发明授权-2019104467010-一种社会感知的基于多跳机会式D2D通信的内容分发方法.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN110868705B
(45)授权公告日2022.12.13
(21)申请号201910446701.0H04W40/22(2009.01)
(22)申请日2019.05.27审查员孙凤

(65)同一申请的已公布的文献号
申请公布号CN110868705A
(43)申请公布日2020.03.06
(73)专利权人南京理工大学紫金学院
地址210046江苏省南京市栖霞区文澜路
89号
(72)发明人邵雯娟
(74)专利代理机构南京锐恒专利代理事务所
(普通合伙)32506
专利代理师刘佳伟
(51)Int.Cl.
H04W4/70(2018.01)
H04W24/02(2009.01)权利要求书6页说明书10页附图3页
(54)发明名称
一种社会感知的基于多跳机会式D2D通信的
内容分发方法
(57)摘要
本发明目的在于提出了一种基于多跳机会
式D2D通信的内容分发方法，该方法以卸载潜在
的移动流量为目标，组合利用两种D2D通信方式：
直接D2D通信和携带—转发D2D通信，形成多跳的
D2D传输通信，以充分利用D2D网络的传输潜力。
该方法采用两阶段包括：在第一阶段中，使用社
会感知的决策方案来安排蜂窝连接方式(B2D)或
D2D方式传输。在第二阶段中，以获得最大的卸载
率为目标，每次分发时，在请求者集合中，基于多
跳传输时延和路径跳数的折衷，构建多跳内容分
发的效用函数，选择具有最高分发效用的节点作
为最佳的接收者。本发明降低了内容获取的时延
和分发路径的跳数，提供了更高的基站业务卸载
率，从而减少基站能耗，并提高用户体验质量，提
升了整个网络的收益。
CN110868705B
CN110868705B权利要求书1/6页

1.一种社会感知的基于多跳机会式D2D通信的内容分发方法，其特征在于，所述方法包
括如下步骤：

步骤1：节点被随机地分布在由基站eNB服务的一个小区中，在某一时刻t0，多个节点向

基站发送数据请求，请求在给定时间约束Tk内，获得内容mk；

步骤2：基站收集到节点发送的内容分发请求，构造一个特定于内容mk的请求者集Dk；

步骤3：在Dk中，eNB选择具有最快传播能力的节点作为分发代理者；分发代理者的选择
符合如下的社会连接紧密度要求：1、与其它节点的累计相遇时长足够长；2、与其它节点相
遇次数频繁，通过机会式相遇来感知节点的紧密关系，当任务发起者与多个节点相遇时，从

社会属性角度，将连接紧密程度ωij作为判定连接稳定性的依据，进而保证内容分发的快速
性和有效性包括：

步骤301：eNB在每个时隙，维护社会网络层面的连接图G＝{Dk,E}，顶点集Dk等于内容

mk的请求者集合，边集合将其中的连接权重ωij为节点社交关

系的衡量指标，ωij描述了邻居关系的紧密性，作为能否建立基于D2D通信内容分发协作的

依据，ωij越大，表示节点与其它节点间相遇可能性越大、接触时长越长，从而保证了节点的
内容传播能力；

步骤302：采用平均相遇持续时长和平均相遇频率λij作为衡量连接紧密度的标准，由于
这两个指标属于不同量纲，所以采用数据归一化的方式处理后，然后进行求和：

ωij表示(i，j)间的连接紧密度，表示(i，j)间的平均相遇持续时长，λij表示(i，j)间
的平均相遇频率；
步骤303：计算节点的连接紧密度：

步骤304：eNB在每个时隙，维护物理网络层面的连接图G(Dk,E|E(t0+t),E(t0+

2t),....,E(t0+nt))，其中顶点集Dk等于内容mk的请求者集合，E(t)表示顶点集中一对实体
之间存在的邻近D2D连接，其权重等于节点对(i，j)之间的相遇间隔时长；
步骤305：在请求者集中选择内容分发代理者：
具体步骤如下：
分发代理者i的分发能力包括两个方面：分发传播时间和社会接触能力，其中，分发传

播时间由路径传输时延期望E(Dij)表示，社会接触能力用连接紧密度ωi表示，如下式所示，
计算每个节点的分发代理能力，选择其中具有最大值的节点作为分发代理者：

ψi,j表示对于从基站到节点j且经过节点i的路径集，表示路径集的传输时延，
由eNB到i的B2D传输时间和i到j的D2D多跳传输时延期望构成：

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CN110868705B权利要求书2/6页
步骤306：计算eNB到节点i的B2D传输时间：
具体步骤如下：
等于待分发的内容大小除以节点i的蜂窝链路速率，表示为：

|mk|表示待分发的内容大小，表示节点i的蜂窝链路速率，
eNB到节点i的蜂窝链路速率表示为：

其中，W0表示蜂窝系统的子载波带宽，pB表示基站的发送功率，lB,i表示基站到节点i的
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传输距离，α表示路径损耗因子，