车联网中一种面向用户服务体验的内容分级优化缓存方法技术

本发明专利技术为车联网中一种面向用户服务体验的内容分级优化缓存方法。本发明专利技术采用车辆移动公共服务器MPS和车站路侧单元RSU协同传输的缓存策略，将乘客从MPS和RSU成功获取完整内容的概率设置为QoE命中率，利用深度强化学习网络DQN最大化QoE命中率对MPS的各内容切片缓存策略进行优化。本发明专利技术可调整MPS缓存的内容种类和内容片段比例，以适应因客流变化而导致的内容偏好变化，使更多乘客获得所需的内容开头切片，同时降低了缓存替换成本，与现有方法相比，本发明专利技术方法在具有高QoE命中率的同时具有更小的缓存成本。更小的缓存成本。更小的缓存成本。

【技术实现步骤摘要】
车联网中一种面向用户服务体验的内容分级优化缓存方法


[0001]本专利技术属于车辆网
，具体涉及车联网中一种面向用户服务体验的内容分级优化 缓存。

技术介绍

[0002]近年来，随着车载应用的快速发展，娱乐内容越来越受到乘坐公共车辆出行的乘客的欢 迎。因此，乘客产生的大量内容请求导致城市公共交通系统中的通信需求迅速增加。此外， 传统云服务器与公共交通车辆之间的距离较远，回程链路容量有限会增加用户获取内容的时 延，从而严重影响用户体验。幸运的是，在车辆边缘节点缓存热门的内容被认为是缓解这一 问题的有效方法。
[0003]一些研究学者提出在城市公共交通系统中，为公共车辆(公交车、地铁等)配备服务器， 使其成为具有一定存储和计算资源的MPS(Mobile Public Server,移动公共服务器)，从而能 够为车内乘客提供内容服务。然而，MPS的资源有限，无法在高峰时段处理大量的内容请求。 通信链路的拥挤导致通信延迟较长，极大地影响了乘客的体验。此外，由于公共车辆行驶跨 越多个地区，且车内的乘客由于上下车行为不断流动，因此导致车内乘客本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车联网中面向用户服务体验的内容分级优化缓存方法，其特征在于，将车联网系统中的需要缓存的内容文件进行切片，在公共车辆中设置的移动公共服务器MPS中缓存各内容文件的开始部分切片，在车站处设置的路侧单元RSU中缓存各内容文件的剩下内容切片；设需要缓存F个内容文件，每个内容文件大小均为D，内容可观看时长为τ，将每个内容文件切成相等大小的N片；设MPS缓存f的z
f
个切片，所述方法包括：步骤1，对公共车辆的移动、乘客的内容请求以及车联网中的无线信道进行建模，然后建立最大化体验质量QoE命中率以获得内容切片缓存策略的目标函数；所述的QoE命中率是指乘客从MPS和RSU成功获取完整内容的概率，表示为如下：其中，K表示车站数量；U
i
为MPS在第i个车站与第i+1个车站之间接收到的用户请求总次数，u
i
为其中的第u
i
次内容请求；用于标记乘客请求的内容f的前切片是否已经缓存在MPS中，若是，若否，若否，用于标记在车辆停靠第i个车站时，乘客能否在停车时间内从RSU获得内容f的剩下切片，若能，若否，若否，表示MPS应该为乘客提供的内容切片数量；步骤2，利用深度强化学习网络DQN对车辆MPS的内容切片缓存策略进行优化，在训练DQN网络收敛后，当车辆从当前车站向下一车站行驶，收集车内乘客的内容请求；在车辆到达车站后，将当前MPS的内容切片缓存状态输入DQN网络中，计算输出QoE命中率最大的动作，更新MPS的内容切片缓存策略。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1中，建立公共车辆移动模型，具体是：设车辆在相邻两车辆站之间做匀速直线运动，获取两站间的移动时间T
m
；设车辆在K个车辆站的停留时间表示为K个车辆站的停留时间表示为表示车辆在第i个车辆站的停留时间，服从对数正态分布。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1中，建立内容请求模型，具体是：依据齐夫定律描述同一地区的用户对不同内容的请求概率，并设置相邻两车辆站之间的内容请求概率遵循不同参数α的齐夫定律分布；设车辆的MPS在第i个车站与第i+1个车站之间接收到的用户请求总次数为U
i
，第u
i
次乘客的内容请求到达MPS的概率服从泊松分布，u
i
∈[1,U
i
]。4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述的步骤1中，设车辆在相邻两车站间的移动时间为T
m
，在期间MPS接收到的第u
i
次内容请求的到达时刻为MPS缓存文件f的z
f
个切片；MPS应该为乘客提供的内容切片数量至少为：则变量如下计算：
其中，τ表示用户利用文件f的时长。5.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述的步骤1中，变量如下计算得到：其中，车辆停靠第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李曦，王杭，纪红，张鹤立，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：