CN120111108B 内容更新、推送和传输的联合优化方法及无线缓存网络 （西安邮电大学）

(19)国家知识产权局(12)发明专利(72)发明人张雪薇任开心任远江帆有限公司61316H04W28/14(2009.01)张雪薇等.JointDesignofContentUpdatePushandDeliveryBasedonNomaCommunicationsandNetworConference.2025,全文.审查员黎雨婷制器根据内容流行度及文件尺寸，量化缓存价略；宏基站向多播组用户及内容服务器分发内的双重最大化，提高了数据传输效率和用户体向宏基站发送传输策略208向至少一个内客服务器发送更新策略208根据中央控制服务器发送待反错的传输策根据中央控制服务器发送待标识，向每个内容标识对应的用户设21221.一种内容更新、推送和传输的联合优化方法，其特征在于，应用于无线缓存网络的中央控制器，所述无线缓存网络包括：所述中央控制器、至少一个宏基站、多个用户设备和至接收任意一个所述宏基站转发的多个所述用户设备发送的内容请求，所述内容请求用于请求向所述用户设备反馈内容文件；根据每个所述内容请求分别对应的内容标识和位置信息，对多个所述用户设备进行分组，得到多个用户设备组以及相对应的分组信息，所述内容标识用于指示所述用户设备所请求的内容文件，所述位置信息用于表示所述用户设备的地理位置，任一所述用户设备组中的每个所述用户设备对应的内容标识一致；针对每个所述用户设备组对应的每个所述内容标识，根据所述内容标识所指示的内容文件所对应的流行度和尺寸因子，生成缓存效用函数；根据所述缓存效用函数，以及预先设置的文件更新算法，确定所述内容服务器中需要缓存的待更新文件，所述待更新文件为所述用户设备所请求的、但所述内容服务器未缓存的内容文件；根据所述待更新文件生成更新策略，并根据所述无线缓存网络的信道参数生成传输策略，所述更新策略用于指示所述内容服务器向多个所述用户设备反馈所述待更新文件，所述传输策略用于指示所述宏基站向所述用户设备和/或所述内容服务器传输所述待更新文向所述宏基站发送所述传输策略，使得所述宏基站根据所述传输策略，向多播组中的每个所述用户设备反馈与所述内容标识对应的内容文件，并向至少一个所述内容服务器发送所述待更新文件，所述多播组中的每个所述用户设备，均位于各个所述内容服务器的传输范围外；向至少一个所述内容服务器发送所述更新策略，使得每个所述内容服务器确定所述待更新文件所需的目标存储空间，获取所述更新策略携带的待删除优先级，根据所述目标存储空间和所述待删除优先级，对所述内容服务器中已缓存的至少一个所述内容文件进行删除，接收至少一个所述宏基站发送的所述待更新文件，并缓存所述待更新文件，针对所述更新策略所包括的至少一个所述内容标识，向所述内容标识对应的所述用户设备发送所述内容标识对应的所述内容文件，所述待删除优先级用于表示所述内容服务器中未被请求、且已缓存的各个所述内容文件之间的优先级；所述根据所述无线缓存网络的信道参数生成传输策略，包括：构建信道模型，根据所述用户设备分组协议确定所述用户设备处于的传输阶段；建立多播模型，并计算所述内容服务器收集的能量；在两阶段的内容推送和分发模型下的用户设备和速率的表达式中，将非凸问题转化为二阶锥规划形式的凸问题进行求解，得到目标波束赋形向量和目标NO2.根据权利要求1所述的内容更新、推送和传输的联合优化方法，其特征在于，所述根据每个所述内容请求分别对应的内容标识和位置信息，对多个所述用户设备进行分组，得到多个用户设备组以及相对应的分组信息，包括：针对每个所述内容请求，获取所述内容请求所携带的所述内容标识和所述位置信息；3根据多个所述内容标识和多个所述位置信息，对多个所述用户设备进行分组，得到多个所述用户设备组以及相对应的所述分组信息。3.根据权利要求2所述的内容更新、推送和传输的联合优化方法，其特征在于，所述根据多个所述内容标识和多个所述位置信息，对多个所述用户设备进行分组，得到多个所述用户设备组以及相对应的所述分组信息，包括：根据多个所述内容标识，将对应有相同的内容标识的至少一个所述用户设备划分为一个所述用户设备组；根据每个所述位置信息，确定每个所述用户设备是否位于任意一个所述内容服务器的传输范围内；针对每个所述用户设备，若所述用户设备位于任意一个所述内容服务器的传输范围内，则将所述用户设备保留在所属的用户设备组内；若所述用户设备位于每个所述内容服务器的传输范围外，则将所述用户设备从所属的用户设备组调整至多播组；根据至少一个所述用户设备组和所述多播组，生成所述分组信息。4.根据权利要求1所述的内容更新、推送和传输的联合优化方法，其特征在于，所述根据所述缓存效用函数，以及预先设置的文件更新算法，确定所述内容服务器中需要缓存的针对每个所述内容服务器，根据每个所述内容标识对应的所述位置信息，确定所述内容服务器的传输范围所覆盖的至少一个目标用户设备；根据每个所述目标用户设备对应的所述内容标识，确定每个所述目标用户设备对应的至少一个待缓存文件，所述待缓存文件为所述目标用户设备请求的、且所述内容服务器未缓存的文件；通过所述缓存效用函数，确定每个所述待缓存文件的待缓存优先级；根据每个所述待缓存文件的所述待缓存优先级，选取预设数目的所述待缓存文件作为所述待更新文件。