一种用于边缘网络系统的资源分配方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本公开实施例公开了一种用于边缘网络系统的资源分配方法、装置及电子设备，所述方法包括获取缓存方案，所述缓存方案包括每个片段在所述第一基站的缓存情况，基于所述缓存方案，确定传输时延集合，所述传输时延集合包括每个终端设备获取每个片段时的传输时延，基于所述缓存方案和所述传输时延集合，确定推荐方案，以使综合时延最小，其中，所述推荐方案包括对于每个终端设备的推荐内容，所述推荐内容包括所述F个视频文件中的至少一个，所述综合时延为所述U个终端设备的时延期望值之和，基于所述传输时延集合和所述推荐方案，确定所述缓存方案的更新方案，以使综合时延最小。该技术方案能够减轻通信链路的传输压力。

A Resource Allocation Method, Device and Electronic Equipment for Edge Network System

【技术实现步骤摘要】
一种用于边缘网络系统的资源分配方法、装置及电子设备
本公开涉及移动通信
，具体涉及一种用于边缘网络系统的资源分配方法、装置及电子设备。
技术介绍
随着移动互联网技术的飞速发展，以虚拟现实、增强现实、超高清视频等为代表的新型多媒体业务开始不断涌现，视频流量呈现出指数增长的趋势。由于视频播放具有突发性和高带宽的特点，视频文件的传输给基站和通信链路带来了沉重的压力。相关数据表明，仅仅10％的视频贡献了80％左右的视频请求。因此，当前很大一部分的数据流量是因为相同内容的重复传输引起的。为了缓解通信链路的传输压力，现有技术中通常通过移动边缘缓存技术在无线接入网中部署存储资源，将热门视频文件提前缓存在边缘缓存节点中，以减少视频文件的重复传输，例如，将热门视频文件提前缓存在本地基站中。然而，与互联网中庞大的视频文件数量相比，边缘缓存节点的存储能力是有限的，这意味着只有很少的一部分视频文件能够缓存在边缘缓存节点中。
技术实现思路
为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种用于边缘网络系统的资源分配方法、装置及电子设备。第一方面，本公开实施例提供了一种用于边缘网络系统的资源分配方法，所述边缘网络系统包括：服务器、第一基站、U个终端设备和F个视频文件，其中，U和F均为正整数，所述U个终端设备通过所述第一基站连接于所述服务器，每个视频文件包括多个片段，所述片段缓存于所述服务器和/或所述第一基站中。具体地，所述资源分配方法包括：获取缓存方案，所述缓存方案包括每个片段在所述第一基站的缓存情况；基于所述缓存方案，确定传输时延集合，所述传输时延集合包括每个终端设备获取每个片段时的传输时延；基于所述缓存方案和所述传输时延集合，确定推荐方案，以使综合时延最小，其中，所述推荐方案包括对于每个终端设备的推荐内容，所述推荐内容包括所述F个视频文件中的至少一个，所述综合时延为所述U个终端设备的时延期望值之和；基于所述传输时延集合和所述推荐方案，确定所述缓存方案的更新方案，以使综合时延最小。可选地，当终端设备u通过所述第一基站连接于所述服务器时，所述传输时延集合包括所述终端设备u获取片段s时的传输时延，其中，所述终端设备u为所述U个终端设备中的任意一个，所述片段s为视频文件f所包括的多个片段中的任意一个，所述视频文件f为所述F个视频文件中的任意一个；其中，确定所述终端设备u获取片段s时的传输时延，包括：获取所述第一基站与所述终端设备u之间的传输速率Vu、终端设备u对应的回程链路带宽所述片段s的片段大小μ以及所述片段s在所述第一基站的缓存情况cf,s；根据所述传输速率Vu，以及片段大小μ，确定所述终端设备u与片段s所对应的空口时延T′u,f,s：根据所述回程链路带宽以及片段大小μ，确定所述终端设备u与片段s所对应的回程链路时延T″u,f,s：根据所述缓存情况cf,s、空口时延T′u,f,s以及回程链路时延T″u,f,s，确定所述终端设备u与片段s所对应的传输时延Tu,f,s(cf,s)：可选地，所述边缘网络系统还包括K个第二基站，其中，K为正整数，所述获取所述第一基站与所述终端设备u之间的传输速率Vu，包括：获取所述第一基站的发射功率e0和信道增益所述K个第二基站的发射功率{e1,…,eK}和信道增益值以及所述第一基站与所述终端设备u之间的信道带宽BW；根据所述K个第二基站的发射功率{e1,…,eK}和信道增益确定小区间干扰信号的干扰功率Iu：根据所述信道带宽BW、第一基站的发射功率e0和信道增益以及干扰功率Iu，确定所述传输速率Vu：其中，σ2表示加性高斯白噪声功率。