CN107040931A - 一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法 - Google Patents

一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法，属于无线接入网络技术领域；首先对雾无线接入网络中存在的每个EC‑AP建立各自的文件流行度列表，确定各自的缓存更新；在缓存资源给定的条件下，EC‑AP根据各用户需求的文件，进行无线资源的分配；无线信道资源的分配过程受到缓存文件的大小的加权，在无线信道资源分配的基础上，各EC‑AP给各自服务的用户分配发射功率，从而实现雾无线接入网络的缓存资源和通信资源的联合分配；解决了传统网络中缓存资源和无线资源的分配相互割裂的问题，同时是一种适合在雾无线接入网络中执行的低复杂度算法。

Description

一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法
技术领域
本发明属于无线通信系统中的无线接入网络技术领域，具体是一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法。
背景技术
随着全球移动用户数量的增加以及移动用户对高质量服务需求的增加，移动数据流量将持续快速增长。因此，运营商必须要部署越来越多的基站，提供更大的覆盖范围和更高的服务速率。然而，基站的大量部署会导致运营和维护费用的增长，这会给运营商带来很大的成本压力。此外，未来网络中，不同的网络制式，包括1G(Generation)、2G、3G、4G以及未来的5G网络将同时存在，这将给网络的管理带来严峻的挑战。因此，人们必须提出一个新型的网络架构来实现各网络接入点的有效管理并给用户提供高质量的服务。
为了解决上述问题，业界提出了云无线接入网(Cloud Radio Access Network,C-RAN)以及异构云无线接入网(Heterogeneous Cloud Radio Access Network,H-CRAN)，用来为用户提供无缝覆盖以及为热点地区用户提供高速数据业务。
然而，C-RAN和H-CRAN在实际应用中仍然有巨大的挑战。首先，由于所有的基带处理都在BBU处集中进行，因此对BBU的计算能力要求很高；其次，所有RRH的数据都通过去程链路发送给BBU，这要求去程链路的容量非常大，而实际中去程链路的容量是受限的；第三，过度集中式的处理会导致较高的时延，并且缓存技术以及终端直通技术无法应用。
为了解决上述问题，业界提出了雾无线接入网络(Fog Radio Access Network,F-RAN)。雾无线接入网络将边缘计算的思想融入无线接入网，将BBU的集中式计算和处理能力下放到网络边缘。在雾无线接入网络中存在大量的边缘计算接入点(Edge ComputingAccess Point,EC-AP)和边缘计算用户终端(Edge Computing User Equipment,EC-UE)，EC-AP和EC-UE拥有基带处理和业务缓存的能力，因此F-RAN中信号的基带处理和数据业务的缓存不仅仅只在BBU里进行，同时也可以在EC-AP和EC-UE等边缘设备中进行。
F-RAN的优点为：1)将BBU的集中式计算和处理功能下放到网络边缘，缓解了对BBU计算能力的压力；2)部分用户无需连接到BBU，减轻了对去程链路容量的要求；3)由于EC-AP以及EC-UE的缓存能力和基带处理功能，使得用户获得服务的时延大大减少。
然而，现有的关于雾无线接入网络的研究仍存在一些挑战。
雾无线接入网中的资源分为两类：通信资源和缓存资源。其中通信资源指的是频谱、发射功率等实现用户和基站之间通信的资源；缓存资源指的是用户所需的文件(音乐、视频等)。
传统的云无线接入网络中，缓存资源集中在云端，所有的基带处理和文件的获取都需要通过云端进行，因此缓存资源的分配对系统性能的影响不大。然而，在雾无线接入网络中，由于计算和存储功能的下放，缓存资源的分配会对系统性能产生很大的影响。从数学的角度来讲，资源分配的问题最终可以归结为优化问题。雾无线接入网络中，由于其网络结构复杂、待分配资源的维度多，因此其优化问题往往是非凸的，寻找最优解的算法往往复杂度很高。