5.根据权利要求1所述的内容更新、推送和传输的联合优化方法，其特征在于，所述根据所述无线缓存网络的信道参数生成传输策略，包括：根据所述信道参数，获取传输速率，所述信道参数包括：信道状态、所述宏基站的最大发射功率、用户接收服务质量约束、能量转换效率和信号强度比例；根据所述传输速率，对波束赋形向量和NOMA功率分配因子进行优化，得到所述目标波束赋形向量和所述目标NOMA功率分配因子，所述目标波束赋形向量，用于指示所述宏基站按照所述目标波束赋形向量对应的参数，向所述用户设备和/或所述内容服务器发送所述内容文件，所述目标NOMA功率分配因子，用于指示所述内容服务器按照所述目标NOMA功率分配因子对应的参数，向所述用户设备反馈所述内容文件；根据所述目标波束赋形向量和所述目标NOMA功率分配因子，得到目标传输速率；根据所述目标波束赋形向量、所述目标NOMA功率分配因子和所述目标传输速率，生成所述传输策略。6.根据权利要求5所述的内容更新、推送和传输的联合优化方法，其特征在于，所述根据所述传输速率，对波束赋形向量和NOMA功率分配因子进行优化，得到目标波束赋形向量4获取在第一阶段中，每个所述用户设备对应的第一SINR,以及每个所述内容服务器收集的能量，所述第一阶段为所述宏基站向所述用户设备和所述内容服务器发送所述内容文件的阶段；根据所述能量，确定所述内容服务器在第二阶段中的功率，所述第二阶段为所述内容服务器向所述用户设备发送所述内容文件的阶段；根据所述内容服务器在所述第二阶段中的功率，确定每个所述用户设备在所述第二阶段中对应的第二SINR;根据所述第一SINR和所述第二SINR,确定用户设备和速率的表达式；对所述用户设备和速率的表达式进行计算，得到所述目标波束赋形向量和所述目标7.一种无线缓存网络，其特征在于，所述无线缓存网络包括：中央控制器、至少一个宏基站、多个用户设备和至少一个内容服务器；所述宏基站用于接收多个所述用户设备发送的内容请求，所述内容请求用于请求向所述用户设备反馈的内容文件；所述宏基站还用于向所述中央控制器转发所述内容请求；所述中央控制器用于接收任意一个所述宏基站发送的所述内容请求；所述中央控制器还用于根据每个所述内容请求分别对应的内容标识和位置信息，对多个所述用户设备进行分组，得到多个用户设备组以及相对应的分组信息，所述内容标识用于指示所述用户设备所请求的内容文件，每个所述用户设备组所对应的内容标识一致，所述位置信息用于表示所述用户设备的地理位置；针对每个所述分组信息对应的每个所述内容标识，所述中央控制器还用于根据所述内容标识所指示的内容文件的流行度和尺寸因子，生成缓存效用函数；所述中央控制器还用于根据所述缓存效用函数，以及预先设置的文件更新算法，确定所述内容服务器中需要缓存的待更新文件，所述待更新文件为所述用户设备所请求的、但所述内容服务器未缓存的内容文件；所述中央控制器还用于根据所述待更新文件生成更新策略，并根据所述无线缓存网络的信道参数生成传输策略，所述更新策略用于指示所述内容服务器向多个所述用户设备反馈缓存的所述待更新文件，所述传输策略用于指示所述宏基站向所述用户设备和/或所述内容服务器传输所述待更新文件；所述中央控制器还用于向所述宏基站发送所述传输策略，并向至少一个所述内容服务器发送所述更新策略；所述宏基站还用于根据所述中央控制器反馈的所述传输策略，向多播组中的每个所述用户设备反馈与所述内容标识对应的内容文件，并向所述内容服务器发送待更新文件，所述多播组中的每个所述用户设备，均位于各个所述内容服务器的传输范围外；所述内容服务器用于接收所述中央控制器发送的更新策略，确定所述待更新文件所需的目标存储空间；所述内容服务器还用于获取所述更新策略携带的待删除优先级，所述待删除优先级用于表示所述内容服务器中未被请求、且已缓存的各个所述内容文件之间的优先级；5所述内容服务器还用于根据所述目标存储空间和所述待删除优先级，对所述内容服务器中已缓存的至少一个所述内容文件进行删除；所述内容服务器还用于接收至少一个所述宏基站发送的所述待更新文件，并缓存所述待更新文件；所述内容服务器还用于根据所述更新策略所包括的至少一个内容标识，向每个所述内容标识对应的所述用户设备发送所述内容标识对应的所述内容文件；所述根据所述无线缓存网络的信道参数生成传输策略，包括：构建信道模型，根据所述用户设备分组协议确定所述用户设备处于的传输阶段；建立多播模型，并计算所述内容服务器收集的能量；在两阶段的内容推送和分发模型下的用户设备和速率的表达式中，将非凸问题转化为二阶锥规划形式的凸问题进行求解，得到目标波束赋形向量和目标NO6内容更新、推送和传输的联合优化方法及无线缓存网络技术领域[0001]本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种内容更新、推送和传输的联合优化方法及无线缓存网络。背景技术[0002]近年来，随着移动设备的普及和移动应用程序数量的急剧增加，移动网络流量呈现出了爆炸式的增长态势。这一现象不仅加剧了网络的拥塞问题，还导致了网络延迟的显著增加以及用户体验的显著下降，从而使得移动用户的需求难以得到充分的满足。为了解决这一系列问题，无线缓存技术逐渐崭露头角，并在第五代移动通信(5G)领域中展现出了巨大的潜力。