一种云—边协同处理的传输方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种云—边协同处理的传输方法及系统，方法包括如下步骤：S1.ECRAP响应终端节点的数据请求，确定所述终端节点的请求数据内容，并根据各所述终端节点的请求数据内容对终端节点进行分组；S2.ECRAP根据本地的缓存数据内容将所述请求数据内容划分为已缓存数据和未缓存数据；S3.ECRAP向所述终端节点传输所述已缓存数据，同时，向服务端申请加载所述未缓存数据，并在所述未缓存数据加载至本地后再传输给所述终端节点。具有可充分复用边缘缓存使能射频接入节点的缓存与信号处理能力，能有效降低前传链路开销和数据传输时延等优点。

A Transmission Method and System for Cloud-Edge Cooperative Processing

The invention discloses a transmission method and system of cloud-side cooperative processing, which includes the following steps: S1. ECRAP responds to the data request of the terminal node, determines the request data content of the terminal node, and groupes the terminal node according to the request data content of the terminal node; S2. ECRAP divides the request data content into local cache data content. Cached data and uncached data; S3.ECRAP transmits the cached data to the terminal node, at the same time, requests the server to load the uncached data, and then transmits the uncached data to the terminal node after loading it locally. It has the advantages of fully multiplexing edge buffer to enable RF access node's buffer and signal processing capability, and can effectively reduce the cost of forward link and data transmission delay.

