CN111698724B - 边缘缓存中数据分发方法及装置 - Google Patents

Abstract

为缓解应急通信场景中局部流量激增带来的网络压力，本发明实施例提供一种边缘缓存中数据分发方法及装置，保证多业务并发时高谱效低延时的数据分发，所述方法包括：根据边缘节点所存储的数据分发方式，即直传或中继，将终端用户划分为多个NOMA组，每一个NOMA组包括一个直传用户与一个中继用户；根据直传用户与中继用户到边缘节点的信道条件不同，将多个NOMA组划分为两类，第一类别直传用户信道条件较好，第二类别反之；确定第一类别的NOMA组和第二类别的NOMA组成功分发概率；以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化边缘节点的发送功率和频谱资源分配。本发明可高效满足多用户对数据的需求，提升数据成功分发的概率。

Description

边缘缓存中数据分发方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种边缘缓存中数据分发方法及装置。

背景技术

在应急通信中，可能存在由于地区人员密度突增导致的局部流量激增的问题，而现有的通信基础服务设施及有限的频谱资源又难以满足用户高并发、获取低延时的业务需求。与此同时，随着在线视频业务、高清视频、基于视频/图片数据的社交应用的兴起，移动网络的通信方式正在呈现出由传统的以链接为中心(connection-centric)到以数据为中心(content-centric)的转变，为此，缓存驱动下内容中心无线网络正得到广泛的研究与关注，通过将热门数据预先缓存在网络的特定位置(如距离用户较近的边缘节点)，当用户请求该数据时，则可从缓存节点处直接获取数据，从而有效降低网络负荷，实现低延时的数据分发。在由云-边-端构成的层次化内容中心网络中，云在数据中心、骨干IP网络、蜂窝核心网等实现了集中式的计算、存储、网络管理等。但是，云存在一个固有的缺陷，即终端用户到远端云的传播距离较长，从而带来较高的时延。为此，边缘这一定义最早被欧洲典型标准协会提出并定义为“在终端用户附件的无线接入网内提供IT和计算功能的新平台”，如接入侧的基站、网络接入点(access point，例如地面通信车、具有通信功能的无人机等等)。此类边缘节点通常离终端用户较近，且存储能力较强，因此，将热门数据存储在边缘节点处可为终端用户提供近距离的数据传输服务，从而降低传输时延，缓解核心网的流量负载。

然而，所有热门数据的总大小通常将超过单个边缘节点的存储空间，故单个边缘节点无法存储所有的热门数据，此外，单个边缘节点的通信范围是有限的，上述两点将可能导致请求用户无法成功从边缘节点处获取所需数据。为此，当前有相关技术提出了基于全双工协同的数据感知与传输方案，通过引入全双工中继的方式扩展请求用户的数据感知范围，并使其能够从较远的数据提供者处获取数据。另一方面，终端用户密集的大规模网络通常会伴随网络的严重拥塞，因而分布式存储系统可适配该场景缓解网络负荷，而数据的传输需要频谱的保证。

在大规模网络中如何保证频谱效率，解决业务高并发与频谱资源紧缺之间的矛盾，高效的满足多用户对数据的需求显得尤为重要。

发明内容

为了解决或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种边缘缓存中数据分发方法及系统。

第一方面，本发明实施例提供一种边缘缓存中数据分发方法，包括：

根据边缘节点所存储的数据能否被终端用户直接获取，将终端用户划分为多个非正交多址接入NOMA组，每一个NOMA组包括一个直传用户与一个中继用户；

根据直传用户与中继用户到所述边缘节点的信道条件不同，对所述多个NOMA组进行类别划分，划分为第一类别和第二类别；

根据成功传输概率与成功串行干扰消除概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率；

以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化边缘节点的发送功率和频谱资源分配；

其中，所述直传用户为所请求的数据能够从所述边缘节点处直接获取的终端用户，所述中继用户为所请求的数据是从存储所述数据的、距离所述边缘节点最近的其他边缘节点处通过全双工中继的方式取回的终端用户；

其中，在第一类别的NOMA组中，直传用户信道条件好于中继用户，边缘节点分配更高的发射功率给中继用户，用于传输其所需数据，并由直传用户执行串行干扰消除；在第二类别的NOMA组中，中继用户信道条件好于直传用户，边缘节点分配更高的发射功率给直传用户，用于传输其所需数据，并由中继用户执行串行干扰消除。

其中，所述将终端用户划分为多个非正交多址接入NOMA组，每一个NOMA组包括一个直传用户与一个中继用户的步骤，还包括：

在NOMA成组过程中，若直传用户与中继用户数量不一致，边缘节点通过单播的方式服务无法配对的用户，或者等待下一次数据传输过程中为其重新配对；

不同的NOMA组间将分配正交的频谱资源以消除组间干扰。

其中，所述根据成功传输概率与成功串行干扰消除概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率的步骤，具体包括：

根据第一类别的NOMA组中继用户的成功传输概率、直传用户的成功串行干扰消除概率以及直传用户的成功传输概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率；

根据第二类别的NOMA组直传用户的成功传输概率、中继用户的成功串行干扰消除概率以及中继用户的成功传输概率，确定第二类别的NOMA组成功分发概率。

其中，所述以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化边缘节点的发送功率和频谱资源分配的步骤，具体包括：

根据所述第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率，确定网络整体的成功分发概率；

以所述网络整体的成功分发概率最大为目标问题，约束条件为边缘节点的总发射功率约束、根据NOMA协议的组内功率分配约束以及所有NOMA组分配的总带宽约束，建立功率与频谱分配优化模型；