[0003]在5G移动通信的发展进程中，边缘缓存技术凭借其独特的优势成为了移动边缘计算中的一项关键技术。该技术通过在网络中复用热点内容，显著地减轻了无线网络的传输负担，从而有效地提升了用户的网络体验。无线缓存技术作为一种旨在提升无线网络性能的核心手段，目前已经成为学术界和工业界研究的热点。它能够大幅度减少网络延迟、提高数据传输的吞吐量，并进一步增强用户的网络使用体验。[0004]在非高峰时段，边缘缓存技术会将常用的文件预先存储在离用户设备更近的缓存用户设备与缓存内容之间的物理距离大大缩短，请求的文件能够以更高的速率被检索和传输，从而有效地降低了延迟并减少了网络拥塞。同时，这种缓存策略还为其他网络流量减轻[0005]然而，尽管边缘缓存技术在提升无线网络性能方面取得了显著的成效，但仍需要对缓存命中率和用户设备速率等进行优化。发明内容[0006]有鉴于此，本公开实施例提供一种基内容更新、推送和传输的联合优化方法及无线缓存网络，至少部分解决现有技术中存在的问题。[0007]第一方面，本公开实施例提供了一种基内容更新、推送和传输的联合优化方法，应用于无线缓存网络的中央控制器，所述无线缓存网络包括：所述中央控制器、至少一个宏基站、多个用户设备和至少一个内容服务器，所述[0008]接收任意一个所述宏基站转发的多个所述用户设备发送的内容请求，所述内容请求用于请求向所述用户设备反馈内容文件；[0009]根据每个所述内容请求分别对应的内容标识和位置信息，对多个所述用户设备进行分组，得到多个用户设备组以及相对应的分组信息，所述内容标识用于指示所述用户设备所请求的内容文件，所述位置信息用于表示所述用户设备的地理位置，任一所述用户设备组中的每个所述用户设备对应的内容标识一致；[0010]针对每个所述用户设备组对应的每个所述内容标识，根据所述内容标识所指示的7内容文件所对应的流行度和尺寸因子，生成缓存效用函数；[0011]根据所述缓存效用函数，以及预先设置的文件更新算法，确定所述内容服务器中需要缓存的待更新文件，所述待更新文件为所述用户设备所请求的、但所述内容服务器未缓存的内容文件；[0012]根据所述待更新文件生成更新策略，并根据所述无线缓存网络的信道参数生成传输策略，所述更新策略用于指示所述内容服务器向多个所述用户设备反馈所述待更新文件，所述传输策略用于指示所述宏基站向所述用户设备和/或所述内容服务器传输所述待更新文件；[0013]向所述宏基站发送所述传输策略，使得所述宏基站根据所述传输策略，向多播组中的每个所述用户设备反馈与所述内容标识对应的内容文件，并向至少一个所述内容服务器发送所述待更新文件，所述多播组中的每个所述用户设备，均位于各个所述内容服务器的传输范围外；[0014]向至少一个所述内容服务器发送所述更新策略，使得每个所述内容服务器根据所述更新策略，通过所述宏基站对所述待更新文件进行缓存，并向传输范围内的至少一个所述用户设备组中的至少一个所述用户设备反馈与所述内容标识对应的内容文件。[0015]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述根据每个所述内容请求分别对应的内容标识和位置信息，对多个所述用户设备进行分组，得到多个用户设备组以及相对应的[0016]针对每个所述内容请求，获取所述内容请求所携带的所述内容标识和所述位置信[0017]根据多个所述内容标识和多个所述位置信息，对多个所述用户设备进行分组，得到多个所述用户设备组以及相对应的所述分组信息。[0018]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述根据多个所述内容标识和多个所述位置信息，对多个所述用户设备进行分组，得到多个所述用户设备组以及相对应的所述分[0019]根据多个所述内容标识，将对应有相同的内容标识的至少一个所述用户设备划分为一个所述用户设备组；[0020]根据每个所述位置信息，确定每个所述用户设备是否位于任意一个所述内容服务器的传输范围内；[0021]针对每个所述用户设备，若所述用户设备位于任意一个所述内容服务器的传输范[0022]若所述用户设备位于每个所述内容服务器的传输范围外，则将所述用户设备从所属的用户设备组调整至多播组；[0023]根据至少一个所述用户设备组和所述多播组，生成所述分组信息。[0024]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述根据所述缓存效用函数，以及预先设置的文件更新算法，确定所述内容服务器中需要缓存的待更新文件，包括：[0025]针对每个所述内容服务器，根据每个所述内容标识对应的所述位置信息，确定所述内容服务器的传输范围所覆盖的至少一个目标用户设备；[0026]根据每个所述目标用户设备对应的所述内容标识，确定每个所述目标用户设备对8应的至少一个待缓存文件，所述待缓存文件为所述目标用户设备请求的、且所述内容服务器未缓存的文件；[0027]通过所述缓存效用函数，确定每个所述待缓存文件的待缓存优先级；[0028]根据每个所述待缓存文件的所述待缓存优先级，选取预设数目的所述待缓存文件作为所述待更新文件。