可选地，每个视频文件包括S个片段，其中，S为大于等于2的正整数，所述基于所述缓存方案和所述传输时延集合，确定推荐方案包括：确定所述推荐方案R＝{ru,f|u∈[1,U],f∈[1,F]}与所述播放概率集合P＝{pu,f,s|u∈[1,U],f∈[1,F],s∈[1,S]}之间的第一关系P(R)，其中，所述播放概率集合包括终端设备u对视频文件f中的片段s的播放概率pu,f,s；基于所述传输时延集合T＝{Tu,f,s|u∈[1,U],f∈[1,F],s∈[1,S]}以及所述第一关系P(R)，确定第一综合时延函数Y1(R)：基于所述第一目标函数Y1(R)，确定所述推荐方案R，以使所述第一综合时延函数Y1(R)的值最小。可选地，所述基于所述缓存方案和所述传输时延集合，确定推荐方案，包括在第一约束条件下，基于所述缓存方案和所述传输时延集合，确定推荐方案，其中，所述第一约束条件包括以下条件中的至少一个；向每个终端设备推荐的视频文件的数量相同；当终端设备u对视频文件f的主动观看概率小于推荐阈值时，不向所述终端设备u推荐所述视频文件f。可选地，所述基于所述传输时延集合和所述推荐方案，确定所述缓存方案的更新方案，包括：基于所述推荐方案R＝{ru,f|u∈[1,U],f∈[1,F]}和所述播放关系P(R)，确定所述播放概率集合P＝{pu,f,s|u∈[1,U],f∈[1,F],s∈[1,S]}；确定所述缓存方案C的更新方案C′＝{c′f,s|f∈[1,F],s∈[1,S]}与所述传输时延集合T＝{Tu,f,s|u∈[1,U],f∈[1,F],s∈[1,S]}之间的第二关系T(C′)；基于所述第二关系T(C′)和所述播放概率集合P，确定第二综合时延函数Y2(C′)：基于所述第二综合时延函数Y2(C′)，确定所述更新方案C′，以使所述第二综合时延函数Y2(C′)的值最小。可选地，所述基于所述传输时延集合和所述推荐方案，确定所述缓存方案的更新方案，包括在第二约束条件下，基于所述传输时延集合和所述推荐方案，确定所述缓存方案的更新方案，其中，所述第二约束条件包括：缓存于所述第一基站的所有片段的片段大小之和小于等于缓存阈值。可选地，所述确定所述推荐方案与所述播放概率集合之间的第一关系，包括：确定每个终端设备和每个视频文件之间的第一请求概率D′，其中，所述第一请求概率包括向终端设备u推荐视频文件f，且终端设备u请求播放视频文件f的概率；确定每个终端设备和每个视频文件之间的第二请求概率D″，其中，所述第二请求概率包括不向终端设备u推荐视频文件f，且终端设备u请求播放视频文件f的概率；确定每个片段在所对应的视频文件中的观看比例；根据所述第一请求概率D′＝{d′u,f|u∈[1,U],f∈[1,F]}、第二请求概率D″＝{d″u,f|u∈[1,U],f∈[1,F]}和观看比例Z＝{zs,f|s∈[1,S],f∈[1,F]}，确定所述推荐方案R＝{ru,f|u∈[1,U],f∈[1,F]}与播放概率集合P＝{pu,f,s|u∈[1,U],f∈[1,F],s∈[1,S]}之间的第一关系P(R)＝{pu,f,s(ru,f)|u∈[1,U],f∈[1,F],s∈[1,S]}：pu,f,s(ru,f)＝(ru,f·d′u,f+(1-ru,f)d″u,f)·zs,f。第二方面，本公开实施例提供了一种用于边缘网络系统的资源分配的装置，所述边缘网络系统包括：服务器、第一基站、U个终端设备和F个视频文件，其中，U和F均为正整数，所述U个终端设备通过所述第一基站连接于所述服务器，每个视频文件包括多个片段，所述片段缓存于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于边缘网络系统的资源分配方法，所述边缘网络系统包括：服务器、第一基站、U个终端设备和F个视频文件，其中，U和F均为正整数，所述U个终端设备通过所述第一基站连接于所述服务器，每个视频文件包括多个片段，所述片段缓存于所述服务器和/或所述第一基站中，其特征在于，所述方法包括：获取缓存方案，所述缓存方案包括每个片段在所述第一基站的缓存情况；基于所述缓存方案，确定传输时延集合，所述传输时延集合包括每个终端设备获取每个片段时的传输时延；基于所述缓存方案和所述传输时延集合，确定推荐方案，以使综合时延最小，其中，所述推荐方案包括对于每个终端设备的推荐内容，所述推荐内容包括所述F个视频文件中的至少一个，所述综合时延为所述U个终端设备的时延期望值之和；基于所述传输时延集合和所述推荐方案，确定所述缓存方案的更新方案，以使综合时延最小。