对所述功率与频谱分配优化模型按照组间的功率及频谱分配优化问题，以及组内的功率及频谱分配优化问题进行分开求解。

其中，所述根据第一类别的NOMA组中继用户的成功传输概率、直传用户的成功串行干扰消除概率以及直传用户的成功传输概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率，具体为：

根据第一类别的NOMA组中继用户的成功传输概率、直传用户的成功串行干扰消除概率以及直传用户的成功传输概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率，利用公式一确定第一类别的NOMA组成功分发概率：

η_1，m＝p_dT_d，m1S_SIC，1+p_rT_r，m1 公式一

其中，η_1，m为第一类别的NOMA组成功分发概率，p_d表示用户所需数据被边缘节点E₀存储、直接从E₀处获取数据的概率，p_r表示用户所需数据没有被E₀存储、通过中继的方式找到数据的概率，T_d，m1为直传用户的成功传输概率，S_SIC，1为直传用户的成功串行干扰消除概率，T_r，m1为中继用户的成功传输概率；

其中，

表示数据f_i的流行度，即该数据被用户请求的概率；

为一二元变量，边缘节点的存储空间为N_s，当网络中存在边缘节点E_k(k≠0)缓存有数据f_j(j∈{N_s+1，...，F})时，

否则

其中，所述根据第二类别的NOMA组直传用户的成功传输概率、中继用户的成功串行干扰消除概率以及中继用户的成功传输概率，确定第二类别的NOMA组成功分发概率，具体为：

根据第二类别的NOMA组直传用户的成功传输概率、中继用户的成功串行干扰消除概率以及中继用户的成功传输概率，利用公式二确定第二类别的NOMA组成功分发概率：

η_2，m＝p_dT_d，m，2+p_rT_r，m，2S_SIC，2 公式二

其中，η_2，m为第二类别的NOMA组成功分发概率，T_d，m，2为直传用户的成功传输概率，S_SIC，2为中继用户的成功串行干扰消除概率，T_r，m，2为中继用户的成功传输概率，p_d表示用户所需数据被边缘节点E₀存储、直接从E₀处获取数据的概率，p_r表示用户所需数据没有被E₀存储、通过中继的方式找到数据的概率；

其中，

表示数据f_i的流行度，即该数据被用户请求的概率；

为一二元变量，边缘节点的存储空间为N_s，当网络中存在边缘节点E_k(k≠0)缓存有数据f_j(j∈{N_s+1，...，F})时，

否则

第二方面，本发明实施例提供一种边缘缓存中数据分发装置，包括：

分组模块，用于根据边缘节点所存储的数据能否被终端用户直接获取，将终端用户划分为多个非正交多址接入NOMA组，每一个NOMA组包括一个直传用户与一个中继用户；

类别划分模块，用于根据直传用户与中继用户到所述边缘节点的信道条件不同，对所述多个NOMA组进行类别划分，划分为第一类别和第二类别；

计算模块，用于根据成功传输概率的计算公式与成功串行干扰消除概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率；

优化模块，用于以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化边缘节点的发送功率和频谱资源分配；

其中，所述直传用户为所请求的数据能够从所述边缘节点处直接获取的终端用户，所述中继用户为所请求的数据是从存储所述数据的、距离所述边缘节点最近的其他边缘节点处通过全双工中继的方式取回的终端用户；

其中，在第一类别的NOMA组中，直传用户信道条件好于中继用户，边缘节点分配更高的发射功率给中继用户，用于传输其所需数据，并由直传用户执行串行干扰消除；在第二类别的NOMA组中，中继用户信道条件好于直传用户，边缘节点分配更高的发射功率给直传用户，用于传输其所需数据，并由中继用户执行串行干扰消除。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的边缘缓存中数据分发方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的边缘缓存中数据分发方法的步骤。

本发明实施例提供的边缘缓存中数据分发方法及装置，在边缘节点处结合全双工技术与非正交多址接入技术，将直接获取数据的用户与中继获取数据的用户划分为一个NOMA组，进行数据下发，并考虑统计信道信息，通过推导成功传输概率与成功串行干扰消除概率，最终以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化本地边缘节点与协作边缘节点的发送功率，以及本地边缘节点的频谱资源分配，解决了业务高并发与频谱资源紧缺之间的矛盾，可高效地满足多用户对数据的需求，提升数据成功分发的概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的边缘缓存中数据分发方法的流程示意图；

图2为全双工与非正交多址驱动下的边缘缓存网络的示意图；

图3为简化后的信号传输示意图；

图4为本发明另一实施例提供的边缘缓存中数据分发装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

功率域非正交多址接入技术(non-orthogonal multiple access,NOMA)被认为可有效的支持大规模的网络连接同时提升频谱效率，被看作是5G中的关键技术之一，在下行的NOMA中，该技术将采用同频同时的方式进行多用户的信息下发，且将根据不同用户的信道条件分配不同的发射功率，接收端通过串行干扰消除的方式解码获取各自所需的信息。因此，本发明将在边缘节点处结合全双工技术与非正交多址接入技术，共同提升网络性能。