【技术实现步骤摘要】
一种云—边协同处理的传输方法及系统
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种云—边协同处理的传输方法及系统。
技术介绍
受超高清视频传输，智能交通以及物联网等新兴通信场景的驱动，高速率数据传输和低时延成为未来通信网络的两大重要的性能指标。C-RAN(Cloud-RadioAccessNetwork，云无线接入网)集中式云端处理能力以及灵活的计算功耗和存储能为功率受限的用户提供高速率的数据传输。但是，对于一些要求低时延的应用场景，C-RAN不能提供令人满意的解决方案。在网络边缘节点预先缓存一些流行度高的内容成为了有效降低传输时延的强有力解决方案。通过将网络云端的计算能力和缓存能力迁移到网络边缘，使网络边缘节点具有数据存储及信号处理能力，称为边缘缓存使能射频接入节点(ECRAP：EdgeCache-enabledRadioAccessPoint)。对具有边缘缓存使能射频接入节点的通信网络而言，目前的研究主要集中在两个方面：一个是预缓存方面，考虑缓存内容的分布机制；另一个是传输方面，旨在同时传输缓存和未缓存的内容以降低前传链路的开销。然而，缓存内容到网络边缘的最大驱动力是同时降低前传链路的开销以及传输时延。5G移动通信的大部分应用场景要求端到端的传输时延小于100ms，某些场景如AR(AugmentedReality，增强现实)和车联网甚至要求时延小于10ms。因此，怎样利用边缘缓存使能射频接入节点的缓存功能来降低传输时延是一个亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种可充分复用边缘缓存使能射频接入节点的缓存与信号处理能力，能有效降低前传链路开销和数据传输时延的云—边协同处理的传输方法及系统。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种云—边协同处理的传输方法，包括如下步骤：S1.ECRAP响应与之连接的各终端节点的数据请求，确定各所述终端节点的请求数据内容，并根据各所述终端节点的请求数据内容对终端节点进行分组；S2.所述ECRAP判断所述请求数据内容是否已缓存在本地，并将所述请求数据内容划分为已缓存数据和未缓存数据；S3.所述ECRAP将所述已缓存数据传输给提出请求的所述终端节点，并从服务端加载所述未缓存数据，在加载后传输给提出请求的所述终端节点。进一步地，在步骤S3中具体包括：所述ECRAP判断所述未缓存数据是否为空，判断所述已缓存数据是否为空；当所述未缓存数据为空时，直接将所述已缓存数据传输给提出请求的所述终端节点；当所述已缓存数据为空时，向服务端加载所述未缓存数据，并将从服务端加载得到的未缓存数据传输给提出请求的所述终端节点；当所述未缓存数据和所述已缓存数据均不为空时，将所述已缓存数据传输给提出请求的所述终端节点，同时从服务端加载所述未缓存数据，并在加载后传输给提出请求的所述终端节点。进一步地，在步骤S3中所述未缓存数据和所述已缓存数据均不为空时，当所述ECRAP从服务端加载完所述未缓存数据，所述已缓存数据还没有全部传输给所述终端节点时，将所述未缓存数据和剩余的所述已缓存数据通过协同传输方式传输给提出请求的所述终端节点。进一步地，所述未缓存数据为空时，通过如下式所定义的方式进行数据传输：所述已缓存数据为空时，通过如下式所定义的方式进行数据传输：所述未缓存数据和剩余的所述已缓存数据均不为空时，通过如下式所定义的方式进行数据传输：式(1.1)、式(1.2)和式(1.3)中，g为与所述ECRAP连接的属于同一分组的所述终端节点所组成的集合的组号，为所述组号的集合，S为单个所述终端节点的请求数据内容的大小，τ为所述ECRAP向服务端请求数据产生的时延，rg,1为所述ECRAP向组号g中的终端节点发送已缓存数据的传输速率，rg,2为所述ECRAP向组号g中的终端节点发送加载的未缓存数据及未发送完的已缓存数据的传输速率，Rk,1为仅发送已缓存数据时，终端节点k在单位带宽上的可实现传输速率，Rk,2为同时发送未缓存数据和已缓存数据时，或仅发送未缓存数据时，终端节点k在单位带宽上的可实现传输速率，k为所述终端节点的编号，为ECRAP的总个数，wg,i为仅发送已缓存数据时编号为i的ECRAP用于服务中终端节点所使用的波束成形矢量，为发送已缓存数据和未缓存数据时ECRAP用于服务中终端节点所使用的波束成形矢量，为组号为g的终端节点的集合，为fg所代表的数据内容是否缓存在编号为i的ECRAP中的标识，是则否则fg为第g个子集合的终端节点所请求的数据内容索引号，Pi为编号为i的ECRAP的功率，i为所述ECRAP的编号，为ECRAP的集合，即共有KR个ECRAP，Tr()为求矩阵的迹，Ωi为编号为i的ECRAP的噪声协方差，为编号为i的ECRAP的前传链路速率，为ECRAP用于发送未缓存文件fg时使用的波束成形矢量的集合，为所有噪声方差的集合，Ci为编号为i的ECRAP与服务端之间前向链路的归一化容量。进一步地，Rk,1由式Rk,1＝ln(1+γk,1)确定，Rk,2由式Rk,2＝ln(1+γk,2)确定，式中，γk,1为未缓存数据为空时，终端节点k的信噪比，γk,2未缓存数据与已缓存数据均不为空时，终端节点k的信噪比，其余各参数的定义与式(1.3)中的定义相同。进一步地，γk,1由式确定，γk,2由式确定，式中，其中，为终端节点k到编号为i的ECRAP的信道系数，为终端节点k的噪声方差，gk为用户k所在用户分组的组号，为发送已缓存数据和未缓存数据时ECRAP用于服务中终端节点所使用的波束成形矢量，其中ug,i为编号为i的ECRAP用于发送已缓存文件fg时使用的波束成形矢量，其中vg,i为编号为i的ECRAP用于发送未缓存文件fg时使用的波束成形矢量，为中的子向量，根据的关系，或者其余各参数的定义与式(1.3)中的定义相同。进一步地，在步骤S1之前，还包括步骤S0：所述ECRAP预先估计终端节点对数据的需求，预先从服务端加载数据并缓存在本地。一种云—边协同处理的传输系统，包括服务端、ECRAP和终端节点；服务端与所述ECRAP网络连接；ECRAP与所述终端节点网络连接；所述ECRAP用于响应与之连接的各终端节点的数据请求，确定各所述终端节点的请求数据内容，并根据各所述终端节点的请求数据内容对终端节点进行分组；判断所述请求数据内容是否已缓存在本地，将所述请求数据内容划分为已缓存数据和未缓存数据；将所述已缓存数据传输给提出请求的所述终端节点，并从服务端加载所述未缓存数据，在加载后传输给提出请求的所述终端节点。进一步地，所述ECRAP还具体用于：判断所述未缓存数据是否为空，判断所述已缓存数据是否为空；当所述未缓存数据为空时，直接将所述已缓存数据传输给提出请求的所述终端节点；当所述已缓存数据为空时，向服务端加载所述未缓存数据，并将从服务端加载得到的未缓存数据传输给提出请求的所述终端节点；当所述未缓存数据和所述已缓存数据均不为空时，将所述已缓存数据传输给提出请求的所述终端节点，同时从服务端加载所述未缓存数据，并在加载后传输给提出请求的所述终端节点。进一步地，所述ECRAP还具体用于：在所述未缓存数据和所述已缓存数据均不为空时，当所述ECRAP从服务端加载完所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种云—边协同处理的传输方法，其特征在于：包括如下步骤：S1.ECRAP响应与之连接的各终端节点的数据请求，确定各所述终端节点的请求数据内容，并根据各所述终端节点的请求数据内容对终端节点进行分组；S2.所述ECRAP判断所述请求数据内容是否已缓存在本地，并将所述请求数据内容划分为已缓存数据和未缓存数据；S3.所述ECRAP将所述已缓存数据传输给提出请求的所述终端节点，并从服务端加载所述未缓存数据，在加载后传输给提出请求的所述终端节点。