目前关于雾无线接入网的资源分配问题的研究，往往仅限于在给定缓存资源的情况下，探讨如何进行通信资源的分配，两种资源的联合分配是业界关注的焦点和难点问题。
发明内容
本发明为了实现雾无线接入网络的缓存资源和通信资源的联合分配，提出了一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法，包括以下4个方面：建立文件流行度列表；更新每个EC-AP的缓存；分配无线信道资源以及分配发射功率。
针对雾无线接入网络中存在的EC-AP，每个EC-AP先建立各自的文件流行度列表，并更新各自的缓存；然后各EC-AP在自身更新的缓存基础上，根据各自服务用户的信道条件，进行无线信道资源的分配；最后，在无线信道资源分配的基础上，各EC-AP给各自服务的用户分配发射功率。
第一方面，在雾无线接入网络中建立每个EC-AP的文件流行度列表；
文件流行度列表是当前网络中的用户对不同文件的需求程度；
具体步骤包括：
步骤101、将EC-AP从BBU中获得当前网络流程的时间段划分，每个时间段内网络完成一次缓存的更新和无线资源的分配流程；
时间段划分集合：{T1,T2,T3,...Ti,...}；其中Ti表示第i个时间段的持续时间。
步骤102、每个EC-AP统计各自网络内不同用户需求的所有文件的总集合，以及不同用户对不同文件的需求程度，需求程度的衡量指标是文件需求的次数；
每个EC-AP需要统计的参数具体为：每个EC-AP在Ti时间段内为用户传输的文件；以及每个文件在Ti时间段内传输的次数；每个EC-AP服务的所有用户在下一个时间段Ti+1内预计传输的文件，以及所有用户预计传输的每个文件在Ti+1时间段内传输的需求次数。
具体统计方法如下：
针对第e个EC-AP，统计在Ti时间段内为用户传输的文件，形成编号集合 为第e个EC-AP在Ti时间段内传输过的第mi个文件编号。
针对第e个EC-AP，分别统计每个文件在Ti时间段内传输的次数，形成次数集合 为第mi个文件在Ti时间段内所传输的次数；
针对第e个EC-AP，统计该EC-AP服务的所有用户在下一个时间段Ti+1内，预计传输的文件，形成编号集合 为第e个EC-AP在Ti+1时间段内为用户预传输的第mi+1个文件编号；
针对第e个EC-AP，统计其服务的所有用户预计传输的每个文件，在Ti+1时间段内传输的需求次数，形成次数集合 为预计传输的第mi+1个文件在Ti+1时间段内预计传输的次数。
步骤103、各EC-AP根据统计好的文件需求程度，计算各自的文件流行度列表。
文件流行度的计算包括：每个EC-AP对于Ti时间段实际传输过，且Ti+1时间段仍有用户预定传输的文件h的归一化流行度r1；对于Ti时间段实际传输过，Ti+1时间段没有用户预定传输的文件h的归一化流行度r2，对于Ti时间段没有实际传输过，但Ti+1时间段有用户预定传输的文件h的归一化流行度r3；具体计算方法如下：
针对第e个EC-AP，对于Ti时间段实际传输过，且Ti+1时间段仍有用户预定传输的文件h的归一化流行度r1，计算如下：
针对第e个EC-AP，对于Ti时间段实际传输过，且Ti+1时间段没有用户预定传输的文件h的归一化流行度r2，计算如下：
针对第e个EC-AP，对于Ti时间段没有实际传输过，但Ti+1时间段有用户预定传输的文件h的归一化流行度r3，计算如下：
步骤104、根据各文件的文件流行度列表，对每个EC-AP在第Ti+1个时间段内的文件进行优先级排序，并将结果上报给BBU。
第二方面，建立文件流行度列表后，在雾无线接入网络中更新每个EC-AP的缓存；
具体步骤包括：
步骤201、随机选取一个EC-AP，将该EC-AP的缓存中在Ti时间段没有传输过，且在Ti+1时间段内没有用户预定过的文件清空；
步骤202、判断该EC-AP当前的文件流行度列表是否为空，如果是，该EC-AP标记为已分配，进入步骤209；否则，进入步骤203；
步骤203、选取该EC-AP当前的文件流行度列表中流行度最高的文件h'，判断该文件是否已经存储于该EC-AP的缓存中，如果是，则将文件h'从文件流行度列表中删除，进入步骤202；否则，进入步骤204；