[0029]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述根据所述无线缓存网络的信道参数[0030]根据所述信道参数，获取传输速率，所述信道参数包括：信道状态、所述宏基站的最大发射功率、用户接收服务质量约束、能量转换效率和信号强度比例；[0031]根据所述传输速率，对波束赋形向量和非正交多址接入NOMA功率分配因子进行优化，得到目标波束赋形向量和目标NOMA功率分配因子，所述目标波束赋形向量，用于指示所述宏基站按照所述目标波束赋形向量对应的参数，向所述用户设备和/或所述内容服务器发送所述内容文件，所述目标NOMA功率分配因子，用于指示所述内容服务器按照所述目标[0032]根据所述目标波束赋形向量和所述目标NOMA功率分配因子，得到目标传输速率；[0033]根据所述目标波束赋形向量、所述目标NOMA功率分配因子和所述目标传输速率，生成所述传输策略。[0034]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述根据所述传输速率，对波束赋形向量和非正交多址接入NOMA功率分配因子进行优化，得到目标波束赋形向量和目标NOMA功率[0035]获取在第一阶段中，每个所述用户设备对应的第一信干噪比SINR,以及每个所述内容服务器收集的能量，所述第一阶段为所述宏基站向所述用户设备和所述内容服务器发送所述内容文件的阶段；[0036]根据所述能量，确定所述内容服务器在第二阶段中的功率，所述第二阶段为所述内容服务器向所述用户设备发送所述内容文件的阶段；[0037]根据所述内容服务器在所述第二阶段中的功率，确定每个所述用户设备在所述第二阶段中对应的第二SINR;[0038]根据所述第一SINR和所述第二SINR,确定用户设备和速率的表达式；[0039]对所述用户设备和速率的表达式进行计算，得到所述目标波束赋形向量和所述目[0040]第二方面，本公开实施例提供了一种内容更新、推送和传输的联合优化方法，应用于无线缓存网络的内容服务器；[0041]所述无线缓存网络包括：中央控制器、至少一个宏基站、多个用户设备和至少一个所述内容服务器，所述方法包括：[0042]接收所述中央控制器发送的更新策略，所述更新策略是所述中央控制器根据任意一个所述宏基站发送的分组信息对应的每个内容标识，结合预先设置的文件更新算法生成[0043]根据所述更新策略所指示的待更新文件，接收至少一个所述宏基站发送的所述待更新文件，并对缓存的内容文件进行更新，缓存所述待更新文件，所述待更新文件为所述用9户设备所请求的、但所述内容服务器未缓存的内容文件；[0044]针对所述更新策略所包括的至少一个所述内容标识，向所述内容标识对应的所述用户设备发送所述内容标识对应的所述内容文件。[0045]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述根据所述更新策略所指示的待更新文件，接收至少一个所述宏基站发送的所述待更新文件，并对缓存的内容文件进行更新，缓[0046]确定所述待更新文件所需的目标存储空间；[0047]获取所述更新策略携带的待删除优先级，所述待删除优先级用于表示所述内容服务器中未被请求、且已缓存的各个所述内容文件之间的优先级；[0048]根据所述目标存储空间和所述待删除优先级，对所述内容服务器中已缓存的至少一个所述内容文件进行删除；[0049]接收至少一个所述宏基站发送的所述待更新文件，并缓存所述待更新文件。[0050]第三方面，本公开实施例提供了一种无线缓存网络，所述无线缓存网络包括：中央控制器、至少一个所述宏基站、多个用户设备和至少一个内容服务器；[0051]所述宏基站用于接收多个所述用户设备发送的内容请求，所述内容请求用于请求向所述用户设备反馈的内容文件；[0052]所述宏基站还用于向所述中央控制器转发所述内容请求；[0053]所述中央控制器用于接收任意一个所述宏基站发送的所述内容请求；[0054]所述中央控制器还用于根据每个所述内容请求分别对应的内容标识和位置信息，对多个所述用户设备进行分组，得到多个用户设备组以及相对应的分组信息，所述内容标识用于指示所述用户设备所请求的内容文件，每个所述用户设备组所对应的内容标识一致，所述位置信息用于表示所述用户设备的地理位置；[0055]针对每个所述分组信息对应的每个所述内容标识，所述中央控制器还用于根据所述内容标识所指示的内容文件的流行度和尺寸因子，生成缓存效用函数；[0056]所述中央控制器还用于根据所述缓存效用函数，以及预先设置的文件更新算法，确定所述内容服务器中需要缓存的待更新文件，所述待更新文件为所述用户设备所请求的、但所述内容服务器未缓存的内容文件；[0057]所述中央控制器还用于根据所述待更新文件生成更新策略，并根据所述无线缓存网络的信道参数生成传输策略，所述更新策略用于指示所述内容服务器向多个所述用户设备反馈缓存的所述待更新文件，所述传输策略用于指示所述宏基站向所述用户设备和/或所述内容服务器传输所述待更新文件；[0058]所述中央控制器还用于向所述宏基站发送所述传输策略，并向至少一个所述内容服务器发送所述更新策略；[0059]所述宏基站还用于根据所述中央控制器反馈的所述传输策略，向多播组中的每个所述用户设备反馈与所述内容标识对应的内容文件，并向所述内容服务器发送待更新文件，所述多播组中的每个所述用户设备，均位于各个所述内容服务器的传输范围外；[0060]所述内容服务器用于接收所述中央控制器发送的更新策略；[0061]所述内容服务器还用于根据所述更新策略所指示的所述待更新文件，接收至少一个所述宏基站发送的所述待更新文件，并对缓存的内容文件进行更新；[0062]根据所述更新策略所包括的至少一个内容标识，向每个所述内容标识对应的所述用户设备发送所述内容标识对应的所述内容文件。