考虑到大规模网络中存在的业务高并发与频谱资源紧缺之间的矛盾，如何从高谱效的传输技术以及有效的接入技术入手，提升数据传输过程的性能是本发明关注的重点内容。为此，本发明提出了一种新型基于非正交多址(Non-orthogonal multiple acces,NOMA)和全双工(Full-Duplex,FD)的数据传递方案。具体地，考虑边缘节点缓存了部分区域内热门数据，若请求者请求的数据被其所在范围内的本地边缘节点缓存，那么边缘节点即向其直接发送数据，若请求数据没有被本地边缘节点缓存，那么边缘节点之间将相互协同，从存储该数据的其他边缘节点处将数据通过全双工中继的方式取回。因此，本地边缘节点将服务两类用户：1.直接获取数据的用户；2.通过本地边缘节点作为全双工中继获取数据的用户；当服务多用户时，考虑本地边缘节点采用非正交多址接入(NOMA)技术，将直接获取数据的用户与中继获取数据的用户划分为一个NOMA组，进行数据下发。考虑统计信道信息，通过推导成功传输概率与成功串行干扰消除概率，最终以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化本地边缘节点与协作边缘节点的发送功率，以及本地边缘节点的频谱资源分配。

图1为本发明实施例提供的边缘缓存中数据分发方法的流程示意图，包括：

步骤100、根据边缘节点所存储的数据能否被终端用户直接获取，将终端用户划分为多个非正交多址接入NOMA组，每一个NOMA组包括一个直传用户与一个中继用户；

其中，所述直传用户为所请求的数据能够从所述边缘节点处直接获取的终端用户，所述中继用户为所请求的数据是从存储所述数据的、距离所述边缘节点最近的其他边缘节点处通过全双工中继的方式取回的终端用户。

具体地，本发明考虑由远端云服务器、边缘节点、终端构成的层次化异构网络。图2为全双工与非正交多址驱动下的边缘缓存网络的示意图，如图2所示，具备存储及通信能力的边缘节点处将缓存网络中的热门数据，若终端所需数据被边缘节点缓存，则终端可通过边缘节点获取该数据。同时，边缘节点通过回程链路接入远端云服务器，若终端所需数据无法从边缘节点获取，则边缘节点通过接入远端云服务器获取数据并发送给终端。考虑网络中的终端均由离其最近的边缘节点服务。记网络中的边缘节点集合为

且有

假设请求者请求的数据集合为

为简化下文的分析，此处考虑所有数据的大小一致。在下文的分析中，我们聚焦网络中其中一个边缘节点及其服务的终端，并对其成功分发概率进行分析和推导，记该边缘节点为E₀，最后对功率及频谱进行优化。该过程同样适用于其他边缘节点的分析。假设边缘节点E₀受存储空间限制至多只能缓存N_s个数据，且有N_s＜F。不同的边缘节点服务的区域数据的流行度都服从Zipf分布，但不同区域内数据的流行度排名可能不同。由于本发明重点在提出一种新的数据传输机制，故考虑数据部署过程已完成，此处采用存储最热门的数据策略(Most Popular Cachingpolicy)，即每个边缘节点都缓存区域内最热门的数据。

信道假设：本发明中考虑信道条件由大尺度衰落与小尺度衰落共同作用。大尺度衰落带来的信道功率增益为r^-α，其中r为发射机到接收机的距离，α为路径损耗指数。小尺度衰落带来的信道功率增益服从均值为1的指数分布，即g(·)～Exp(1)。由发射机到接收机的信道功率增益表示为

如图2所示，假设某一终端用户向边缘节点E₀请求数据x_i，且该数据正好被E₀预先存储，则E₀可直接向此终端用户传输数据，为描述清晰，我们称这类终端用户为直传用户；另一方面，当终端请求数据x_j，而x_j没有被预先缓存在边缘节点E₀时，E₀会向其他边缘节点发出请求，寻找缓存有x_j的其他边缘节点，并从中选择离E₀最近的边缘节点作为提供数据x_j的源节点，记该节点为E_k(k≠0)，E_k将数据发送至E₀，E₀作为全双工中继再将数据x_j通过解码转发(decode-and-forward)的方式下发至请求终端，我们称这类需要中继才能获取数据的终端用户为中继用户。所述边缘节点需要同时执行全双工中继与非正交多址下发。

显然，在终端用户密集的大规模网络中，边缘节点E₀可能需同时为多个直传用户和中继用户提供数据传输服务，此时，为保证频谱效率，边缘节点E₀将把终端用户划分为多个NOMA组，每个NOMA组中包含一个直传用户与一个中继用户。

值得说明的是，所述将终端用户划分为多个非正交多址接入NOMA组的步骤，还包括：

在NOMA成组过程中，若直传用户与中继用户数量不一致，边缘节点通过单播的方式服务无法配对的用户，或者等待下一次数据传输过程中为其重新配对；

不同的NOMA组间将分配正交的频谱资源以消除组间干扰。

具体地，定义边缘节点E₀在数据下发过程中组成的NOMA组集合为

，且有

在NOMA成组过程中，直传用户与中继用户数量可能不一致，故可能存在用户找不到配对用户的情况。此时边缘节点E₀可通过单播的方式服务此类用户，或在下一次数据传输过程中为其重新配对。不同的NOMA组间将分配正交的频谱资源以消除组间干扰。

步骤101、根据直传用户与中继用户到所述边缘节点的信道条件不同，对所述多个NOMA组进行类别划分，划分为第一类别和第二类别；

进一步地，根据直传用户与中继用户到边缘节点E₀的信道条件不同，又可将NOMA组分为两类。此处先对该传输机制中的信号进行分析。

根据上文所述，第m个NOMA组中的直传用户记为UE_d,m，中继用户记为UE_r，m。边缘节点E₀将同时同频将叠加信道发送给UE_d，m及UE_r，m，叠加信号可表示为：