步骤204、判断该EC-AP剩余的缓存空间是否能够存储该文件，如果是，则将文件h'存入缓存中，同时将该文件h'从文件流行度列表中删除，返回步骤202；否则，进入步骤205；
步骤205、对当前EC-AP缓存的文件h缓存文件，其中h缓存文件＝{h′1,h'2,h′3...}按流行度从低到高的顺序排列；
步骤206、依次从缓存文件h缓存文件中选出文件h′s，并标记为已选取；判断文件h′s是否比文件h'流行度高，如果是，将文件h'从文件流行度列表中删除，返回步骤202；否则，进入步骤207；
其中h′s的初始值为s＝1时的h′1，
步骤207、判断删除文件h′s后当前EC-AP的剩余缓存空间是否足够存储文件h'，如果是，则删除文件h′s，并将文件h'存入缓存中，同时从文件流行度列表中删除文件h'，返回步骤202；否则，进入步骤208；
步骤208、判断将所有标记为已选取的文件删除后，剩余缓存空间是否足够存储文件h'，如果是，删除所有标记为已选取的文件{h′1,h'2...h′s}，将文件h'存入缓存中，同时将该文件h'从文件流行度列表中删除，返回步骤202；否则，令s＝s+1，返回步骤206；
步骤209、再次随机选取下一个EC-AP，返回步骤201，直至所有的EC-AP都被标记为已分配，结束。
第三方面，各EC-AP在当前缓存分配方案的基础上，根据各自网络中不同用户的信道条件，进行无线信道资源的分配；
具体步骤如下：
步骤301、针对第e个EC-AP，在第Ti时间段内监测当前所有可用的无线信道；
记所有可用的无线信道的集合记为其中表示第e个EC-AP在第Ti时间段内的第ni个可用信道，所有可用的无线信道为ni个；
步骤302、针对第e个EC-AP的每个用户，将各自在所有可用无线信道上的信道增益上报给该EC-AP；
第k个用户在所有可用无线信道上的增益集合为其中表示第k个用户在第Ti时间段内的第ni个可用无线信道上的增益；
步骤303、针对未分配用户，随机选取某个可用无线信道计算该信道下所有未分配用户受所需文件大小加权的信道增益集合其中为第k个用户所需求文件的大小；
步骤304、从信道增益集合中选择最小值，将可用无线信道分给最小值对应的未分配用户，同时将该信道和该用户均标记为已分配；
步骤305、判断此时是否仍存在可用无线信道，若存在，返回步骤303；否则，进入步骤306；
步骤306、需求相同文件的用户之间的信道共用，形成一个局部的广播信道，该EC-AP在此信道上对需求相同文件的用户进行广播。
第四方面，在无线信道资源分配的基础上，各EC-AP给各自服务的用户分配发射功率。
具体的发射功率分配方法步骤如下：
步骤401、针对第e个EC-AP，获得第Ti时间段内的发射功率上限
表示第Ti时间段内第e个EC-AP的最大发射功率；
步骤402、计算第e个EC-AP的所有未分配用户，在各自分配好的信道下受所需文件大小加权的信道增益之和
表示第Ti时间段内，第l个信道对应的用户k所需求文件的大小；表示在第Ti时间段内，用户k所在的第l个可用无线信道上的增益；
步骤403、根据发射功率上限和信道增益之和初始化第e个EC-AP的全局水平面因子
步骤404、根据第e个EC-AP的全局水平面因子计算第l个信道的发射功率p：
本发明的优点在于：
1)、一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法，综合考虑缓存资源和无线资源两方面的因素，解决了传统网络中缓存资源和无线资源的分配相互割裂的问题。
2)、一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法，给出了低复杂度的可执行算法，该算法适合在雾无线接入网络中执行。
附图说明
图1为本发明一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法流程图；
图2为本发明在雾无线接入网络中建立每个EC-AP的文件流行度列表的流程图；
图3为本发明在雾无线接入网络中对每个EC-AP进行缓存更新的方法流程图；
图4为本发明各EC-AP根据信道条件进行无线信道资源的分配方法流程图；
图5为本发明各EC-AP给各自服务的用户分配发射功率流程图。
具体实施例
下面结合附图对本发明的具体实施方法进行详细说明。