[0064]1、本实施例通过综合考虑缓存文件的尺寸和文件流行度，设计了缓存效用函数以及相应的缓存更新算法。这种方法能够根据文件的访问频率和大小来优化缓存内容，从而最大化缓存命中率。[0065]2、本实施例基于用户设备分组和文件更新策略，建立了两阶段和速率优化问题，旨在最大化用户设备速率。通过用户设备分组和传输策略设计，系统能够确保在不同传输阶段内，用户设备能够根据自身需求和网络条件获得最佳的数据传输速率。[0066]总而言之，本实施例通过综合考虑缓存和内容传输的多个关键因素，实现了缓存命中率和用户设备速率的双重最大化，为内容更新、推送及传输的联合优化提供了一种高效且实用的解决方案，提高了数据传输效率和用户体验。附图说明[0067]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发确的和隐含的定义。[0069]图1为本申请实施例提出的一种内容更新、推送和传输的联合优化方法所涉及的无线缓存网络的网络示意图；[0070]图2为本申请实施例提供的一种内容更新、推送和传输的联合优化方法的示意性流程图；[0071]图3为本申请实施例提供的一种获取更新策略的流程示意图；[0072]图4为本申请实施例所提供的一种内容服务器中缓存文件命中率随内容服务器尺寸的变化曲线示意图；[0073]图5为本申请实施例所提供的一种传输部分和速率随功率的变化曲线示意图；[0074]图6示出了能实施根据本发明实施例的方法的设备的示例性结构示意图。具体实施方式[0075]下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。[0076]以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可11以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。[0077]需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。[0078]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。[0079]另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。[0080]参见图1,图1为本申请实施例提出的一种内容更新、推送和传输的联合优化方法所涉及的无线缓存网络的网络示意图，该无线缓存网络中可以包括：中央控制器110、至少一个宏基站120、多个用户设备130和至少一个内容服务器140。[0081]其中，每个宏基站120可以与中央控制器110、用户设备130和内容服务器140链路连接，内容服务器140还可以与中央控制器110和用户设备130链路连接。[0082]具体地，针对每个用户设备130,用户设备130可以根据用户触发的操作，生成内容请求，并向附近的宏基站120发送该内容请求。相应的，宏基站120可以接收多个用户设备130发送的内容请求，并向中央控制器110转发多个内容请求。[0083]相应的，中央控制器110可以根据多个内容请求中所包括的内容标识和位置信息，对多个用户设备130进行分组，得到多个用户设备组以及相对应的分组信息。[0084]其中，内容标识用于指示用户设备130所请求的内容文件，每个用户设备组所对应的内容标识一致，位置信息用于表示用户设备130的地理位置。[0085]而且，中央控制器110可以根据分组信息，确定分组信息所包括的内容标识，并根据各个分组信息包括的内容标识，确定每个内容标识所指示的内容文件分别对应的流行度和尺寸因子。[0086]之后，中央控制器110可以根据各个内容文件分别对应的流行度和尺寸因子，生成缓存效用函数，从而可以根据缓存效用函数，结合预先设置的文件更新算法，确定需要在内容服务器140中缓存的待更新文件，并根据待更新文件生成更新策略、根据无线缓存网络的信道参数生成传输策略，从而可以向宏基站120发送传输策略、向内容服务器140发送该更新策略，以便内容服务器140可以向用户设备130反馈缓存后的待更新文件。[0087]相应的，宏基站120可以根据接收的传输策略，向多播组中的每个用户设备130进行反馈，根据各个用户设备130发送的内容请求中的内容标识，向各个用户设备130发送与内容标识相对应的内容文件。[0088]而且，宏基站120还可以根据传输策略，向内容服[0089]类似的，内容服务器140可以接收中央控制器110发送的更新策略，并根据更新策略，接收宏基站120发送的待更新文件，从而可以对接收的待更新文件进行缓存，并向用户设备130发送缓存的内容文件。