一种蜂窝网络中基于传输代价的分布式基站缓存替换方法

摘要

本发明公开了一种蜂窝网络中基于传输代价的分布式基站缓存替换方法，属于通信领域。它的步骤为：用户请求获得业务时，服务基站将请求发送给网络中其他基站，其他基站将存储的业务数据传输给服务基站，同时服务基站更新缓存中的存储内容以使得网络传输总代价最小。其中基站在进行缓存更新时，考虑当前存储状态和之前请求业务数据时与其他基站的交互信息，估计可能的缓存替换策略对网络传输总代价的影响，通过Q学（Q-learning）的方法做出缓存替换的决策。各个基站分布式进行缓存替换，不需要基站间关于缓存数据内容进行额外的信息交互。本发明可用于移动蜂窝系统，具有存储功能的基站中，基于业务信息的基站缓存替换方法。

主权项

一种蜂窝网络中基于传输代价的分布式基站缓存替换方法，其特征在于，1）当蜂窝系统中有业务s的请求到达时，收到请求的本地基站i根据自身与系统中其他基站间的传输代价c_ji，其中j＝1，2，...，N，N为蜂窝系统中基站数量，向相应基站发出请求获得业务数据分组；发送请求时，基站i检索自身索引表中其他基站的对业务s的存储信息，并按照代价由小到大依次发送请求，直至得到全部的数据分组K(s)为止；2）当各基站收到来自基站i的数据业务请求时，各基站依照请求发送业务s的数据分组给基站i；各业务在缓存中以网络编码的方式进行存储，以保证传输不会受到个别基站过载或个别链路拥塞的影响，基站i只需接收足量的数据分组进行解码即可恢复业务s的原始数据；3）基站i接收到数据分组并成功解码后，基站i根据此次请求更新缓存中各业务存储比例，即增大业务s的数据分组数量，减少其他业务的存储量；首先基站i的感知自身的存储状态m_i＝(m_i(s₁)，m_i(s₂)，...，m_i(s_L))，确定其在当前时刻t的决策行为a_i^t，由于存储空间的有限性，其中决策矢量a_i^t中元素之和必须为零；基站决策行为a_i^t的确定应以最大化系统时间累积回报V^*为准，采用Q学习的方法（Q‑learning）来确定每次请求时基站的决策行为，最终得到系统各状态下基站的最优决策行为集合；基站i做出决策行为后，根据决策行为a_i^t进行缓存更新，得到新的状态矢量m_i；4）在各基站向请求基站i发送业务s的数据分组时，也同时附加发送其对各业务的存储信息，基站i在接收到该信息后更新自身索引表，即其他基站的存储信息h_ij(s)，以保证存储整个系统中各基站最新的存储信息。