[发明专利]一种基于中心度的缓存资源分配方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于中心度的缓存资源分配方法及系统，该方法包括：根据D2D通信范围进行分簇，根据网络中节点的社交属性，在同一簇内分为多个社交网络层，具有相同属性的节点组成同一社交层；具有多个社交属性的节点同时属于多个社交层；建立网络中节点之间的D2D链路，计算两两节点之间的链路权重，进而计算各节点的中心度值，然后在每个社交层中选择中心度值最大的节点为缓存节点；在得到各节点的中心度值之后，首先建立系统性能的目标函数，根据各节点的中心度值，通过凸优化求解方法求解最佳分配结果。该方法及系统有利于提供一个低成本、低复杂度且适用于D2D协作缓存场景的缓存资源分配方案，提高缓存资源分配方案的系统性能。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种基于中心度的缓存资源分配方法及系统。

背景技术

D2D协作缓存是5G通信学科的一个重要研究方向。D2D通信是指在一定距离范围内的用户通信设备不通过其他网络基础设施直接进行通信，以降低对服务基站的负荷。D2D缓存是指将用户可能会请求的文件提前缓存至用户终端设备，在用户请求文件时，如果自身终端或邻近终端有已缓存文件，可以不通过服务基站，直接在设备间建立通信链路传输文件，极大的节省了回程链路，节约网络资源，在通信领域具有良好的发展前景。与传统通信相比，支持缓存的网络系统可以更加快速的获得请求文件，降低了请求文件的传输延时，提升服务质量，提高用户满意度。且现在用户终端的缓存空间越来越大，采用协作缓存技术，不但可以有效利用用户终端空闲的缓存空间，且缓存方法愈加完善，可以大规模推广。同时，且不同D2D对可以同时复用同一频谱资源，且缓存文件可以多次传输，具有良好通信性能。在网络数据流增长速度爆发的5G通信时代，具有非常大的发展优势。为了提升缓存空间的高效利用，研究人员结合社交属性进行协作缓存，改进D2D通信系统自身的缓存文件命中率和请求量等问题。

申请号为CN201610865044.X的中国专利公开了一种移动终端缓存空间的分配控制方法，该方法能够在不使用网络基础设施的情况下，由移动终端节点组成的多跳的自治数据传输系统。该方法首先设定一个缓存阈值，收集网络信息，根据每个终端节点统计单位时间内到达节点的信息数和前n条请求的服务时间，动态调整缓存大小，为终端节点间消息存储、携带、转发动态地分配缓存空间。该方法虽然有助于节点动态分配缓存大小以提升用户体验，但在自媒体时代，各种APP难以及时分配，实际应用中计算复杂度较高，造成了缓存空间分配控制方法使用受限，因此仍存在着很大的改进空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于中心度的缓存资源分配方法及系统，该方法及系统有利于提供一个低成本、低复杂度且适用于D2D协作缓存场景的缓存资源分配方案，提高缓存资源分配方案的系统性能。

为实现上述目的，本发明采用以下方案：一种基于中心度的缓存资源分配方法，包括以下步骤：

根据D2D通信范围进行分簇，根据网络中节点的社交属性，在同一簇内分为多个社交网络层，具有相同属性的节点组成同一社交层；具有多个社交属性的节点，即公共节点，则同时属于多个社交层；

建立网络中节点之间的D2D链路，计算两两节点之间的链路权重，进而计算各节点的中心度值，然后在每个社交层中选择中心度值最大的节点为缓存节点；

在得到各节点的中心度值之后，首先建立系统性能的目标函数，根据各节点的中心度值，通过凸优化求解方法求解最佳分配结果，得到缓存资源分配方案。

进一步地，同一社交层的节点之间直接建立D2D链路，不同社交层的节点先链接至公共节点，再由公共节点链接目的节点。

进一步地，各节点中心度值的计算方法为：基于节点之间的距离计算两两节点之间的链路权重，分属于不同社交层的节点之间的链路权重由两条链路权重的乘积得到；累加节点与网络中其他节点间链路的链路权重即得到该节点的中心度值。