申请/专利权人：电子科技大学

申请日：2022-05-23

公开（公告）日：2023-04-18

公开（公告）号：CN114866610B

主分类号：H04L67/5682

分类号：H04L67/5682;H04L67/2866;G06F12/0877;G06N3/126

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.04.18#授权;2022.08.23#实质审查的生效;2022.08.05#公开

摘要：本发明公开了一种基于CCN的卫星‑地面网络缓存方法，其包括以下步骤：基于地面CCN网络节点，采用Louvain算法进行缓存社区初始划分；获取并基于网络中节点与当前缓存社区的相似性对当前缓存社区进行更新；构建卫星‑CCN节点‑控制中心的三层拓扑缓存模型；在三层拓扑缓存模型上确定内容分布，并构建相应的收益模型；采用遗传算法进行求解，得到基于CCN的卫星‑地面网络缓存方案。本发明提出了基于CCN的缓存社团划分方法，将地面CCN网络划分为具有相似内容需求特征的小型缓存社区，并且通过节点间的显示关联，减少了CCN地面节点间的缓存同质性，节省了地面节点的存储空间。

主权项：1.一种基于CCN的卫星-地面网络缓存方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于地面CCN网络节点，采用Louvain算法进行缓存社区初始划分，得到缓存社区；每个缓存社区包含至少一个地面CCN网络节点；S2、获取并基于网络中节点与当前缓存社区的相似性，对当前缓存社区进行更新；S3、基于当前缓存社区，构建卫星-CCN节点-控制中心的三层拓扑缓存模型；S4、在三层拓扑缓存模型上确定内容分布，并构建相应的收益模型，将卫星-地面网络的缓存放置问题转化为全网收益最大化问题；S5、采用遗传算法求解全网收益最大化问题，得到基于CCN的卫星-地面网络缓存方案；步骤S2的具体方法包括以下子步骤：S2-1、对于网络中的节点n，判断其是否与当前缓存社区存在直接连接关系，若是则进入步骤S2-2；否则进入步骤S2-7；S2-2、根据公式： 获取时间t时节点n和当前缓存社区C之间的内容分布相似性其中n′为节点n的邻居节点，n′属于当前缓存社区C；表示节点n和当前缓存社区C之间的消息交换速率；msgtn，n′表示节点n与节点n′之间传输的内容数量；nbtn，C表示时间t时当前缓存社区C中节点n的邻居节点数量；表示时间t-1时节点n和当前缓存社区C之间的内容分布相似性；β表示遗忘参数，介于[0，1]之间；Ntn，C表示属于当前缓存社区C的节点n的邻居集合；S2-3、根据公式： 获取节点n和当前缓存社区C之间的用户属性相似性Simattn，C；其中simattn，n′表示节点n与节点n′之间的共同属性值的数量；|A|表示属性值的数量；S2-4、根据公式： 获取节点n和当前缓存社区C之间的拓扑结构的相似性Simstrn，C；其中nbtn表示时间t时节点n的邻居节点总数；S2-5、根据公式： 获取节点n和当前缓存社区C之间的相似性Simn，C，进而得到节点n和所有当前缓存社区之间的相似性；其中α1、α2和α3均为权重参数；S2-6、将节点n划分至与其相似性最大的当前缓存社区，进入步骤S2-8；若节点n与两个或两个以上的缓存社区具有相同的相似度，则将节点n作为这些缓存社区的重叠节点；S2-7、创建一个新的缓存社区，使该新的缓存社区包含节点n以及与节点n直接相连的节点，进入步骤S2-8；S2-8、将重叠节点数量超过重叠数量阈值的两个缓存社区进行合并；将内部边的数量超过边数量阈值的缓存社区进行重新划分；完成当前缓存社区更新；步骤S3中卫星-CCN节点-控制中心的三层拓扑缓存模型中的卫星包括高轨道卫星和低轨道卫星；其中步骤S1和步骤S2在高轨道卫星中进行，高轨道卫星将缓存社区中的节点分为控制节点和普通节点，控制节点由中心节点构成，普通节点由非中心节点构成；控制节点为逻辑控制平面，通过索引管理与其相连的普通节点，并且与其他缓存社区进行协作；控制中心设置在高轨道卫星上，用于获取各个缓存社区和低轨道卫星中所请求内容包的信息，做出缓存决策，通过各个缓存社区进行内容缓存，将缓存决策广播给各个缓存社区的控制节点；步骤S4的具体方法包括以下子步骤：S4-1、对于任一个缓存社区，获取时间t内在节点i上收到的内容总请求数Nit、内容m被请求的次数并根据公式： 获取该缓存社区收到内容m的请求频率fimt；S4-2、根据公式： 获取该缓存社区节点i在收到的N′i个内容请求中，对于内容m的请求次数的占比fim′；S4-3、根据公式： 获取该缓存社区节点i上内容m的流行度S4-4、建立地面CCN网络的缓存状态，并表示为矩阵B： 其中为决策变量，当第m个内容缓存在第k个缓存社区中时取值为1，当第m个内容未缓存在第k个缓存社区中时取值为0；k＝1，2，...，K，m＝1，2，...，M；S4-5、根据公式： 获取节点i所在缓存社区中请求内容m的概率其中为节点i所在缓存社区中的普通节点生成对内容m请求的可能性；为节点i所在缓存社区中的控制节点生成对内容m请求的可能性；li表示节点i所在缓存社区中普通节点的数量；S4-6、根据公式： 获取由节点i所在缓存社区发出的兴趣包在其他缓存社区命中时的收益其中δ为收益因子；表示缓存命中时的跳数；表示其他缓存社区中的节点S4-7、根据公式： 构建收益模型；其中R表示网络内的总收益；RL表示由节点i所在缓存社区发出的兴趣包在节点i所在缓存社区命中时的收益；表示由节点i所在缓存社区发出的兴趣包在节点i所在缓存社区命中的概率；表示由节点i所在缓存社区发出的兴趣包在其他缓存社区命中的概率；s.t.表示约束条件；Ci为节点i的缓存容量；为决策变量，当第m个内容缓存在该节点i所在的缓存社区中时取值为1，当第m个内容未缓存在该节点i所在的缓存社区中时取值为0；为决策变量，当第m个内容缓存在该节点所在的缓存社区中时取值为1，当第m个内容未缓存在该节点所在的缓存社区中时取值为0。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 电子科技大学 一种基于CCN的卫星-地面网络缓存方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD