(nèi)容nil 當(dāng)前的最大聚合用戶請求，重新排列列表List (Μ)，返回步驟4. 4)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于相近緩存協(xié)作的移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存內(nèi)容放置方法，其特 征在于，步驟4. 1)的具體方法如下： 圖G與圖g2的節(jié)點集合相同，當(dāng)在圖G中，兩節(jié)點UV之間存在一條邊，或存在一節(jié)點W，使得UW之間存在一條邊且WV之間存在一條邊，則在圖G2中，兩節(jié)點UV之間存在一條邊。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于相近緩存協(xié)作的移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存內(nèi)容放置方法，其特 征在于，步驟4. 2)中的聚合用戶請求參數(shù)由下式計算得到：其中U表示某一用戶，η'表示位于基站η的協(xié)作集合N(n)中的基站；]5《>表示用戶U 接入基站η'的概率；嗦示用戶U請求內(nèi)容的概率。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于相近緩存協(xié)作的移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存內(nèi)容放置方法，其特 征在于，步驟4. 5)中的給定值V通過下式進行計算：其中，cfw為當(dāng)前在列表List (M)中位于第二位的內(nèi)容mi所對應(yīng)的最大聚合用戶請求 值，α為可調(diào)節(jié)參數(shù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于相近緩存協(xié)作的移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存內(nèi)容放置方法，其特 征在于，步驟4. 5)中，求取集合Ami中有緩存空間的最大權(quán)重獨立節(jié)點集Β的具體方法如 下： 4.5. 1)對于給定的節(jié)點集合Ami，將其中的節(jié)點按照節(jié)點權(quán)重由高到低排列形成列表Li，節(jié)點權(quán)重為節(jié)點對應(yīng)基站的聚合用戶請求值； 4. 5. 2)將列表L沖權(quán)重最高值對應(yīng)節(jié)點選入集合L2;將此節(jié)點W及此節(jié)點在圖G2中 的鄰居節(jié)點從列表Li中刪除； 4. 5. 3)若列表Li為空，則步驟結(jié)束，集合L2對應(yīng)選中的最大權(quán)重獨立節(jié)點集Bmi;若列 表Li不為空，則返回執(zhí)行步驟4. 5. 2)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于相近緩存協(xié)作的移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存內(nèi)容放置方法，具體步驟為：確定每個基站的協(xié)作基站集合；構(gòu)建系統(tǒng)模型圖G；統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)情景信息；基于系統(tǒng)模型圖與網(wǎng)絡(luò)情景信息對基站緩存空間分配；周期性執(zhí)行前四個步驟對基站緩存空間進行分配。本發(fā)明主要解決在移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存系統(tǒng)中基于相近緩存協(xié)作條件下對緩存中存儲內(nèi)容的分配問題，明顯的提升了基站緩存系統(tǒng)的內(nèi)容命中率，降低了用戶請求內(nèi)容的響應(yīng)延時，提升了移動網(wǎng)絡(luò)基站緩存系統(tǒng)的性能。
【IPC分類】H04L29/08
【公開號】CN105245592
【申請?zhí)枴緾N201510631981
【發(fā)明人】劉佳宜, 楊清海
【申請人】西安電子科技大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月29日