一种基于蜂窝网络的内容分发方法技术

本申请公开了一种基于蜂窝网络的内容分发方法，该内容分发方法具体为：将待分发的内容分割或组合成多个大小相同的内容块；根据本地流行度确定内容块的拍卖顺序；确定内容块的最佳缓存部署；确定当前拍卖内容块的定价；检查拍卖进度，确定是否存在剩余缓存空间；若无剩余缓存空间，则基站和赢家用户传输内容块，完成内容块的分发与共享。本发明专利技术达到了对多个待缓存内容块的连续拍卖，有效减小基站负载以及用户获取内容块的通信时延，提升移动用户服务体验的技术效果。

A content distribution method based on cellular network

This application discloses a content distribution method based on cellular network. The content distribution method is as follows: dividing or combining the content to be distributed into several content blocks of the same size; determining the auction order of content blocks according to local popularity; determining the optimal cache deployment of content blocks; and determining the determination of the current auction content blocks. Price; Check the auction progress to determine whether there is residual buffer space; if there is no residual buffer space, base station and winner users transmit content blocks to complete the distribution and sharing of content blocks. The invention achieves the continuous auction of a plurality of content blocks to be cached, effectively reduces the load of base station and the communication delay of user acquiring content blocks, and improves the technical effect of mobile user service experience.

【技术实现步骤摘要】
一种基于蜂窝网络的内容分发方法
本专利技术涉及无线通讯
，尤其涉及一种基于蜂窝网络的内容分发方法。
技术介绍
随着移动互联网络的发展以及智能终端的普及，产生了越来越多的移动数据服务需求，这导致蜂窝网中保证移动用户服务体验的内容分发压力增大。由于移动互联网络上的大部分下载流量都由高流行度内容分发引起，即大部分用户下载相似的多媒体内容，这种特点使基于小型化基站和用户终端的内容边缘缓存技术有了用武之地。内容边缘缓存技术，即将用户终端的智能设备作为缓存节点存储内容的副本，可以有效缓解蜂窝网在高峰时段的负载压力，减小用户获取内容的平均时延提升用户服务体验。D2D通信技术，又可以被称为临近服务(ProximityService,ProSe)，是一种点到点的无线通信技术，通过在蜂窝通信系统的控制下利用蜂窝内无线频带资源，实现在临近的一定范围内的LTE终端之间不通过基站直接进行通信。将边缘缓存技术与D2D通信结合，直接在用户终端之间对已缓存的内容进行分享，可以进一步提升蜂窝网络中的内容分发性能，在增加蜂窝网络容量的同时节省带宽资源，减小基站的回程链路开销与内容获取时延。但是，已有研究结合D2D通信与内容边缘缓存技术进行内容分发，主要基于用户兴趣或用户终端的信道条件等进行缓存部署优化。已有基于D2D缓存的内容分发方法存在以下不足：D2D缓存没有考虑用户兴趣：焦点在于D2D缓存技术，在设计内容缓存部署时并未对不同内容对于不同用户的流行度进行考量。D2D缓存没有考虑用户自私性：已有研究通过引入合作缓存的方法来提高内容分发性能，然而这种合作缓存的方式往往忽略了用户节点的自私性。这些研究通常假设用户终端都愿意为帮助其他节点缓存，却没有考虑用户的自私性，缺少相应的鼓励用户终端进行内容缓存的激励机制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于蜂窝网络的内容分发方法，以达到对多个待缓存内容块的连续拍卖，有效减小基站负载以及用户获取内容块的通信时延，提升移动用户服务体验的技术效果。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于蜂窝网络的内容分发方法，该内容分发方法具体为：将待分发的的内容分割或组合成多个大小相同的内容块；根据本地流行度确定内容块的拍卖顺序；确定内容块的最佳缓存部署；确定当前拍卖内容块的定价；检查拍卖进度，确定是否存在剩余缓存空间；若无剩余缓存空间，则基站和赢家用户传输内容块，完成内容块的分发与共享。优选的，确定内容块的拍卖顺序的具体方法为：计算每个待缓存的内容块的本地流行度，计算公式为：其中，Fm表示内容块m的本地流行度；表示用户终端n对拍卖内容块m的偏好程度，要求同时满足条件以及M表示待缓存的内容块的总数；N表示参与拍卖的用户终端数；m为区分不同的内容块的代称；n为区分不同的用户终端的代称；计算出每个待缓存的内容块的本地流行度后，将内容块按照本地流行度从高到低排列。优选的，优先拍卖本地流行度高的内容块。优选的，确定内容块的最佳缓存部署的具体方法为：计算用户终端的D2D收益；确定用户终端之间的D2D关系；根据内容块的拍卖顺序、用户终端的D2D收益和用户终端之间的D2D关系求解最大缓存收益的最优化问题，确定最佳缓存部署。优选的，确定用户终端之间的D2D关系的方法具体为：用关系矩阵C表示用户终端之间的D2D通讯关系，D2D通讯关系与用户终端历史记录中上一次高峰时段的位置关系有关，当用户终端n与用户终端n'在D2D通信范围内，即D2D接收用户终端的接收信号功率大于规定门限K时，要求K>RSRP，Cnn'＝1，用户终端n与用户终端n'不可对同一内容块进行缓存，缓存情况表示如下：ifCnn'＝1，其中，代表对用户终端n对内容块i的缓存情况，代表对用户终端n'对内容块i的缓存情况，或者代表成功缓存。优选的，求解最大缓存收益的最优化问题的具体方法为：其中，υ(C,v)为最大缓存收益的最优化问题；n'为用户终端n'；n为用户终端n，T为转置。优选的，确定当前拍卖内容块的定价的方法具体为：在所有用户终端中对最大化缓存收益的最优化问题进行求解，得出截至拍卖的第i个内容块之前所有内容块的赢家集合将赢家集合移出买方集合，在剩下的输家集合L＝{1,2,...,N}\Ω中再次对第i个内容块进行拍卖，计算第i次拍卖时内容块i的赢家集合Wi需要支付给基站的总价格在确定后，需要确定赢家集合中每一个用户终端需要支付的费用，式子如下：其中，为赢家用户终端n对内容块i的最终支付价格；为内容块i对用户终端n的实际缓存价值；Wi内容块i的赢家集合；令进行KKT条件求解，得出用户终端n需要对内容块i支付的价格。优选的，完成内容块共享与分发具体为：当用户终端对特定的内容块产生需求时，首先检查自身缓存空间中是否有该内容块；如果没有则向其D2D通信范围内的用户终端请求该内容块；如果请求失败，向基站请求该内容块。优选的，根据拍卖顺序，上一个内容块完成拍卖后才能进行下一个内容块的最佳缓存部署的确定本专利技术的有益效果是：达到对多个待缓存内容块的连续拍卖，有效减小基站负载以及用户获取内容块的通信时延，提升移动用户服务体验的技术效果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为缓存内容块的拍卖流程图；图2为一种实施例的用户终端间的D2D关系分布说明。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据图1所示，本专利技术提供一种基于蜂窝网络的内容分发方法，内容分发方法具体为：S110：确定内容块的拍卖顺序。具体的，假设一个基站覆盖的蜂窝小区内随机分布着多个用户终端，基站将不同大小的内容分割或组合成多个大小相同的内容块，每个内容块的大小为s，每个用户终端只能缓存一个内容块，如果用户终端具备多个内容块大小s的缓存空间，则将一个具有多个单位缓存空间的用户终端等价为多个具有一个内容块大小s的用户终端。第三方代理根据不同用户终端对不同内容块的偏好程度的统计信息，预测每个待缓存的内容块的本地流行度，并根据每个内容块的本地流行度高低确定拍卖顺序。具体的，首先计算每个待缓存的内容块的本地流行度，计算公式为：其中，Fm表示内容块m的本地流行度；表示用户终端n对拍卖内容块m的偏好程度，要求同时满足条件以及可以通过大数据等网络统计用户的社交浏览信息等得出；M表示待缓存的内容块的总数；N表示参与拍卖的用户终端数；m为区分不同的内容块的代称，也可以为a、b、c等；n为区分不同的用户终端的代称，也可以为a、b、c等。计算出每个待缓存的内容块的本地流行度后，将内容块按照本地流行度从高到低排列，本地流行度最高的内容块记为内容块1，本地流行度第二高的内容块记为内容块2，本地流行度第三高的内容块记为内容块3，以此类推，本地流行度从高到低排到第i个内容块记为内容块i，其中，1≤i≤M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于蜂窝网络的内容分发方法，其特征在于，内容分发方法具体为：将待分发的的内容分割或组合成多个大小相同的内容块；根据本地流行度确定所述内容块的拍卖顺序；确定所述内容块的最佳缓存部署；确定当前拍卖内容块的定价；检查拍卖进度，确定是否存在剩余缓存空间；若无剩余缓存空间，则基站和赢家用户传输内容块，完成内容块的分发与共享。