本发明一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法，首先对雾无线接入网络中存在的每个EC-AP建立各自的文件流行度列表，确定各自的缓存更新；只有在缓存资源给定的条件下，EC-AP才能够清楚各用户需求的文件，从而才能进行无线资源的分配；无线信道资源的分配过程受到缓存文件的大小的加权，在无线信道资源分配的基础上，各EC-AP给各自服务的用户分配发射功率，从而实现雾无线接入网络的缓存资源和通信资源的联合分配。
如图1所示，共包括以下4方面：建立文件流行度列表；更新EC-AP缓存；分配无线信道资源以及分配发射功率。
针对雾无线接入网络中存在的EC-AP，每个EC-AP先建立各自的文件流行度列表，并更新各自的缓存；然后各EC-AP在自身更新的缓存基础上，根据各自服务用户的信道条件，进行无线信道资源的分配；最后，在无线信道资源分配的基础上，各EC-AP给各自服务的用户分配发射功率。
第一方面是雾无线接入网络的文件流行度列表建立方法，文件流行度列表表示当前网络中的用户对不同文件的需求程度，如图2所示，所述方法包括：
步骤101、所述EC-AP从BBU中获得当前网络的时间段划分情况，时间段集合为：{T1,T2,T3,...Ti,...}，其中Ti表示第i个时间段的持续时间；
步骤102、所述EC-AP统计其服务的用户对不同文件的需求程度；
结合第一方面，一种可能的设计中，所述EC-AP统计其服务的用户对不同文件的需求程度，所述方法还包括：
针对第e个EC-AP，统计在Ti时间段内为用户传输的文件，形成编号集合 为第e个EC-AP在Ti时间段内传输过的第mi个文件编号。
文件编号的工作由BBU池来完成，每当BBU给EC-AP发送新的文件时，会将文件内容和文件编号一同发给EC-AP，这样可以保证不同EC-AP中对于相同文件的编号是一致的；每当EC-AP向用户完成一次文件传输，该EC-AP的资源管理器会做传输记录，并查询所传输文件的文件编号是否在中，若在，则跳过此步骤；若不在，则将该文件的文件编号加入中；
所述EC-AP分别统计每个文件在Ti时间段内传输的次数，形成次数集合 为第mi个文件在Ti时间段内所传输的次数；
这项工作由EC-AP的资源管理器来完成，每当EC-AP向用户完成一次文件传输时，所传输的文件的传输次数加一；
所述EC-AP统计其服务的所有用户在下一个时间段Ti+1内，预计传输的文件，形成编号集合 为用户在Ti+1时间段内预传输的第mi+1个文件编号；
在Ti时间段内，第e个EC-AP的每个用户向EC-AP上报自己于下一个时间段Ti+1所预计要传输的文件，EC-AP统计所有预计要传输的文件并将其文件编号的集合记录为
所述EC-AP统计其服务的所有用户预计传输的每个文件，在Ti+1时间段内传输的需求次数，形成次数集合 为第mi+1个文件在Ti+1时间段内预计传输的次数。
本项工作由EC-AP的资源管理器来完成，在每个时间段的末期，用户向EC-AP发起下一次文件传输的请求，EC-AP接收到请求之后，资源管理器查询所请求的文件是否在缓存中，若不在，则向BBU池请求传输该文件以及该文件的文件编号；
步骤103、所述EC-AP根据统计好的文件需求程度，计算其文件流行度列表。
结合第一方面，一种可能的设计中，所述EC-AP根据统计好的文件需求程度，计算其文件流行度列表，所述方法还包括：
针对第e个EC-AP，对于Ti时间段实际传输过，且Ti+1时间段仍有用户预定传输的文件h的归一化流行度r1，计算如下：
所述EC-AP，对于Ti时间段实际传输过，Ti+1时间段没有用户预定传输的文件h的归一化流行度r2，计算如下：
所述EC-AP，对于Ti时间段没有实际传输过，但Ti+1时间段有用户预定传输的文件h的归一化流行度r3，计算如下：
步骤104、根据各文件的文件流行度列表，所述EC-AP在第Ti+1个时间段内的文件进行优先级排序，并将结果上报给BBU。
该项工作由EC-AP的资源管理器来完成，进行优先级排序的方法已经比较成熟，且复杂度较低，适合EC-AP这种低计算能力的处理器执行；计算各种文件的归一化流行度工作由EC-AP的资源管理器来完成，资源管理器会实时监测当前系统中两个集合的数值，并于每个时间段的末期根据所述公式进行流行度的计算。对于两个时间段都有需求的文件，资源管理器会认为是热门文件，因此其流行度会相对较高；对于只有一个时间段有需求的文件，其流行度相对较低；