其中，P_0，m为边缘节点E₀分配给第m个NOMA组的发射功率，该发射功率又将分为两部分，一部分用于发射UE_d，m所需的数据x_i，m(t)，另一部分用于发射UE_r，m所需的数据x_j，m(t)。相应的，将γ_d，m表示分配给UE_d，m的功率系数，γ_r，m表示分配给UE_r，m的功率系数，满足γ_d，m+γ_r，m＝1。数据信号x_i，m(t)及x_j，m(t)满足

1，

在叠加信号s_m(t)的表达式中，由于中继链路在边缘节点E₀处需经过编码转发处理，存在一定的时延，故即该时延为τ，满足t≥τ，以保证直传用户所需信号

与中继用户所需信号

同步发送。由于边缘节点E₀在同一频段下接收E_k发送的中继用户所需数据，并与直传用户所需数据通过叠加信号的方式一起发送，故接收端直传用户UE_a，m与中继用户UE_r，m可接收到来自边缘节点E₀发送的叠加信号s_m(t)以及来自边缘节点E_k的信号x_j，m(t)，因此，UE_d，m与中继用户UE_r，m分别可表示为：

其中，h_0d，m为E₀到UE_d，m的信道增益，h_kd，m为E_k到UE_d，m的信道增益，n_d，m(t)为UE_d，m接收到的高斯白噪声信号，其噪声功率谱密度为N_d，m，P_k，m表示边缘节点E_k分配给第m个NOMA组的发射功率；h_0r，m为E₀到UE_r，m的信道增益，h_kr，m为E_k到UE_r，m的信道增益，n_r，m(t)为UE_r，m接收到的高斯白噪声信号，其噪声功率谱密度为N_r，m。而边缘节点E₀服务第m个NOMA组时将接收到由于全双工传输导致的自干扰信号，以及来自边缘节点E_k的发送信号，故将接收信号表示为

其中，h_SI为边缘节点E₀的自干扰链路信道增益，其信道功率增益为g_SI＝|h_SI|²，且满足

为E₀在全双工中继模式下的自干扰消除能力。h_k0为边缘节点E_k到E₀的信道增益，n₀(t)表示边缘节点E₀接收到的高斯白噪声，其噪声功率谱密度为N₀。上述关于第m个NOMA组的信号传输可简化为图3，图3为简化后的信号传输示意图。

由于上述过程都是在同一频段下完成，故UE_d，m及UE_r，m都能接受到边缘节点E_k发送数据f_j的信号x_j，m(t)以及E₀发送的叠加信号s_m(t)，故UE_d，m及UE_r，m在解码x_j，m(t)时将采用最大比合并(maximum ratio combination，MRC)的方式提高传输效率。

在完成信号传输的分析之后，将在此基础上对数据的成功分发概率进行推导分析，但是在此之前，需要先依据直传用户及中继用户的信道条件对NOMA组进行分类，并对不同类别NOMA组的数据成功分发概率进行推导。

具体地，根据NOMA技术，在一个NOMA组中，信道条件较差的用户将会被分配更高的发射功率，另一用户将执行串行干扰消除。故边缘节点E₀在数据下发时构成的NOMA组集合

将分为两类：

第一类别：直传用户UE_a，m到E₀的信道条件好于UE_r，m到E₀的信道条件，即{|h_0d，m|²}＞{|h_0r，m|²}此时，直传用户UE_d，m将被E₀分配更低的发射功率用于传输其所需数据，即γ_d，m＜γ_r，m。另外，由直传用户UE_d，m执行串行干扰消除过程。

第二类别：中继用户UE_r，m到E₀的信道条件好于UE_d，m到E₀的信道条件，即{|h_0r，m|²}＞{|h_0d，m|²}。此时，中继用户UE_r，m将被E₀分配更低的发射功率用于传输其所需数据，即γ_r，m＜γ_d，m。另外，由中继用户UE_r，m执行串行干扰消除过程。

根据NOMA，执行串行干扰消除的NOMA用户需先解码同NOMA组的另一个用户所需的信号，并将解码后的信号从叠加信号中除去，则剩下的信号即为自己所需的信号。而不必执行串行干扰消除的NOMA用户则将另一个用户所需的信号看作干扰，直接从叠加信号中解码自己所需的信号。

步骤102、根据成功传输概率与成功串行干扰消除概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率；

具体地，在完成信号传输的分析之后，通过推导成功传输概率与成功串行干扰消除概率，最终以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化本地边缘节点与协作边缘节点的发送功率，以及本地边缘节点的频谱资源分配。

如前所述，数据的成功分发指NOMA组中的用户成功找到并成功解码自己所需的数据。NOMA组内的执行串行干扰消除用户在解码自己所需数据时需先成功解码另一用户的所需数据。故第一类别与第二类别的成功分发概率表达式不同。为此，我们将分两部分进行分析。

在本发明实施例中，所述根据成功传输概率与成功串行干扰消除概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率的步骤，进一步包括：

根据第一类别的NOMA组中继用户的成功传输概率、直传用户的成功串行干扰消除概率以及直传用户的成功传输概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率；

根据第二类别的NOMA组直传用户的成功传输概率、中继用户的成功串行干扰消除概率以及中继用户的成功传输概率，确定第二类别的NOMA组成功分发概率。

其中，所述根据第一类别的NOMA组中继用户的成功传输概率、直传用户的成功串行干扰消除概率以及直传用户的成功传输概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率，具体为：

