一种基于D2D通信的内容请求响应方法技术

本公开涉及一种基于D2D通信的内容请求响应方法。在本公开提出的方法中，基站优先选择将节点发出的内容请求转发给节点的邻居节点处理，在没有邻居节点或者在邻居节点不能及时处理的情况下，将发出内容请求的节点与服务器相连。相应地，作为请求的节点优先从邻居节点获取请求的内容，在不能从邻居节点获取请求的内容时，才通过基站从服务器获取；作为存储了请求内容的节点在接收基站转发的邻居节点对内容的请求后，主动与其建立连接发起D2D通信。这种应用于基站和节点间的内容请求响应方法能够有效地降低移动智能设备获得所请求内容的延迟，减轻基站通讯带宽压力。

A content request response method based on D2D communication

The present disclosure relates to a content request response method based on D2D communication. The method presented in this open in the base station first choice node sends content requests are forwarded to the neighbor node in the absence of treatment, or treatment of neighbor nodes in the neighbor nodes in the case of not node will send the request connected to the server. Accordingly, the request node priority from neighbor nodes to obtain the requested content, to obtain the requested content from the neighbor node when it is not possible to get through the base station from the server as a storage node; the contents of the request in the neighbor node receives the base station transmitting a request for content, active connection initiated D2D communication. The content request response method applied to the base station and the node can effectively reduce the delay of obtaining the requested content by the mobile intelligent device, and reduce the communication bandwidth pressure of the base station.

【技术实现步骤摘要】
一种基于D2D通信的内容请求响应方法
本公开涉及网络通信
，具体是一种基于D2D通信的内容请求响应方法。
技术介绍
随着智能手机和平板电脑等移动智能设备的迅速普及以及新兴的社会媒体应用程序的迅速增长，思科公布的数据显示，移动数据流量从2014年至2019年将预计以57％的速率进行增长，2019年将会有超过115亿的移动智能设备。人们对数据内容的需求日趋增长，现有的以主机为中心的传统IP网络结构已难以满足当前Internet的发展需求。由于传统的蜂窝网络基础设施仍是针对移动内容访问和投递的基础通信平台，因此，如何支持移动内容通信量的爆炸性的增长成为未来基于5G移动蜂窝系统设计的一个关键研究问题。为了适应不断增长的内容访问需求，人们提出一种未来互联网设计思路，让内容本身成为网络通信的主体单元，将网络通信模式从关注“在哪”转变为关注“是什么”。即不再关注内容存储位置，而仅关心内容本身的方式，成为未来互联网设计的重要模式。其基本原理是：让网络基础设施变成内容感知的。在这种情况下，网络能够智能地执行基于内容的操作，如：内容解析/查询、交付和缓存等。随着移动内容对象被缓存在移动网络中，内容请求的投递延迟被大大减少。在现有通信基础设施下，基站(Basestation，以下简称BS)通过移动通信交换中心与其无线电覆盖区中移动智能设备之间进行信息传递。最近，设备到设备(Device-to-device，以下简称D2D)通信技术的发展，使得移动智能设备间的直接通信变成了可能，通过该方式进行内容的获取，没有通过蜂窝网(包括基站)进行投递的数据流量。同时，新兴的移动智能设备(如智能手机)通常具有较高的计算能力、较大的缓存能力、较长的电池寿命、精确的GPS定位功能和异构的无线接口(比如：WiFi和蓝牙等)。