第二方面，建立文件流行度列表后，在雾无线接入网络中更新每个EC-AP的缓存，如图3所示，所述方法包括：
1)随机选取一个EC-AP，将该EC-AP的缓存中在Ti时间段没有传输过，且在Ti+1时间段内没有用户预定过的文件清空；
2)判断该EC-AP当前的文件流行度列表是否为空，如果是，该EC-AP标记为已分配，进入步骤9)；否则，进入步骤3)；
3)选取该EC-AP当前的文件流行度列表中流行度最高的文件h'，判断该文件是否已经存储于该EC-AP的缓存中，如果是，则将文件h'从文件流行度列表中删除，进入步骤2)；否则，进入步骤4)；
4)判断该EC-AP剩余的缓存空间是否能够存储该文件，如果是，则将文件h'存入缓存中，同时将该文件h'从文件流行度列表中删除，返回步骤2)；否则，进入步骤5)；
5)对当前EC-AP缓存的文件h缓存文件，其中h缓存文件＝{h′1,h'2,h′3...}按流行度从低到高的顺序排列；
6)从缓存文件h缓存文件中依次选出文件h′s，其中h′s的初始值为s＝1时的h′1，并标记为已选取；判断文件h′s是否比文件h'流行度高，如果是，将文件h'从文件流行度列表中删除，返回步骤2)；否则，进入步骤7)；
7)判断删除文件h′s后，当前EC-AP的剩余缓存空间是否足够存储文件h'，如果是，则删除已选取的文件h′s，并将文件h'存入缓存中，同时从文件流行度列表中删除文件h'，返回步骤2)；否则，进入步骤8)；
8)判断将所有标记为已选取的文件{h′1,h′2...h′s}删除后，剩余缓存空间是否足够存储文件h'，如果是，删除所有标记为已选取的文件{h′1,h'2...h′s}，将文件h'存入缓存中，同时将该文件h'从文件流行度列表中删除，返回步骤2)；否则，令s＝s+1，并将文件h′s标记为已选取，返回步骤6)；
9)再次随机选取下一个EC-AP，返回步骤1)，直至所有的EC-AP都被标记为已分配，结束。
上述缓存过程由EC-AP的资源管理器来完成，资源管理器实时监测网络的文件流行度列表，根据文件流行度列表，优先将流行度较高的文件存入缓存，并于缓存空间不够时及时清空流行度较低的文件，使得缓存中的文件能够及时更新并保持较高的流行度。
第三方面，雾无线接入网络基于各EC-AP在当前缓存分配方案的基础上，进行无线信道资源分配，如图4所示，所述方法包括：
1)所述EC-AP在第Ti时间段内监测当前所有可用的无线信道；
记所有可用的无线信道的集合记为其中表示第e个EC-AP在第Ti时间段内的第ni个可用信道，所有可用的无线信道为ni个；
本项工作由EC-AP的资源管理器来执行，资源管理器会实时监测当前该EC-AP的可用无线信道，并将其记录下来；
2)所述EC-AP的每个用户，将各自在所有可用无线信道上的信道增益上报给所述EC-AP；
第k个用户在所有可用无线信道上的增益集合为其中表示第k个用户在第Ti时间段内的第ni个可用无线信道上的增益；
该项工作由用户和资源管理器联合完成；尚未分配信道的用户向EC-AP发起接入请求，EC-AP的资源管理器会反馈给用户当前可用信道的集合，接着用户将自己在所有当前可用信道上的信道增益上报的EC-AP；
3)针对未分配用户，随机选取某个可用无线信道计算所有未分配用户在该信道下受所需文件大小加权的信道增益集合其中为第k个用户所需求文件的大小；
4)从信道增益集合中选择最小值，将可用无线信道分给最小值对应的用户，同时将该信道和该用户标记为已分配；
本项工作由资源管理器完成，根据用户上报的信息，资源管理器可以计算出集合并根据算法将最优的信道分配给相关的用户。
5)判断此时是否仍存在可用无线信道，若存在，返回步骤3)；否则，进入步骤6)；
6)需求相同文件的用户之间的信道共用，形成一个局部的广播信道，EC-AP在此信道上对需求相同文件的用户进行广播。
对于需求相同文件的用户，在已经分配好的信道方案的前提下，资源管理器将他们的信道合并，这样可以充分的利用多径信道带来的增益，提高系统的性能。
第四方面，雾无线接入网络在无线信道资源分配的基础上，各EC-AP给各自服务的用户分配发射功率，如图5所示，所述方法包括：
