[发明专利]一种D2D通信网络的缓存策略和激励方法

说明书

本发明提供了一种D2D通信的缓存策略和激励方法，其特征在于，包括：用户初始化用户内存，根据缓存策略缓存数据；用户选择合适的共享请求用户进行D2D通信，实现信息共享；基站统计其控制区域内各个用户的一段时间内进行D2D通信的次数，根据用户的进行D2D通信的次数分配用于下一次通信的奖励带宽。本发明考虑到用户内在的自私属性和实际应用情况，在D2D通信网络中引入包含一个带宽分配策略的激励方法，以促进用户主动通过D2D通信进行内容共享，从而优化D2D通信，减轻蜂窝网络负担。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及D2D通信的缓存策略和激励方法。

背景技术

随着无线通信本地业务的日益增长，蜂窝网络承载压力越来越大。终端直接通信(D2D，Device-to-Device)技术作为5G通信关键技术之一，允许临近终端在基站的控制下，互相之间直接进行数据共享，形成数据共享网络，复用蜂窝网络的信道资源以达到减轻基站负担、提升频谱利用率、提高系统吞吐量的目的。

在传统蜂窝通信方式中，两个蜂窝用户之间的数据交互必须经过基站转发，例如同一个会议室的人想要传输文件，发送方先把需要传递的数据发到基站，再由基站发送给接收端。蜂窝网络的无线频谱资源是有限的，对于近距离通信来说，这样的模式十分浪费资源。而D2D技术使得邻近终端可以直接进行通信，实现数据共享，大大减轻网络负载、降低通信时延。

目前对于蜂窝和D2D通信混合网络的研究，包括无线资源分配和两种通信模式之间的干扰管理，已发展的相当完善。更深入的对于D2D技术的研究主要包括：D2D设备发现机制、D2D会话发起与管理、D2D与蜂窝的切换等。

但是，上述研究都是建立在默认用户自愿自发进行D2D通信的基础上，并且没有定量说明D2D通信帮助蜂窝基站卸载的负担。现实生活中，将D2D技术引入蜂窝网络通信后，对于数据接收方来说，由于用户已经向蜂窝运营商支付相应的费用进行数据服务，毫无疑问会选择传统蜂窝基站进行数据获取；对于数据发送方来说，由于共享前需先缓存数据至内存中、共享时会消耗自身电量、安全性等问题，用户不会主动选择D2D技术将数据提供给他人进行共享。也就是说，当用户想获取数据时，通常仍采用蜂窝通信，因而频谱资源紧张、基站负载严重的问题还是不能解决。

此外，通常用户基于本身的需求对数据进行选择性缓存，缓存概率无法估计，不一定满足临近用户的共享请求，导致不能有效卸载网络负担。由于用户不清楚他人缓存数据的情况，一旦出现某一热点数据，会出现该数据被过多缓存的情况，蜂窝通信次数增多，反而会造成网络负担。因此，如果没有一定的激励机制，用户不会自主进行D2D通信。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑到用户固有的自私属性的D2D通信的缓存策略和激励方法，以解决了实际应用中D2D通信实施困难、不被用户优先选择的问题以及避免热点数据被过多缓存、同时利用D2D通信进行数据共享时合理选择数据进行缓存从而最终实现网络负担卸载最大化的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种D2D通信的缓存策略和激励方法，包括：S1：用户初始化用户内存，根据缓存策略缓存数据；S2：用户选择匹配的共享请求用户进行D2D通信，实现信息共享；S3：基站统计其控制区域内各个用户在一定时间内进行D2D通信的次数，根据该D2D通信的次数分配用于下一次通信的奖励带宽。

所述缓存策略是将用户对数据的缓存转化为基站控制区域内各个用户与其请求的所有数据的二分匹配，通过寻找二分图的最大加权匹配进行缓存。

所述二分图的链路的权重为数据的共享价值，若某用户没有收到对某数据的请求，则该用户与该数据对应链路的权重为零。

所述数据的共享价值由用户统计收到的共享请求的类型和次数和周围用户接收请求情况决定。