根据第一类别的NOMA组中继用户的成功传输概率、直传用户的成功串行干扰消除概率以及直传用户的成功传输概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率，利用公式一确定第一类别的NOMA组成功分发概率：

η_1，m＝p_dT_d，m1S_SIC，1+p_rT_r，m1 公式一

其中，η_1，m为第一类别的NOMA组成功分发概率，p_d表示用户所需数据被边缘节点E₀存储、直接从E₀处获取数据的概率，p_r表示用户所需数据没有被E₀存储、通过中继的方式找到数据的概率，T_d，m1为直传用户的成功传输概率，S_SIC，1为直传用户的成功串行干扰消除概率，T_r，m1为中继用户的成功传输概率；

其中，

表示数据f_i的流行度，即该数据被用户请求的概率；

为一二元变量，边缘节点的存储空间为N_s，当网络中存在边缘节点E_k(k≠0)缓存有数据f_j(j∈{N_s+1，...，F})时，

否则

具体地，当第m个NOMA组属于第一类别时，直传用户先执行串行干扰消除，再解码自己所需数据，记成功分发概率为η_1，m，其表达式为

η_1，m＝p_dT_d，m1S_SIC，1+p_rT_r，m1， (5)

其中S_SIC，1表示直传用户成功解码中继用户所需信号的概率，称为成功串行干扰消除概率(successful SIC probability，SSP)，之后，直传用户再解码自己所需的数据，成功解码自己所需数据的概率称为成功传输概率(successful transmission probability，STP)，记为T_d，m1。故直传用户成功解码所需数据的概率为SSP与STP的乘积。中继用户直接从叠加信号中解码自己所需数据，记中继用户的成功传输概率为T_r，m1。p_d表示用户所需数据被E₀存储，可直接从E₀处获取数据的概率；p_r表示用户所需数据没有被E₀存储，但可通过中继的方式找到数据的概率；根据上文中的系统假设，边缘节点的存储空间为N_s，它将存储区域内最热门的前N_s个数据，当用户请求最热门的前N_s个数据时，则可从E₀处直接获取，故有

其中

表示数据f_i的流行度(即该数据被用户请求的概率)；当用户请求的数据不属于前N_s个时，则不能直接从边缘节点E₀处获取，需由E₀作为中继从其他缓存有所需数据的边缘节点处转发，故有

其中

为一二元变量，当网络中存在边缘节点E_k(k≠0)缓存有数据f_j(j∈{N_s+1，...，F})时，

否则

中继用户UE_r，m的成功传输概率T_r，m，1：

接下来，将对中继用户UE_r，m的成功传输概率T_r，m，1进行推导，即UE_r，m将UE_d，m所需的信号看作干扰，并采用最大比合并解码所需数据f_j时数据传输速率大于阈值的概率：

其中，

为边缘节点E₀处的信干噪比，ξ_r，m为中继用户UE_r，m处的信干噪比，

为等效的信干噪比阈值，满足

w_m为分配给第m个NOMA组的带宽，R_th为成功解码数据的数据传输速率阈值。为简化表达式，定义

步骤(a)的近似是考虑到NOMA组中的用户接收到的干扰大于噪声功率，故忽略了噪声功率以简化推导。步骤(b)是基于统计信道信息的假设，即考虑发射机到接收机的小尺度信道功率增益服从均值为1的指数分布g_(.)～Exp(1)，其中，自干扰信道功率增益有

公式(6)得到中继用户UE_r，m的成功传输概率T_r，m，1是一个关于

的分段函数。

直传用户UE_a，m成功串行干扰消除概率S_SIC，1：

对于第一类别NOMA组中的直传用户UE_d，m，它需要执行串行干扰消除(SIC)过程，成功后将UE_r，m需要的信号从叠加信号中除去，再解码自己所需信号。因此直传用户成功解码所需数据的概率为SSP与STP的乘积。故我们先对成功串行干扰消除概率SSP进行推导，记为S_SIC，1，其含义为直传用户UE_d，m将自身所需信号看作干扰，利用最大比合并成功解码UE_r，m所需信号的概率，因此有：

直传用户UE_d，m成功传输概率T_d，m，1：

成功执行串行干扰消除之后，直传用户UE_d，m从去除UE_r，m所需信号的叠加信号中解码自己所需数据(即成功传输概率)，故此时无干扰信号，只有噪声信号，故第一类别NOMA组中直传用户UE_a，m的成功传输概率T_d，m，1有：

至此，第一类别的NOMA组成功分发概率已推导完毕。

其中，所述根据第二类别的NOMA组直传用户的成功传输概率、中继用户的成功串行干扰消除概率以及中继用户的成功传输概率，确定第二类别的NOMA组成功分发概率，具体为：

根据第二类别的NOMA组直传用户的成功传输概率、中继用户的成功串行干扰消除概率以及中继用户的成功传输概率，利用公式二确定第二类别的NOMA组成功分发概率：

η_2，m＝p_dT_d，m，2+p_rT_r，m，2S_SIC，2 公式二

其中，η_2，m为第二类别的NOMA组成功分发概率，T_d，m，2为直传用户的成功传输概率，S_SIC，2为中继用户的成功串行干扰消除概率，T_r，m，2为中继用户的成功传输概率，p_d表示用户所需数据被边缘节点E₀存储、直接从E₀处获取数据的概率，p_r表示用户所需数据没有被E₀存储、通过中继的方式找到数据的概率；

