将会传播到用户u在未来的时隙中将要转移 到的区域。可以描述如下：
[0084]
[0085] 集合Z包含了在时隙T将被用户U所缓存的候选内容。表示的是在时隙T时 将被用户u执行缓存的内容的集合。对于协助缓存的对等用户而言，需要确定究竟要对哪 些内容执行缓存，因此需要一个协调服务器帮助对等用户计算集合Z中内容的缓存收益， 计算方式为
3代表了用户u如果缓存内容c将带来的预期收益。 随后用户u将缓存内容获得的收益在总收益中所占的比例作为内容出现的概率，从集合Z 中选择不超过自己缓存容量的内容进行缓存。
[0086] 最终，协助其他用户缓存内容的用户会将自己的缓存情况报告给上面所提到的协 调服务器，当有用户请求内容时，协调服务器会告诉用户目前和它处于同一个区域的哪些 用户具有它所请求的内容，从而，用户可以与这些用户直接通讯获取。虽然在这一步与服务 器通信需要消耗一定的数据流量，但是这些流量相对于获取一个视频或者音乐的流量来说 是很小的。
[0087] 当边缘网络中的用户为其他用户执行缓存时，协调服务器会首先根据本专利中所 提出的缓存方法为该用户计算相关的缓存收益。用户得到协调服务器的计算结果，根据内 容缓存收益占总收益的概率从中选择不超过自己缓存容量的内容进行缓存，并将缓存的结 果汇报给协调服务器。
[0088] 社交网络中的用户需要获取一个由自己好所分享的内容时，用户首先会向协调服 务器提出内容请求，协调服务器会告诉用户在它目前所在的区域中有哪些用户缓存了它所 请求的内容。若有多个用户替他缓存了内容，则用户会随机挑选一个用户获取内容。若没 有用户帮其缓存或者帮其缓存内容用户的服务带宽已达上限，请求用户就会从边缘内容服 务器获取该内容以保证用户在自己获取该内容的时延内获得该内容。
[0089] 传统的内容缓存方法不能较好地适应社交网络内容的分发，主要体现在以下方 面：（1)传统的这一类策略大多采用洪泛的方式，当用户产生或者分享一个社交内容时，所 有离它比较接近的用户都会帮它缓存该内容，随着用户产生社交内容数量的增加，这种方 式会使用户的设备花费大量的能量来协助别的用户缓存和传输内容。（2)传统内容缓存方 法一味地将社交内容推送到所有接近它的设备中，没有考虑社交内容在边缘网络区域中的 流行度，这将会到导致不太流行的内容消耗了大量的带宽和存储资源，从而导致系统服务 性的降低。（3)由于边缘网络中用户的动态移动特性，协助缓存的用户不能充当一个稳定的 服务结点，因此很难保证内容分发的质量。
[0090] 本专利申请结合在线社交网络的拓扑结构和用户在社交网络中的行为得到社交 内容在社交网络中的传播特点，其次根据人群移动模式和用户个人在边缘网络区域的移动 行为来预测用户的区域移动模式。最后将根据社交内容的传播特点得到的内容区域流行度 预测模型，与根据用户移动模式得到的用户移动预测模型结合起来，选择特定的对等用户 协助同伴执行内容分发。本专利申请所提出的设计方案是基于离散时隙的。在本专利申请 提出的策略中，一个时隙的长度取决于通过实际的数据统计所观察到的平均传播时延和用 户在边缘网络区域的停留时间。
[0091] 由于社交内容的区域流行度会随着社交内容的传播和用户在边缘网络区域中的 移动而不断变化，传统的静态方法很难对内容的在边缘网络区域中的请求情况进行准确地 预测。本专利使用基于时隙的方法，在每一个时隙，会根据最近历史时隙的社交记录动态地 对社交内容的域流行度，用户区域移动进行预测，并根据预测结果得到的缓存收益比决定 该时隙中有哪些对等用户协助缓存哪些内容。
[0092] 本专利申请中不需要建立P2P网络，用户之间直接通过设备通信进行内容交换。 本专利申请中的内容分发策略主要针对社交内容结合了社交传播的过程。本专利申请中的 内容分发策略结合了用户在边缘网络中的移动特性。用户在边缘网络中的移动模式和内容 在社交网络中传播的融合。本专利申请通过利用边缘网络中用户的闲置资源实现内容分 发，成本较低。参考内容区域流行度进行复制，避免用户缓存资源的盲目浪费。