首先，所述EC-AP获得第Ti时间段内的发射功率上限为表示该时间段内所述EC-AP的最大发射功率；
然后，计算所述EC-AP的所有未分配用户，在各自分配好的信道下受所需文件大小加权的信道增益之和
表示第Ti时间段内，第l个信道对应的用户k所需求文件的大小；表示在第Ti时间段内，用户k所在的第l个可用无线信道上的增益；
进一步，根据发射功率上限和信道增益之和初始化所述EC-AP的全局水平面因子
最后，根据所述EC-AP的全局水平面因子计算第l个信道的发射功率
本项工作由资源管理器来完成；公式中的参数以及等均在资源管理器中可以监测到。

Claims (6)

1.一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法，其特征在于：包括以下4个方面：建立文件流行度列表；更新每个EC-AP的缓存；分配无线信道资源以及分配发射功率；
第一方面，在雾无线接入网络中建立每个EC-AP的文件流行度列表；
文件流行度列表是当前网络中的用户对不同文件的需求程度；
具体步骤包括：
步骤101、将EC-AP从BBU中获得当前网络流程的时间段划分，在每个时间段Ti中，网络完成一次缓存的更新和无线资源的分配流程；
时间段划分集合：{T1,T2,T3,...Ti,...}；其中Ti表示第i个时间段的持续时间；
步骤102、每个EC-AP统计各自网络内不同用户需求的所有文件的总集合，以及不同用户对不同文件的需求程度，需求程度的衡量指标是文件需求的次数；
每个EC-AP需要统计的参数具体为：每个EC-AP在Ti时间段内为用户传输的文件；以及每个文件在Ti时间段内传输的次数；每个EC-AP服务的所有用户在下一个时间段Ti+1内预计传输的文件，以及所有用户预计传输的每个文件在Ti+1时间段内传输的需求次数；
步骤103、各EC-AP根据统计好的文件需求程度，计算各自的文件流行度列表；
文件流行度的计算包括：每个EC-AP对于Ti时间段实际传输过，且Ti+1时间段仍有用户预定传输的文件h的归一化流行度r1；对于Ti时间段实际传输过，Ti+1时间段没有用户预定传输的文件h的归一化流行度r2，对于Ti时间段没有实际传输过，但Ti+1时间段有用户预定传输的文件h的归一化流行度r3；
步骤104、根据各文件的文件流行度列表，对每个EC-AP在第Ti+1个时间段内的文件进行优先级排序，并将结果上报给BBU；
第二方面，建立文件流行度列表后，在雾无线接入网络中更新每个EC-AP的缓存；
具体步骤包括：
步骤201、随机选取一个EC-AP，将该EC-AP的缓存中在Ti时间段没有传输过，且在Ti+1时间段内没有用户预定过的文件清空；
步骤202、判断该EC-AP当前的文件流行度列表是否为空，如果是，该EC-AP标记为已分配，进入步骤209；否则，进入步骤203；
步骤203、选取该EC-AP当前的文件流行度列表中流行度最高的文件h'，判断该文件是否已经存储于该EC-AP的缓存中，如果是，则将文件h'从文件流行度列表中删除，进入步骤202；否则，进入步骤204；
步骤204、判断该EC-AP剩余的缓存空间是否能够存储该文件，如果是，则将文件h'存入缓存中，同时将该文件h'从文件流行度列表中删除，返回步骤202；否则，进入步骤205；
步骤205、对当前EC-AP缓存的文件h缓存文件，其中h缓存文件＝{h1',h'2,h3'...}按流行度从低到高的顺序排列；
步骤206、依次从缓存文件h缓存文件中选出文件hs'，并标记为已选取；判断文件hs'是否比文件h'流行度高，如果是，将文件h'从文件流行度列表中删除，返回步骤202；否则，进入步骤207；
其中hs'的初始值为s＝1时的h1'；
步骤207、判断删除文件hs'后当前EC-AP的剩余缓存空间是否足够存储文件h'，如果是，则删除文件hs'，并将文件h'存入缓存中，同时从文件流行度列表中删除文件h'，返回步骤202；否则，进入步骤208；
步骤208、判断将所有标记为已选取的文件删除后，剩余缓存空间是否足够存储文件h'，如果是，删除所有标记为已选取的文件{h1',h'2...h's}，将文件h'存入缓存中，同时将该文件h'从文件流行度列表中删除，返回步骤202；否则，令s＝s+1，返回步骤206；