其中，

表示数据f_i的流行度，即该数据被用户请求的概率；

为一二元变量，边缘节点的存储空间为N_s，当网络中存在边缘节点E_k(k≠0)缓存有数据f_j(j∈{N_s+1，...，F})时，

否则

具体地，第二类别的NOMA组将由信道条件较好的中继用户执行串行干扰消除，之后再解码自己所需的数据；而直传用户则将中继用户的信号看作干扰，直接从边缘节点E₀发送的叠加信号中解码自己所需的数据。故第二类别的NOMA组成功解码概率表达式为η_2，m＝p_dT_d，m，2+p_rT_r，m，2S_SIC，2 (9)

接下来，将分别对公式(9)中的概率进行推导，p_d及p_r同第一类别的NOMA组。

直传用户UE_d，m成功传输概率T_d，m，2：

第二类别中直传用户将中继用户所需信号看作干扰信号，直接从边缘节点E₀发送的叠加信号中解码自身所需数据，故成功传输概率T_d，m，2为：

中继用户UE_r，m成功串行干扰消除概率S_SIC，2：

第二类型的NOMA组中，信道条件较好的中继用户UE_r，m需先执行串行干扰消除，解码直传用户所需数据，再从边缘节点E₀发送的叠加信号中除去直传用户所需数据的信号，从而解码自身所需数据。故首先对成功串行干扰消除概率S_SIC，2进行推导，即将自身所需信号看作干扰，利用最大比合并成功解码直传用户所需数据信号的概率，有：

中继用户UE_r，m成功传输概率T_r，m，2：

在成功执行串行干扰消除后，中继用户将从已去除直传用户所需数据信号的叠加信号中解码自身所需数据，此时无干扰功率，仅存在噪声功率，因此，中继用户UE_r，m成功解码自身所需数据的概率，即成功传输概率T_r，m，2为：

至此，第二类别的NOMA组成功分发概率表达式推导已经完成，可以看出，成功分发概率也是关于

的分段函数。

步骤103、以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化边缘节点的发送功率和频谱资源分配。

在本发明实施例中，所述以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化边缘节点的发送功率和频谱资源分配的步骤，具体包括：

根据所述第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率，确定网络整体的成功分发概率；

以所述网络整体的成功分发概率最大为目标问题，以边缘节点的总发射功率约束、根据NOMA协议的组内功率分配约束以及所有NOMA组分配的总带宽约束为约束条件，建立功率与频谱分配优化模型；

对所述功率与频谱分配优化模型按照组间的功率及频谱分配优化问题，以及组内的功率及频谱分配优化问题进行分开求解。

具体地，基于不同类型的NOMA组得到的成功分发概率闭式表达式不同，故将该优化问题进一步分解为两个子问题，优化第一类别与第二类别的NOMA组功率分配。

如前所述，假设在一次用户配对过程中得到M组NOMA组，则系统成功分发概率可公式化为：

其中，C_m为二元变量，当C_m＝1时表示第m个NOMA组属于第一类别，且η_1，m即为第一类别的NOMA组成功分发概率，其闭式表达由(5)可得。当C_m＝0时，表示第m个NOMA组属于第二类别，且η_2，m为第二类别的NOMA组成功分发概率，其闭式表达由公式(9)可得。综上，目标问题可建模为：

其中，(14a)为边缘节点的总发射功率约束，a_k为接入边缘节点E_k的NOMA组总个数；(14b)为根据NOMA协议的组内功率分配约束，即信道条件较好的组内用户将被分配更低的发射功率。(14c)为带宽约束，即所有NOMA组分配的总带宽不能超过W。

为此，可发现目标问题可分为两个子问题：(1)组间的功率及频谱分配；(2)组内的功率及频谱分配。

针对问题(1)，为简化问题求解，我们考虑为各个NOMA组公平的分配频谱及发射功率，即将总带宽W均匀的分配给每个NOMA组，即

且每个组分配得的发射功率P_0，m，P_k，m最大值将满足

及

针对子问题(2)，即对内用户的功率分配问题，则将根据NOMA组类别的不同分别进行优化。为描述清晰，将

记为第一类别的NOMA组内功率分配问题，

记为第二类别的NOMA组内功率分配问题。故有，

第一类别的NOMA组中，直传用户的信道条件{|h_0d，m|²}好于中继用户的信道条件{|h_0r，m|²}，故边缘节点E₀将为其分配更低的发射功率，故有约束条件(15b)；而第二类别的NOMA组则与之相反，故组内功率约束条件如(16b)所示。

本发明实施例将针对组内用户的分配功率进行求解。由于NOMA组分为第一类别与第二类别，分别对应优化

与

。故将分别针对上述两子问题进行优化问题求解。

第一类别的NOMA组内功率优化问题，即

，通过对γ_d，m，γ_r，m，P_0，m，P_k，m的优化最大化成功分发概率η_1，m＝p_dT_d，m1S_SIC，1+p_rT_r，m1，结合T_d，m，1，S_SIC，1，及T_r，m，1的推导结果(公式(6)-(8))，可发现目标函数η_1，m是一个关于功率分配因子γ_d，m，γ_r，m比值的分段函数。

关于阈值

大小不同将对应不同的目标函数表达式，故在

的求解过程中分析

与

时的最优解，最终将两种情况下得到的两组优化解带入对应的目标函数值η_1，m，得到较大η_1，m的一组最优解

边

则为最终的优化解。

(1)