【技术特征摘要】
1.一种基于蜂窝网络的内容分发方法，其特征在于，内容分发方法具体为：将待分发的的内容分割或组合成多个大小相同的内容块；根据本地流行度确定所述内容块的拍卖顺序；确定所述内容块的最佳缓存部署；确定当前拍卖内容块的定价；检查拍卖进度，确定是否存在剩余缓存空间；若无剩余缓存空间，则基站和赢家用户传输内容块，完成内容块的分发与共享。2.根据权利要求1所述的基于蜂窝网络的内容分发方法，其特征在于，确定内容块的拍卖顺序的具体方法为：计算每个待缓存的内容块的本地流行度，计算公式为：其中，Fm表示内容块m的本地流行度；表示用户终端n对拍卖内容块m的偏好程度，要求同时满足条件以及M表示待缓存的内容块的总数；N表示参与拍卖的用户终端数；m为区分不同的内容块的代称；n为区分不同的用户终端的代称；计算出每个待缓存的内容块的本地流行度后，将内容块按照本地流行度从高到低排列。3.根据权利要求2所述的基于蜂窝网络的内容分发方法，其特征在于，优先拍卖本地流行度高的内容块。4.根据权利要求1所述的基于蜂窝网络的内容分发方法，其特征在于，确定内容块的最佳缓存部署的具体方法为：计算用户终端的D2D收益；确定用户终端之间的D2D关系；根据内容块的拍卖顺序、用户终端的D2D收益和用户终端之间的D2D关系求解最大缓存收益的最优化问题，确定最佳缓存部署。5.根据权利要求4所述的基于蜂窝网络的内容分发方法，其特征在于，确定用户终端之间的D2D关系的方法具体为：用关系矩阵C表示用户终端之间的D2D通讯关系，所述D2D通讯关系与用户终端历史记录中上一次高峰时段的位置关系有关，当用户终端n与用户终端n'在D2D通信范围内，即D2D接收用户终端的接收信号功率大于规定门限K时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天魁，方鑫源，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11