[0093] 尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白， 可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特 定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受 限于在此披露的特定实施例，但本发明可能还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同 物。
【主权项】
1. 一种边缘网络区域中社交内容缓存方法，其特征在于：在每个时隙对边缘网络区域 内的所有用户进行如下步骤： 第一步：构建候选内容集合； 第二步：预测所述候选内容集合中各个内容的区域流行度指数； 第三步：预测用户区域转移概率； 第四步：根据区域流行度指数和用户区域转移概率获得候选内容集合中的每一个内容 若被缓存将获得的收益比； 第五步：以所述收益比为概率从所述候选内容集合中随机选择相应内容进行缓存。2. 如权利要求1所述的边缘网络区域中社交内容缓存方法，其特征在于：所述第二步 包括如下步骤： I. 1)统计所述用户的社交影响力指数； 1. 2)统计所述用户的区域偏好度； 1. 3)根据所述社交影响力指数和区域偏好度预测内容的区域流行度指数。3. 如权利要求2所述的边缘网络区域中社交内容缓存方法，其特征在于：所述第I. 1)由用户u在社交网络中分享并且由用户V进一步转发的社交内容的数量，是指在时隙 t中由用户u自己产生或者分享的内容的数量，W是统计所参考的一个时间窗口。4. 如权利要求2所述的边缘网络区域中社交内容缓存方法，其特征在于：所述第1. 2) 步通过统计所述用户的区域偏好度；其中^表示用户u在之前的时间窗口 [T-W'，T-1]内停留在区域r的时间，是指用户u在时隙T之前停留过的区域的集合，W'是参考的时间窗口的长度。5. 如权利要求2所述的边缘网络区域中社交内容缓存方法，其特征在于：所述第1. 3) 步通过预测内容的区域流行度指数； 其中S(C)表示已经分享过内容c的用户集合，F(U)表示在社交网络中直接与用户u相 连的用户，/u;尸" 1表示在时隙T时用户V通过用户u的影响，在区域r请求内容c的可 能性；6. 如权利要求2所述的边缘网络区域中社交内容缓存方法，其特征在于：所述第三步 包括如下步骤： 2. 1)统计所述用户的区域转移指数； 2. 2)基于所述区域转移指数和用户的区域偏好度，预测用户移动指数。7. 如权利要求6所述的边缘网络区域中社交内容缓存方法，其特获得用户的区域转移指数，其中，表示在时隙T-I中直接从边缘网络区域r中移 动到边缘网络区域s的用户的数量，R表示所有边缘网络区域的集合。8. 如权利要求7所述的边缘网络区域中社交内容缓存方法，其特预测用户移动指数，其中坨是指用户u在时隙T-I时所在的区域，是所述用户 区域偏好度。
【专利摘要】本发明公开了一种边缘网络区域中社交内容缓存方法，在每个时隙对边缘网络区域内的所有用户进行如下步骤：第一步：构建候选内容集合；第二步：预测所述候选内容集合中各个内容的区域流行度指数；第三步：预测用户区域转移概率；第四步：根据区域流行度指数和用户区域转移概率获得候选内容集合中的每一个内容若被缓存将获得的收益比；第五步：以所述收益比为概率从所述候选内容集合中随机选择相应内容进行缓存。
【IPC分类】H04L12/58, H04L29/08
【公开号】CN105049326
【申请号】CN201510345454
【发明人】王智, 张苗
【申请人】清华大学深圳研究生院
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月19日