时，通过公式(6)-(8)可知目标函数值η_1，m是一个关于边缘节点E_k发射功率P_k，m的单调递增函数，因此，P_k，m的最优值将位于其可行域(凸集合)的上界，固有

又因为γ_d，m，γ_r，m满足γ_d，m+γ_r，m＝1，因此，目标问题

的优化可进一步简化为仅优化变量γ_d，m与P_0，m，且需满足约束

建立相应的增广拉格朗日函数，可得，

其中，λ₁，μ₁，μ₂为拉格朗日乘子。结合KKT条件可得，

求解上述KKT条件即可解得

与

最优结果得到

(2)

时，通过公式6-8可知目标函数值η_1，m是一个关于边缘节点E_k发射功率P_k，m以及直传用户功率分配因子γ_d，m的单调递增函数。由于γ_d，m，γ_r，m满足γ_d，m+γ_r，m＝1，结合

可得

故

至此，目标问题仅剩变量P_0，m的优化，调用Matlab函数包可求解单个变量最优值。

第二类别的NOMA组内功率优化问题，即

，同样是通过对γ_d，m，γ_r，m，P_0，m，P_k，m的优化最大化成功分发概率η_2，m＝p_dT_d，m，2+p_rT_r，m，2S_SIC，2，，结合T_d，m，2，S_SIC，2，及T_r，m，2的推导结果(公式10-12)，可发现目标函数η_2，m关于

与阈值

大小不同将对应不同的目标函数表达式，故同样在

的求解过程中分析

与

对的最优解，最终将两种情况下得到的两组优化解带入对应的目标函数值η_2，m，得到较大η_2，m的一组最优解

边

则为最终的优化解。此外，根据公式(12)发现T_r，m，2的表示表达较复杂，求解困难。故为降低问题求解复杂度，考虑由于

且

因此可将T_r，m，2的结果近似为一个较简单的表达式

(1)当

时，结合公式10-11可知目标值η_2，m＝0；

(2)当

时，发现目标函数值η_2，m关于中继用户功率分配因子γ_r，m单调递减，故

取其可行域下界，即

结合公式(10)-(11)的结果，发现原先的两个优化变量P_0，m，P_k，m可转化为仅优化上述两变量的比值，记为

其中，ω为一个较大值以表示满足

的两变量比值P_m的上限(在仿真中设置为104)。该单个变量的优化同样可借助Matlab得到最优结果。

本发明实施例提供的边缘缓存中数据分发方法，在边缘节点处结合全双工技术与非正交多址接入技术，将直接获取数据的用户与中继获取数据的用户划分为一个NOMA组，进行数据下发，并考虑统计信道信息，通过推导成功传输概率与成功串行干扰消除概率，最终以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化本地边缘节点与协作边缘节点的发送功率，以及本地边缘节点的频谱资源分配，解决了业务高并发与频谱资源紧缺之间的矛盾，可高效地满足多用户对数据的需求，提升数据成功分发的概率。

图4为本发明另一实施例提供的边缘缓存中数据分发装置的结构示意图，包括：分组模块410、类别划分模块420、计算模块430和优化模块440，其中，

分组模块410，用于根据边缘节点所存储的数据能否被终端用户直接获取，将终端用户划分为多个非正交多址接入NOMA组，每一个NOMA组包括一个直传用户与一个中继用户；

类别划分模块420，用于根据直传用户与中继用户到所述边缘节点的信道条件不同，对所述多个NOMA组进行类别划分，划分为第一类别和第二类别；

计算模块430，用于根据成功传输概率的计算公式与成功串行干扰消除概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率；

优化模块440，用于以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化边缘节点的发送功率和频谱资源分配；

其中，所述直传用户为所请求的数据能够从所述边缘节点处直接获取的终端用户，所述中继用户为所请求的数据是从存储所述数据的、距离所述边缘节点最近的其他边缘节点处通过全双工中继的方式取回的终端用户；

其中，在第一类别的NOMA组中，直传用户信道条件好于中继用户，边缘节点分配更高的发射功率给中继用户，用于传输其所需数据，并由直传用户执行串行干扰消除；在第二类别的NOMA组中，中继用户信道条件好于直传用户，边缘节点分配更高的发射功率给直传用户，用于传输其所需数据，并由中继用户执行串行干扰消除。

本发明实施例提供的边缘缓存中数据分发装置实现了前述边缘缓存中数据分发方法，因此，对于各功能模块的理解可以参加前述边缘缓存中数据分发方法实施例，在此不再赘述。

本发明实施例提供的边缘缓存中数据分发装置，在边缘节点处结合全双工技术与非正交多址接入技术，将直接获取数据的用户与中继获取数据的用户划分为一个NOMA组，进行数据下发，并考虑统计信道信息，通过推导成功传输概率与成功串行干扰消除概率，最终以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化本地边缘节点与协作边缘节点的发送功率，以及本地边缘节点的频谱资源分配，解决了业务高并发与频谱资源紧缺之间的矛盾，可高效地满足多用户对数据的需求，提升数据传输过程的性能。

图5为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储在存储器530上并可在处理器510上运行的计算机程序，以执行上述各方法实施例所提供的边缘缓存中数据分发方法，例如包括：根据边缘节点所存储的数据能否被终端用户直接获取，将终端用户划分为多个非正交多址接入NOMA组，每一个NOMA组包括一个直传用户与一个中继用户；根据直传用户与中继用户到所述边缘节点的信道条件不同，对所述多个NOMA组进行类别划分，划分为第一类别和第二类别；根据成功传输概率与成功串行干扰消除概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率；以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化边缘节点的发送功率和频谱资源。

