[发明专利]一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法

说明书

本发明公开了一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法，主要包括请求端发送改为兴趣包过程、内容解析与分发过程和缓存管理过程；通过内容解析、分发，可以找到离请求端最近范围内的缓存设备，请求端根据此缓存设备的位置信息进行请求，当兴趣包到达缓存设备时，将数据包沿兴趣包的请求路径原路返回，在返回过程中，通过缓存方法来判断中间用户设备是否对数据包进行缓存。本发明解决了目前ICN网络的缓存策略是沿默路径传输，在中间用户设备的缓存空间有限的情况下会造成缓存资源的浪费以及内容多样性的降低，进而导致内容获取延迟时间较长的问题。

技术领域

本发明涉及互联网移动通信技术领域，尤其涉及一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法。

背景技术

随着D2D通信的出现，用户设备(UE)、移动内容数量持续增长，移动通信面临着巨大挑战。鉴于蜂窝网络被考虑作为处理移动内容的分发和获取的一种常用平台，如何支持移动内容、设备的爆炸式增长成为未来5G移动蜂窝网络的关键研究点。但是，目前基于D2D技术的研究仍是以IP网络架构为基础讨论的，IP网络以终端地址为中心进行信息交互，当应用到无线移动蜂窝网络中时，由于用户设备频繁移动，地址信息需要进行经常性的维护，会造成网络间歇或终端问题。

信息中心网络(ICN)的提出是为了改变当前互联网主机-主机通信范例，使用数据名字而不是IP地址进行数据通信，只关注所请求的数据内容本身，而不关心内容所在的节点地址。将ICN运用到D2D通信，可以高效地应对网络拓扑结构的动态变化，而且ICN网络的内置缓存机制，对于数据分发的性能有较大的影响。但是ICN网络采取的默认沿路径缓存策略，在中间用户设备的缓存空间有限的情况下会造成缓存资源的浪费以及内容多样性的降低，进而导致内容获取延迟时间较长。

目前对于ICN的主流研究，主要集中在拓扑固定的ISP网络，对于快速移动的动态拓扑场景下的内容分发机制研究还很少。随着D2D通信技术的发展，移动设备之间的通信成为主流的通信方式，新型的移动设备(手机、平板电脑)都有较强的计算能力、大容量存储能力以及多样化的无线接口(WiFi、Bluetooth)，这些优势可以让移动设备在数据分发方面发挥更大的作用，而不是仅仅作为内容的消费者。

发明内容

本发明的目的在于：为解决目前ICN网络的缓存策略是沿默路径传输，在中间用户设备的缓存空间有限的情况下会造成缓存资源的浪费以及内容多样性的降低，进而导致内容获取延迟时间较长的问题。本发明提供一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法。

本发明的技术方案如下：

一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法，包括如下步骤：

S1：请求端发送请求内容过程；请求端发送兴趣包，并判断请求端广播范围内是否有能够存储此兴趣包对应的数据包的缓存设备，如果有，缓存设备将数据包直接返回给请求端，如果没有，请求端将兴趣包发送给相关联的基站。

S2:内容解析与分发过程；当基站接收到来自请求端的兴趣包时，所述基站对兴趣包进行解析，寻找到缓存此兴趣包对应的数据包的缓存设备，并将缓存设备的位置信息返回给请求端，如果没有找到缓存设备，请求端通过基站直接从服务端获取数据包，这里的服务端指的产生数据包的服务器，任何数据包都会存储在该服务器上。

S3：缓存管理过程；请求端获得缓存设备的位置信息后，请求端通过中间用户设备之间的多级传输寻找所述缓存设备，当请求端发送的兴趣包到达所述缓存设备后，缓存设备将相应的数据包沿兴趣包的传输路径原路返回，在数据包回传的过程中，根据中间用户设备广播范围内的中间用户设备数量、请求内容流行度特性、中间用户设备之间的社会关系来判断中间用户设备是否对数据包进行缓存，在数据包的返回过程中，不是把每个中间设备都叫作缓存设备，而是把缓存了数据包的中间设备叫作缓存设备；当缓存时，中间用户设备将此数据包的名字与其位置信息发送到基站，存储到基站的内容解析表中，以便之后用户设备相同的兴趣包时，可以直接通过基站找到缓存设备。