这些特性允许移动智能设备在内容分发中发挥更积极的作用，而不是简单地只会使用移动数据的设备。一个典型的应用实例是，基于D2D的流量卸载(trafficoffloading)。在该应用中，一些相对较小的移动内容对象能够被移动智能设备所携带，并且直接将内容散播给附近感兴趣的消费者，在数据层面没有涉及到蜂窝网的基础设施。在这种情况下，移动智能设备能被视为移动网络中不可分割的一部分，对其它客户端提供资源贡献。虽然通过D2D的通信方式来支持内容交付，可以有效地节省了昂贵的蜂窝网频谱资源，但是目前这种网络通信模式下还存在下述问题：(1)基于现有蜂窝网络基础设施和D2D通信技术，如何实现内容请求、内容解析、内容分配和内容投递的过程。(2)如何使得存储内容的移动智能设备、请求内容的移动智能设备和基站三方能相互合作，有效地降低移动智能设备获得所请求内容的延迟，减轻基站通讯带宽压力。(3)如何进行内容存储，充分发挥邻居资源作用实现负载分担，最大化地减轻基站通讯带宽压力。
技术实现思路
针对上述部分问题，本公开提供一种基于D2D通信的内容请求响应方法，在所述方法中，基站优先选择将节点发出的内容请求转发给节点的邻居节点处理，在没有邻居节点或者在邻居节点不能及时处理的情况下，将发出内容请求的节点与服务器相连。相应地，作为发出内容请求的节点优先从邻居节点获取请求的内容，在不能从邻居节点获取请求的内容时，才通过基站从服务器获取；而作为存储了所请求内容的节点在接收基站转发的邻居节点对内容的请求后，主动与其建立连接发起D2D通信。一种基于D2D通信的内容请求响应方法，所述方法应用于基站，包括下述步骤：S101、接收来自节点对内容发出的请求；S102、通过查找内容解析表获取节点集合，所述节点集合中的节点携带所述请求对应的内容；S103、从所述节点集合中查找邻居节点，所述邻居节点距离发出请求的节点最近；若找到这样的邻居节点，执行步骤S104；否则，执行步骤S105；S104、将所述请求发送给找到的邻居节点，由该邻居节点主动与发出请求的节点发起D2D通信，实现将所述请求对应的内容进行传输；S105、将发出请求的节点与互联网相连，使发出请求的节点从服务器中获取所请求的内容；S106、接收节点是否存储所请求内容的消息；在节点确定存储所请求内容的情况下，基站更新所述内容解析表；所述内容解析表用于记录移动内容映射的标识符、内容的缓存位置。一种基于D2D通信的内容请求响应方法，所述方法应用于节点，包括下述步骤：S201、向基站发送对内容的请求；S202、接受邻居节点的主动连接进行D2D通信，获取所请求的内容；或者在没有邻居节点连接的情况下，通过基站与互联网相连，从服务器获取所请求的内容；S203、向基站发送其关于是否存储请求的内容的决定消息。一种基于D2D通信的内容请求响应方法，所述方法应用于节点，包括下述步骤：S211、接收基站转发的请求；S212、主动与发出请求的节点建立连接发起D2D通信，实现将所述请求对应的内容进行转发。与现有技术相比，本公开方法能够有效地降低移动智能设备获得所请求内容的延迟，减轻基站通讯带宽压力。为支持这种内容请求响应方法，节点在自身存储内容，以有效实现负载分担，缓解基站的通讯带宽压力。附图说明图1是本专利技术的网络模型场景图；图2是本专利技术的内容解析表(CRT)的格式说明图；图3是本专利技术的未处理请求表(PRT)的格式说明图；图4是本专利技术的潜在用户寻找示意图；图5是本专利技术的主要通信过程说明图。具体实施方式下面结合图1-图5对本公开方法进行阐述。本公开中的网络模型如图1所示，由基站BS、服务器和节点(如：移动智能设备)组成的网络，其中：在基站BS覆盖范围内，节点集合为N。服务器中存储的内容集合为C。内容的属性包括标号(ID)、体积和定价。具体来讲，每个内容都有其特定的ID，固定的体积和相应的定价，且定价与体积无关，定价是由产生该内容的内容源所决定的。每个节点Ni都有一个大小固定的有限缓存空间，可以存储一些内容。存储了内容的节点可以通过D2D的方式向其它节点转发存储的内容，赚取一些费用。赚取的费用，一方面可以弥补自己请求内容的花费，另一方面可以用来购买其它自己感兴趣的内容。这里涉及的费用管理机制，可以由基站统一管理，由基站对每个节点的费用进行统一管理：每个节点都有一个初始费用值，当一个节点成功地请求到一个内容时，基站BS将会根据该请求节点是通过基站还是邻居节点服务获得所请求内容的方式、以及内容的定价，将请求节点的总费用值进行更新，即请求前的费用值减去请求该内容的花费；若请求节点是通过邻居节点以D2D的方式获得请求内容时，基站BS在收到请求节点的ACK回复表明请求节点收到了内容，因此会向提供服务的节点的总费用值加上提供本次服务的盈利。基站BS的基本特点是：(1)每个基站BS都有其特定的覆盖范围，(2)能接收和处理由节点所发出的内容请求，协助节点间建立通信连接。