【技术特征摘要】
1.一种用于边缘网络系统的资源分配方法，所述边缘网络系统包括：服务器、第一基站、U个终端设备和F个视频文件，其中，U和F均为正整数，所述U个终端设备通过所述第一基站连接于所述服务器，每个视频文件包括多个片段，所述片段缓存于所述服务器和/或所述第一基站中，其特征在于，所述方法包括：获取缓存方案，所述缓存方案包括每个片段在所述第一基站的缓存情况；基于所述缓存方案，确定传输时延集合，所述传输时延集合包括每个终端设备获取每个片段时的传输时延；基于所述缓存方案和所述传输时延集合，确定推荐方案，以使综合时延最小，其中，所述推荐方案包括对于每个终端设备的推荐内容，所述推荐内容包括所述F个视频文件中的至少一个，所述综合时延为所述U个终端设备的时延期望值之和；基于所述传输时延集合和所述推荐方案，确定所述缓存方案的更新方案，以使综合时延最小。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当终端设备u通过所述第一基站连接于所述服务器时，所述传输时延集合包括所述终端设备u获取片段s时的传输时延，其中，所述终端设备u为所述U个终端设备中的任意一个，所述片段s为视频文件f所包括的多个片段中的任意一个，所述视频文件f为所述F个视频文件中的任意一个；其中，确定所述终端设备u获取片段s时的传输时延，包括：获取所述第一基站与所述终端设备u之间的传输速率Vu、终端设备u对应的回程链路带宽所述片段s的片段大小μ以及所述片段s在所述第一基站的缓存情况cf,s；根据所述传输速率Vu，以及片段大小μ，确定所述终端设备u与片段s所对应的空口时延T′u,f,s：根据所述回程链路带宽以及片段大小μ，确定所述终端设备u与片段s所对应的回程链路时延T″u，f,s：根据所述缓存情况cf,s、空口时延T′u,f,s以及回程链路时延T″u,f,s，确定所述终端设备u与片段s所对应的传输时延Tu,f,s(cf,s)：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述边缘网络系统还包括K个第二基站，其中，K为正整数，所述获取所述第一基站与所述终端设备u之间的传输速率Vu，包括：获取所述第一基站的发射功率e0和信道增益所述K个第二基站的发射功率{e1,…,eK}和信道增益值以及所述第一基站与所述终端设备u之间的信道带宽BW；根据所述K个第二基站的发射功率{e1,…,eK}和信道增益确定小区间干扰信号的干扰功率Iu：根据所述信道带宽BW、第一基站的发射功率e0和信道增益以及干扰功率Iu，确定所述传输速率Vu：其中，σ2表示加性高斯白噪声功率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个视频文件包括S个片段，其中，S为大于等于2的正整数，所述基于所述缓存方案和所述传输时延集合，确定推荐方案包括：确定所述推荐方案R＝{ru,f|u∈[1,U],f∈[1,F]}与所述播放概率集合P＝{pu,f,s|u∈[1,U],f∈[1,F],s∈[1,S]}之间的第一关系P(R)，其中，所述播放概率集合包括终端设备u对视频文件f中的片段s的播放概率pu,f,s；基于所述传输时延集合T＝{Tu,f,s|u∈[1,U],f∈[1,F],s∈[1,S]}以及所述第一关系P(R)，确定第一综合时延函数Y1(R)：基于所述第一目标函数Y1(R)，确定所述推荐方案R，以使所述第一综合时延函数Y1(R)的值最小。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述缓存方案和所述传输时延集合，确定推荐方案，包括在第一约束条件下，基于所述缓存方案和所述传输时延集合，确定推荐方案，其中，所述第一约束条件包括以下条件中的至少一个；向每个终端设备推荐的视频文件的数量相同；当终端设...

【专利技术属性】
技术研发人员：景文鹏，王鸿璋，路兆铭，温向明，赵书越，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11