【技术特征摘要】
1.一种云—边协同处理的传输方法，其特征在于：包括如下步骤：S1.ECRAP响应与之连接的各终端节点的数据请求，确定各所述终端节点的请求数据内容，并根据各所述终端节点的请求数据内容对终端节点进行分组；S2.所述ECRAP判断所述请求数据内容是否已缓存在本地，并将所述请求数据内容划分为已缓存数据和未缓存数据；S3.所述ECRAP将所述已缓存数据传输给提出请求的所述终端节点，并从服务端加载所述未缓存数据，在加载后传输给提出请求的所述终端节点。2.根据权利要求1所述的云—边协同处理的传输方法，其特征在于：在步骤S3中具体包括：所述ECRAP判断所述未缓存数据是否为空，判断所述已缓存数据是否为空；当所述未缓存数据为空时，直接将所述已缓存数据传输给提出请求的所述终端节点；当所述已缓存数据为空时，向服务端加载所述未缓存数据，并将从服务端加载得到的未缓存数据传输给提出请求的所述终端节点；当所述未缓存数据和所述已缓存数据均不为空时，将所述已缓存数据传输给提出请求的所述终端节点，同时从服务端加载所述未缓存数据，并在加载后传输给提出请求的所述终端节点。3.根据权利要求2所述的云—边协同处理的传输方法，其特征在于：在步骤S3中所述未缓存数据和所述已缓存数据均不为空时，当所述ECRAP从服务端加载完所述未缓存数据，所述已缓存数据还没有全部传输给所述终端节点时，将所述未缓存数据和剩余的所述已缓存数据通过协同传输方式传输给提出请求的所述终端节点。4.根据权利要求2所述的云—边协同处理的传输方法，其特征在于：所述未缓存数据为空时，通过如下式所定义的方式进行数据传输：所述已缓存数据为空时，通过如下式所定义的方式进行数据传输：所述未缓存数据和剩余的所述已缓存数据均不为空时，通过如下式所定义的方式进行数据传输：式(1.1)、式(1.2)和式(1.3)中，g为与所述ECRAP连接的属于同一分组的所述终端节点所组成的集合的组号，为所述组号的集合，S为单个所述终端节点的请求数据内容的大小，τ为所述ECRAP向服务端请求数据产生的时延，rg,1为所述ECRAP向组号g中的终端节点发送已缓存数据的传输速率，rg,2为所述ECRAP向组号g中的终端节点发送加载的未缓存数据及未发送完的已缓存数据的传输速率，Rk,1为仅发送已缓存数据时，终端节点k在单位带宽上的可实现传输速率，Rk,2为同时发送未缓存数据和已缓存数据时，或仅发送未缓存数据时，终端节点k在单位带宽上的可实现传输速率，k为所述终端节点的编号，为ECRAP的总个数，wg,i为仅发送已缓存数据时编号为i的ECRAP用于服务中终端节点所使用的波束成形矢量，为发送已缓存数据和未缓存数据时ECRAP用于服务中终端节点所使用的波束成形矢量，为组号为g的终端节点的集合，为fg所代表的数据内容是否缓存在编号为i的ECRAP中的标识，是则否则fg为第g个子集合的终端节点所请求的数据内容索引号，Pi为编号为i的ECRAP的功率，i为所述ECRAP的编号，为ECRAP的集合，即共有KR个ECRAP，Tr()为求矩阵的迹，Ωi为编号为i的ECRAP的噪声协方差，为编号为i的ECRAP的前传链路速率，为ECRAP用于发送未缓存文件fg时使用的波束成形矢量的集合，O为所有噪声方差的集合，Ci为编号为i的ECRAP与服务端之间前向链路的归一化容量。5.根据权利要求1至4任一项所述的云—边协同处理的传输方法，其特征在于：在步骤S1之前，还包括步骤S0：所述ECRAP预先估计终端节点对数据的需求，预先从服务端加载数据并缓存在本地。6.一种云—边...

【专利技术属性】
技术研发人员：何世文，陈伟聪，黄伟，任炬，张尧学，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43