步骤209、再次随机选取下一个EC-AP，返回步骤201，直至所有的EC-AP都被标记为已分配，结束；
第三方面，各EC-AP在当前缓存分配方案的基础上，根据各自网络中不同用户的信道条件，进行无线信道资源的分配；
具体步骤如下：
步骤301、针对第e个EC-AP，在第Ti时间段内监测当前所有可用的无线信道；
步骤302、针对第e个EC-AP的每个用户，将各自在所有可用无线信道上的信道增益上报给该EC-AP；
步骤303、针对未分配用户，随机选取某个可用无线信道，计算该信道下所有未分配用户受所需文件大小加权的信道增益集合；
步骤304、从信道增益集合中选择最小值，将可用无线信道分给最小值对应的未分配用户，同时将该信道和该用户均标记为已分配；
步骤305、判断此时是否仍存在可用无线信道，若存在，返回步骤303；否则，进入步骤306；
步骤306、需求相同文件的用户之间的信道共用，形成一个局部的广播信道，该EC-AP在此信道上对需求相同文件的用户进行广播；
第四方面，在无线信道资源分配的基础上，各EC-AP给各自服务的用户分配发射功率；具体的发射功率分配方法步骤如下：
步骤401、针对第e个EC-AP，获得第Ti时间段内的发射功率上限
步骤402、计算第e个EC-AP的所有未分配用户，在各自分配好的信道下受所需文件大小加权的信道增益之和
表示第Ti时间段内，第l个信道对应的用户k所需求文件的大小；表示在第Ti时间段内，用户k所在的第l个可用无线信道上的增益；所有可用的无线信道为ni个；
步骤403、根据发射功率上限和信道增益之和初始化第e个EC-AP的全局水平面因子
步骤404、根据第e个EC-AP的全局水平面因子计算第l个信道的发射功率p：
2.如权利要求1所述的一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法，其特征在于：所述的步骤102中具体统计方法如下：
针对第e个EC-AP，统计在Ti时间段内为用户传输的文件，形成编号集合 为第e个EC-AP在Ti时间段内传输过的第mi个文件编号；
针对第e个EC-AP，分别统计每个文件在Ti时间段内传输的次数，形成次数集合 为第mi个文件在Ti时间段内所传输的次数；
针对第e个EC-AP，统计该EC-AP服务的所有用户在下一个时间段Ti+1内，预计传输的文件，形成编号集合 为第e个EC-AP在Ti+1时间段内为用户预传输的第mi+1个文件编号；
针对第e个EC-AP，统计其服务的所有用户预计传输的每个文件，在Ti+1时间段内传输的需求次数，形成次数集合 为预计传输的第mi+1个文件在Ti+1时间段内预计传输的次数。
3.如权利要求1所述的一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法，其特征在于：所述的步骤103中具体统计方法如下：
针对第e个EC-AP，对于Ti时间段实际传输过，且Ti+1时间段仍有用户预定传输的文件h的归一化流行度r1，计算如下：
针对第e个EC-AP，对于Ti时间段实际传输过，且Ti+1时间段没有用户预定传输的文件h的归一化流行度r2，计算如下：
针对第e个EC-AP，对于Ti时间段没有实际传输过，但Ti+1时间段有用户预定传输的文件h的归一化流行度r3，计算如下：
4.如权利要求1所述的一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法，其特征在于：所述的步骤301中，记所有可用的无线信道的集合记为其中表示第e个EC-AP在第Ti时间段内的第ni个可用信道。
5.如权利要求1所述的一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法，其特征在于：所述的步骤302中，第k个用户在所有可用无线信道上的增益集合为其中表示第k个用户在第Ti时间段内的第ni个可用无线信道上的增益。
6.如权利要求1所述的一种雾无线接入网络的无线和缓存资源联合分配方法，其特征在于：所述的步骤303中，在可用无线信道下所有未分配用户受所需文件大小加权的信道增益集合计算如下：
其中为第k个用户所需求文件的大小。
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