节点的特点是：(1)发出内容请求，(2)接收感兴趣的内容，(3)存储内容，(4)受基站BS调度，向其它节点发送所请求的内容。服务器的特点是：为通过基站接入到互联网的节点提供内容请求服务，其是内容源。基站BS维护内容解析表(Contentresolutiontable，以下简称CRT)，所述内容解析表记录了移动内容映射的标识符、内容的缓存位置，如图2所示。节点在存储内容时，会做存储决策，本公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于D2D通信的内容请求响应方法，其特征在于，所述方法应用于基站，包括下述步骤：S101、接收来自节点对内容发出的请求；S102、通过查找内容解析表获取节点集合，所述节点集合中的节点携带所述请求对应的内容；S103、从所述节点集合中查找邻居节点，所述邻居节点距离发出请求的节点最近；若找到这样的邻居节点，执行步骤S104；否则，执行步骤S105；S104、将所述请求发送给找到的邻居节点，由该邻居节点主动与发出请求的节点发起D2D通信，实现将所述请求对应的内容进行传输；S105、将发出请求的节点与互联网相连，使发出请求的节点从服务器中获取所请求的内容；S106、接收节点是否存储所请求内容的消息；在节点确定存储所请求内容的情况下，基站更新所述内容解析表；所述内容解析表用于记录移动内容映射的标识符、内容的缓存位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于D2D通信的内容请求响应方法，其特征在于，所述方法应用于基站，包括下述步骤：S101、接收来自节点对内容发出的请求；S102、通过查找内容解析表获取节点集合，所述节点集合中的节点携带所述请求对应的内容；S103、从所述节点集合中查找邻居节点，所述邻居节点距离发出请求的节点最近；若找到这样的邻居节点，执行步骤S104；否则，执行步骤S105；S104、将所述请求发送给找到的邻居节点，由该邻居节点主动与发出请求的节点发起D2D通信，实现将所述请求对应的内容进行传输；S105、将发出请求的节点与互联网相连，使发出请求的节点从服务器中获取所请求的内容；S106、接收节点是否存储所请求内容的消息；在节点确定存储所请求内容的情况下，基站更新所述内容解析表；所述内容解析表用于记录移动内容映射的标识符、内容的缓存位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，步骤S104中在将所述请求发送给找到的邻居节点之后，还包括下述步骤：S104.1在未处理请求表中增加关于发出请求节点的处理记录，所述记录的数据项包括发出请求节点、该节点所请求的内容、处理所述请求的节点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤S105之后，还包括下述步骤：S106’、接收发出请求的节点发出的ACK回复；若在未处理请求表中创建关于发出请求节点的处理记录开始的δ时间内，基站没有收到发出请求的节点的ACK回复，则将发出请求的节点与互联网相连，使发出请求的节点从服务器中获取所请求的内容；其中，δ为设定的时间阈值；所述ACK回复由发出请求的节点在收到所请求的内容后发出。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S106’之后，还包括下述步骤：S107、将发出请求的节点的处理记录从未处理请求表中删除。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S101在接收来自节点对内容的请求同时，接收关于节点上已存储内容的信息摘要，并在步骤S101之后，还包括下述步骤：S1011、向节点返回所请求内容的内容流行度以及信息摘要所对应内容的内容流行度；所述内容流行度为将所有内容按照请求的数量进行排名后，根据内容的排名确定所述内容被请求的概率。6.一种基于D2D通信的内容请求响应方法，其特征在于，所述方法应用于节点，包括下述步骤：S201、向基站发送对内容的请求；S202、接受邻居节点的主动连接进行D2D通信，获取所请求的内容；或者在没有邻居节点连接的情况下，通过基站与互联网相连，从服务器获取所请求的内容；S203、向基站发送其关于是否存储请求的内容的决定消息。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S201在向基站发送对内容的请求同时，向基站发送自身所存储的内容的信息摘要，并在步骤S201之后，还包括下述步骤：S2011、接收基站返回的内容流行度，该内容流行度涉及的内容包括所请求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立臣，赵若男，王小明，王亮，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61