[0090]需要说明的是，在实际应用中，无线缓存网络中可以包括多个宏基站120、多个用户设备130和多个内容服务器140,本申请实施例为简便说明，仅以一个宏基站120、一个用户设备130和一个内容服务器140为例进行说明，本申请实施例对宏基站120、用户设备130和内容服务器的数目不做具体限定。[0091]下述对无线缓存网络中各个设备进行数据传输的过程进行详细介绍。[0092]图2为本申请实施例提供的一种内容更新、推送和传输的联合优化方法的示意性流程图，作为示例而非限定，应用于无线缓存网络中的中央控制器、至少一个宏基站和至少一个内容服务器，参见图2,该方法包括：[0093]步骤201、宏基站接收多个用户设备发送的内容请求。[0094]其中，内容请求用于请求向用户设备反馈的内容文件。例如，用户设备在生成内容请求的过程中，可以根据用户触发的动作，确定所需的内容文件对应的内容标识，再结合用户设备当前所在的地理位置，生成并向宏基站发送内容请求，其中内容标识用于唯一标示所请求的内容文件。[0095]另外，上述内容文件可以为视频文件，也可以为图像文件，还可以为文本文件，本申请实施例对内容文件的类型不做具体限定。[0096]在无线缓存网络进行数据传输的过程中，用户设备可以向宏基站发送内容请求，通过内容请求向宏基站或内容服务器请求所需要的内容文件。相应的，宏基站可以通过与用户设备之间的信道接收用户设备所发送的内容请求。[0097]例如，用户设备在向宏基站发送内容请求的过程中，可以随机接入的用户设备与宏基站之间的任一信道，向宏基站发送内容请求。相应的，宏基站在通过多个信道进行数据传输的过程中，可以接收该内容请求。[0098]需要说明的是，在实际应用中，宏基站可以接收多个用户设备发送的内容请求，本申请实施例为简便说明，仅以宏基站接收一个用户设备发送的内容请求为例进行说明，本申请实施例对向宏基站发送内容请求的用户设备的数量，以及宏基站所接收的内容请求的数量不做具体限定。[0099]步骤202、宏基站向中央控制器转发多个用户设备的内容请求。[0100]宏基站在得到多个用户设备发送的内容请求后，可以向中央控制器发送各个内容请求，以便中央控制器可以根据多个内容请求，对多个用户设备进行分组，从而可以针对不同分组的用户设备，采用不同的方式向各个用户设备反馈内容文件。[0101]需要说明的是，在实际应用中，宏基站可以周期性地向中央控制器发送多个用户设备发送的内容请求，也可以在得到多个用户设备发送的内容请求后，即时向中央控制器发送内容请求，本申请实施例对宏基站发送内容请求的时机不做具体限定。[0102]步骤203、中央控制器接收任意一个宏基站转发的多个用户设备发送的内容请求。[0103]与步骤202相对应的，中央控制器可以接收宏基站发送的多个内容请求，以便在后续步骤中，可以根据多个内容请求，对多个用户设备进行分组，从而向不同分组的用户设备采用不同的方式反馈内容文件。[0104]需要说明的是，本申请实施例以中央控制器接收一个宏基站发送一次内容请求为例进行说明，而在实际应用中，中央控制器可以接收多个宏基站发送的多次内容请求，本申请实施例对宏基站的数目和发送内容请求的次数不做具体限定。[0105]步骤204、中央控制器根据每个内容请求分别对应的内容标识和位置信息，对多个用户设备进行分组，得到多个用户设备组以及相对应的分组信息。[0106]其中，内容标识用于指示用户设备所请求的内容文件，任意一个用户设备组中的每个用户设备所对应的内容标识一致，位置信息用于表示用户设备的地理位置。[0107]中央控制器在接收宏基站转发的各个用户设备发送的内容请求后，可以对多个内容请求进行识别，根据每个内容请求所对应的内容标识和位置信息，对各个用户设备进行分组，以便在后续步骤中，可以针对不同用户设备组的用户设备反馈相对应的内容文件。[0108]可选的，针对每个内容请求，中央控制器可以获取内容请求所携带的内容标识和位置信息，根据多个内容标识和多个位置信息，对多个用户设备进行分组，得到多个用户设备组以及相对应的分组信息。[0109]具体地，中央控制器可以对各个内容请求进行识别，确定每个内容请求所包括的内容标识和位置信息，再对各个内容标识进行遍历，将相同的内容标识所属的用户设备划分至同一用户设备组，从而可以得到多个用户设备组。[0110]进一步地，在实际应用中，可能存在部分用户设备并未位于任一内容服务器的传输范围内，则可以通过宏基站向这些用户设备反馈内容文件。相应的，中央控制器可以根据每个用户设备的位置信息，结合各个内容服务器的位置信息，对每个用户设备组中的每个用户设备进行识别，确定每个用户设备是通过宏基站接收内容文件，还是通过内容服务器接收内容文件，能够实现无线缓存网络中资源的高效利用，同时满足用户设备多样化的内容需求。[0111]具体地，中央控制器可以根据多个内容标识，将对应有相同内容标识的至少一个用户设备划分为一个用户设备组，并根据每个位置信息，确定每个用户设备是否位于的任意一个内容服务器的传输范围内。[0112]针对每个用户设备，若用户设备位于任意一个内容服务器的传输范围内，则可以将用户设备保留在所属的用户设备组内，但是，若用户设备位于每个内容服务器的传输范围外，则可以将用户设备从所属的用户设备组调整至多播组，从而可以根据至少一个用户设备组和多播组，完成对用户设备的分组，并生成分组信息。