[发明专利]终端直通系统中激励终端参与缓存数据的方法

说明书

本发明涉及移动通信技术领域，更具体地，涉及一种终端直通系统中网络运营商(NO)激励终端参与缓存并共享数据的方法，本发明提供的方法设置有激励机制用于对参与缓存并共享数据的终端给予激励，增强其参与数据缓存并共享过程的动机。同时，本发明提供的方法对缓存协助终端(HUE)、数据请求终端(VUE)对内容提供商(CP)的偏好信息进行了考虑，考虑了CP的流行度的多样性，探究联合物理和社交关系下的终端的匹配问题。

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，更具体地，涉及一种终端直通系统中激励终端参与缓存数据的方法。

背景技术

近年来，基于终端直通(Device-to-Device，D2D)技术的通信方式由于在提升用户服务体验、提高网络频谱利用率等方面有显著优势，成为了5G通信网络下的重点关注通信技术之一。随着智能终端的存储空间不断扩容，计算处理能力不断加强，且基于终端设备(User Equipment，UE)的无线缓存技术在减少回传时延、减轻网络拥塞等方面具有独特的优势，使得基于UE的无线缓存技术成为了当前海量性数据需求场景下如何减轻网络拥塞且提高用户服务体验的解决方案方式之一。

考虑到缓存数据包不仅需要消耗UE的存储资源和计算资源，还需要消耗电量来转发数据包给周边的请求UE，所以UE自愿参与缓存过程的动机很弱，此时便需要设计合适的激励机制来激励UE缓存数据包并共享给周边UE。

目前仅有少数研究者关注了D2D联合缓存放置和共享的激励问题。Wang等人利用契约理论设计了激励无线网络中的UE共享自身的存储资源的机制，考虑了系统中存在不同共享意愿度的UE因素，交易的双方为网络运营商(Network Operator，NO)和UE[1]。该模型存在以下几点问题：首先，作者忽视了用户之间的社交因素，社交相似度高的用户之间获取的数据包相似度高，这样UE存储的数据包不仅能给自身带来益处还能服务周边的请求UE；其次，作者关注的是如何完成确定式地缓存一个内容提供商(Content Provider，CP)内的数据包的问题，而忽视了实际网络中存在多个不同的CP的情况。Zhang等人仅关注缓存放置阶段中，如何选取合适的帮助者并成簇来协作共享数据包的问题[2]。作者基于匹配理论来解决了帮助者的选取并成簇的问题，但没有优化对帮助者的激励过程，且模型忽视了物理链路上用户之间交互时长对数据包传输完整性带来的影响，可能会出现帮助者不能在交互周期内完整传输数据包。

此外，Li等人研究了NO租用多个UE来为其存储多个CP的数据包的问题[3]。作者假设一个UE只能被分配给一个CP，且一个CP可分配多个UE，形成了一对多的匹配问题。然而，该模型忽视了不同的CP的流行度有可能存在多样性，这将可能会导致出现不同的CP分配的UE存储资源比例相同的结果。而实际系统中流行度高的CP的数据包被更多的UE需求，从而会出现同一时刻过多UE通过回传链路请求内容，导致回传拥塞更严重。因此，应该为流行度高的CP分配更多的存储资源来卸载业务，在实际系统中需要考虑CP流行度的多样性问题。未体现出CP流行度的多样性的系统模型与实际系统不相契合。

有部分学者研究了CP租用NO的eNB的存储资源的过程，通过存储数据包到eNB端来服务UE，减轻回传链路的负载量。例如，You等人基于ACA拍卖机制来完成CP和NO之间的交易过程[4]，由于ACA拍卖的轮询次数较多，使得计算复杂度增大。

发明内容

本发明为解决现有技术由于没有设置激励机制激励终端参与缓存而导致的终端自愿参与缓存数据包的动机较弱的技术缺陷，提供了一种终端直通系统中激励终端参与缓存数据的方法。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

终端直通系统中激励终端参与缓存数据的方法，包括以下步骤：

一、匹配阶段

S1.HUE(缓存协助终端)和VUE(数据请求终端)通过D2D发现过程搜索到D2D通信范围内且至少有一个相同CP(内容提供商)偏好的对象；