[0113]其中，每个分组信息中可以包括：该用户设备组所对应的内容标识，每个内容标识所属用户设备对应的设备标识，该设备标识用于唯一指示用户设备，设备标识可以通过内容请求由用户设备发送至宏基站。[0114]步骤205、针对每个分组信息对应的每个内容标识，中央控制器根据内容标识所指示的内容文件的流行度和尺寸因子，生成缓存效用函数。[0115]其中，文件流行度用于表示内容文件在某个时间段内被用户设备所请求的频率，可以表示用户设备对该内容文件的兴趣和需求程度，可以作为缓存效用函数的一个重要参数，尺寸因子用于表示内容文件的大小。[0116]中央控制器在得到多个分组信息后，可以对每个分组信息所对应的内容标识进行识别，确定每个分组信息所指示的用户设备组所请求的内容文件，并基于所请求的多个内[0129]可选的，针对每个内容服务器，中央控制器可以根据每个内容标识对应的位置信息，确定该内容服务器的传输范围所覆盖的至少一个目标用户设备，并根据每个目标用户设备对应的内容标识，确定每个目标用户设备对应的至少一个待缓存文件，再通过缓存效用函数，确定每个待缓存文件的待缓存优先级，从而可以根据每个待缓存文件的待缓存优先级，选取预设数目的待缓存文件作为待更新文件。[0130]其中，待缓存文件可以为目标用户设备请求的、且内容服务器未缓存的[0131]而且，在实际应用中，中央控制器可以结合每个内容服务器所缓存的内容文件，以及需要缓存的待缓存文件，确定该内容服务器需要缓存的多个待缓存文件分别对应待缓存优先级，从而可以得到该内容服务器相对应的待更新文件，从而可以得到多个内容服务器分别对应的待更新文件。[0132]具体地，针对每个内容服务器，中央控制器可以确定该内容服务器当前缓存的各个内容文件，并确定位于该内容服务器的覆盖范围内的各个目标用户设备分别对应的内容标识，从而可以确定覆盖范围内的每个目标用户设备所请求的内容文件。[0133]之后，中央控制器可以根据内容服务器当前缓存的内容文件，以及覆盖范围内的每个目标用户设备所请求的内容文件，确定该内容服务器需要对哪些内容文件进行缓存，从而确定待缓存文件。[0134]进一步地，中央控制器可以对多个待缓存文件进行分析，确定每个待缓存文件对应的待缓存优先级，并根据待缓存优先级从多个待缓存文件中确定待更新文件。[0135]步骤207、中央控制器根据待更新文件生成更新策略，并根据无线缓存网络的信道参数生成传输策略。[0136]其中，更新策略用于指示内容服务器向多个用户设备反馈待更新文件，传输策略用于指示宏基站向用户设备和/或内容服务器传输待更新文件。[0137]中央控制器在确定每个内容服务器分别对应的待更新文件后，可以根据多个待更新文件，生成更新策略。同时，还可以根据无线缓存网络的信道参数生成传输策略，以便在后续步骤中，宏基站可以根据该传输策略，结合内容服务器接收的更新策略，对至少一个内容服务器所缓存的内容进行更新，完成内容服务器与用户设备之间的数据传输。[0138]可选的，在中央控制器根据无线缓存网络的信道参数生成传输策略的过程中，可以先根据信道参数，获取传输速率，并根据传输速率，对波束赋形向量和非正交多址接入(non-orthgonalmultipleaccess,NOMA)功率分配因子进行优化，得到目标波束赋形向量能量转换效率和信号强度比例。[0140]而且，目标波束赋形向量，用于指示宏基站按照目标波束赋形向量对应的参数，向用户设备和/或内容服务器发送内容文件，目标NOMA功率分配因子，用于指示[0141]进一步地，在对波束赋形向量和NOMA功率分配因子进行优化的过程中，中央控制器可以将宏基站向用户设备和内容服务器发送内容文件的阶段定义为第一阶段，并将内容并对用户设备和速率的表达式进行计算，得到目标波束赋形向量和目标NOMA功率分配因[0154]其中β表示用于能量收集的信号强度的比例，η∈(0,1)为内容服务器的功率转换效率。若β=1,内容服务器不进行内容更新；否则β∈(0,1)。假设内容服务器的索引为0。表示内容服务器和第k个用户设备之间,Yk的值；[0177]其中，Wm为第m组波束赋形向量，k为第一阶段引入的QoS约束，为第二阶段引入的QoS约束，α为第k个用户设备的功率分配因子，B₁为第一阶段传输带宽，B₂为第n次迭代为第n次迭代W;的值，[0187]与步骤208相对应的，宏基站可以接收中央控制器发送的传输策略，并基于传输策略所携带的内容标识和设备标识，结合多播组中每个用户设备对应的设备标识和内容标识，向该用户设备反馈内容标识相对应的内容文件。[0188]而且，宏基站还可以根据传输策略，结合每个内容服务器分别对应的待更新文件，以多播的形式向各个内容服务器发送对应的待更新文件，使得内容服务器可以对接收的待更新文件进行缓存，从而可以作为内容文件向用户设备进行反馈。[0189]需要说明的是，鉴于传输带宽的有限性，内容服务器在每次更新时仅能处理一个文件的更新需求。因此，宏基站会在向内容服务器发送待更新内容的同时，也可以同时向多播组中各个用户设备反馈内容文件，以确保服务的连续性和效率。[0190]另外，宏基站可以采用正交频分多址技术，在分配的时频资源块上向用户设备反馈内容文件，避免碰撞，以提高数据传输的稳定性和可靠性。[0191]步骤210、内容服务器接收中央控制器发送的更新策略。[0192]与步骤208相对应的，内容服务器也可以接收中央控制器发送的更新策略，以便在后续步骤中，内容服务器可以根据更新策略对待更新文件进行缓存，从而可以向用户设备反馈缓存后的内容文件。[0193]步骤211、内容服务器根据更新策略所指示的待更新文件，接收至少一个宏基站发送的待更新文件，并对缓存的内容文件进行更新，缓存待更新文件。[0194]针对每个内容服务器，内容服务器可以在收到更新策略后，根据更新策略所指示的待更新文件，接收该内容服务器需要缓存的内容文件，并对已经缓存的部分内容文件进行删除，从而可以对接收的待更新文件进行缓存。[0195]可选的，内容服务器可以先确定待更新文件所需的目标存储空间，并获取更新策略携带的待删除优先级，再根据目标存储空间和待删除优先级，对内容服务器中已缓存的至少一个内容文件进行删除，从而可以接收至少一个宏基站发送的待更新文件，并缓存待更新文件。[0196]其中，待删除优先级用于表示内容服务器中未被请求、且已缓存的各个内容文件之间的优先级。[0197]具体地，内容服务器先确定待更新文件所需的目标存储空间，并获取更新策略携带的待删除优先级，从而可以根据目标存储空间和待删除优先级，对内容服务器中已缓存的至少一个内容文件进行删除，进而可以对宏基站发送的至少一个待更新文件进行缓存。[0198]其中，内容服务器可以选择性地删除一个或多个未被请求的内容文件，而且该删除操作需确保内容服务器删除内容文件后所剩余的空间大小，大于或等于缓存的待缓存优先级最高的内容文件所对应的文件大小。[0199]步骤212、内容服务器根据更新策略所包括的至少一个内容标识，向每个内容标识对应的用户设备发送内容标识对应的内容文件。[0200]与步骤211相对应的，内容服务器在对待更新文件进行缓存后，即可根据更新策略，向内容服务器覆盖范围内的每个用户设备，发送与该用户设备所对应的内容标识相匹配的内容文件，完成内容文件的交互。[0201]其中，本步骤212中内容服务器向用户设备反馈内容文件的过程，与步骤209中宏基站向用户设备反馈内容文件的过程类似，在此不再赘述。[0202]本申请实施例还提供了一种内容服务器中缓存文件命中率随内容服务器尺寸的变化曲线，参见图4,图4为本申请实施例所提供的一种内容服务器中缓存文件命中率随内容服务器尺寸的变化曲线示意图。如图4所示，随着内容服务器容量的扩增，其命中率呈现出相应的提升趋势。具体而言，更大的容量意味着内容服务器能够容纳并缓存更广泛的文件集合，进而显著增强了满足用户设备请求的能力，即提高了用户设备请求的命中率。相较于那些仅依据文件流行度进行缓存决策，而忽略文件尺寸大小的传统方案，本实施例通过综合考虑文件的流行度与尺寸，实现了更为精准的缓存内容选择。这一改进策略使得本方案在相同容量条件下，能够展现出更高的命中率，从而更有效地利用缓存资源，提升用户体验。[0203]本实施还提供了传输部分和速率随功率的变化曲线，参见图5,图5为本申请实施例所提供的一种传输部分和速率随功率的变化曲线示意图。如图5所示，随着发射功率的提升，传输质量得到了相应的增强，进而促进了用户设备和速率的增长。相较于未采用内容服务器辅助的方案，本实施例提出的方案展现出了明显的优越性。具体而言，通过引入内容服务器的辅助，实现了数据传输效率的大幅提升，用户设备和速率也随之显著增加。这一对比结果表明，所提出的方案在提升传输质量和用户设备性能方面具有显著优势，进一步验证了其在实际应用中的可行性和有效性。[0205]1、本实施例通过综合考虑缓存文件的尺寸和文件流行度，设计了缓存效用函数以及相应的缓存更新算法。这种方法能够根据文件的访问频率和大小来优化缓存内容，从而最大化缓存命中率。[0206]2、本实施例基于用户设备分组和文件更新策略，建立了两阶段和速率优化问题，旨在最大化用户设备速率。通过用户设备分组和传输策略设计，系统能够确保在不同传输阶段内，用户设备能够根据自身需求和网络条件获得最佳的数据传输速率。[0207]总而言之，本实施例通过综合考虑缓存和内容传输的多个关键因素，实现了缓存命中率和用户设备速率的双重最大化，为内容更新、推送及传输的联合优化提供了一种高效且实用的解决方案，提高了数据传输效率和用户体验。[0208]本发明第三实施例还提供了一种控制器，该控制器包括：[0209]至少一个处理器；以及，与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行前述任一实施例的内容更新、推送和传输的联合优化方法。[0210]本发明第四实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行前述任一实施例所述的[0211]本发明第五实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，该计算机程序包括程序指令，当该程序指令被计算机执行时，使该计算机执行前述任一实施例的内容更新、推送和传输的联合优化方法。[0212]本发明第六实施例还提供了一种计算