此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例提供的边缘缓存中数据分发方法，例如包括：根据边缘节点所存储的数据能否被终端用户直接获取，将终端用户划分为多个非正交多址接入NOMA组，每一个NOMA组包括一个直传用户与一个中继用户；根据直传用户与中继用户到所述边缘节点的信道条件不同，对所述多个NOMA组进行类别划分，划分为第一类别和第二类别；根据成功传输概率与成功串行干扰消除概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率；以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化边缘节点的发送功率和频谱资源分配。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种边缘缓存中内容分发方法，特征在于，包括：

根据边缘节点所存储的内容能否被终端用户直接获取，将终端用户划分为多个非正交多址接入NOMA组，每一个NOMA组包括一个直传用户与一个中继用户；

根据直传用户与中继用户到所述边缘节点的信道条件不同，对所述多个NOMA组进行类别划分，划分为第一类别和第二类别；

根据成功传输概率与成功串行干扰消除概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率；

以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化边缘节点的发送功率和频谱资源分配；

其中，所述直传用户为所请求的内容能够从所述边缘节点处直接获取的终端用户，所述中继用户为所请求的内容是从存储所述内容的、距离所述边缘节点最近的其他边缘节点处通过全双工中继的方式取回的终端用户；

其中，在第一类别的NOMA组中，直传用户信道条件好于中继用户，边缘节点分配更高的发射功率给中继用户，用于传输其所需内容，并由直传用户执行串行干扰消除；在第二类别的NOMA组中，中继用户信道条件好于直传用户，边缘节点分配更高的发射功率给直传用户，用于传输其所需内容，并由中继用户执行串行干扰消除；

所述根据成功传输概率与成功串行干扰消除概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率的步骤，具体包括：

根据第一类别的NOMA组中继用户的成功传输概率、直传用户的成功串行干扰消除概率以及直传用户的成功传输概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率；

根据第二类别的NOMA组直传用户的成功传输概率、中继用户的成功串行干扰消除概率以及中继用户的成功传输概率，确定第二类别的NOMA组成功分发概率。

2.根据权利要求1所述的边缘缓存中内容分发方法，其特征在于，所述将终端用户划分为多个非正交多址接入NOMA组，每一个NOMA组包括一个直传用户与一个中继用户的步骤，还包括：

在NOMA成组过程中，若直传用户与中继用户数量不一致，边缘节点通过单播的方式服务无法配对的用户，或者等待下一次内容传输过程中为其重新配对；

不同的NOMA组间将分配正交的频谱资源以消除组间干扰。

3.根据权利要求1所述的边缘缓存中内容分发方法，其特征在于，所述以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化边缘节点的发送功率和频谱资源分配的步骤，具体包括：

根据所述第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率，确定网络整体的成功分发概率；

以所述网络整体的成功分发概率最大为目标问题，约束条件为边缘节点的总发射功率约束、根据NOMA协议的组内功率分配约束以及所有NOMA组分配的总带宽约束，建立功率与频谱分配优化模型；

对所述功率与频谱分配优化模型按照组间的功率及频谱分配优化问题，以及组内的功率及频谱分配优化问题进行分开求解。

4.根据权利要求1所述的边缘缓存中内容分发方法，其特征在于，所述根据第一类别的NOMA组中继用户的成功传输概率、直传用户的成功串行干扰消除概率以及直传用户的成功传输概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率，具体为：

根据第一类别的NOMA组中继用户的成功传输概率、直传用户的成功串行干扰消除概率以及直传用户的成功传输概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率，利用公式一确定第一类别的NOMA组成功分发概率：

η_1,m＝p_dT_d,m1S_SIC,1+p_rT_r,m1 公式一

其中，η_1,m为第一类别的NOMA组成功分发概率，p_d表示用户所需内容被边缘节点E₀存储、直接从E₀处获取内容的概率，p_r表示用户所需内容没有被E₀存储、通过中继的方式找到内容的概率，T_d,m1为直传用户的成功传输概率，S_SIC,1为直传用户的成功串行干扰消除概率，T_r,m1为中继用户的成功传输概率；

其中，

表示内容f_i的流行度，即该内容被用户请求的概率；

为一二元变量，边缘节点的存储空间为N_s，当网络中存在边缘节点E_k(k≠0)缓存有内容f_j(j∈{N_s+1,…,F})时，

否则

5.根据权利要求1所述的边缘缓存中内容分发方法，其特征在于，所述根据第二类别的NOMA组直传用户的成功传输概率、中继用户的成功串行干扰消除概率以及中继用户的成功传输概率，确定第二类别的NOMA组成功分发概率，具体为：

根据第二类别的NOMA组直传用户的成功传输概率、中继用户的成功串行干扰消除概率以及中继用户的成功传输概率，利用公式二确定第二类别的NOMA组成功分发概率：

η_2,m＝p_dT_d,m,2+p_rT_r,m,2S_SIC,2 公式二

其中，η_2,m为第二类别的NOMA组成功分发概率，T_d,m,2为直传用户的成功传输概率，S_SIC,2为中继用户的成功串行干扰消除概率，T_r,m,2为中继用户的成功传输概率，p_d表示用户所需内容被边缘节点E₀存储、直接从E₀处获取内容的概率，p_r表示用户所需内容没有被E₀存储、通过中继的方式找到内容的概率；

其中，

表示内容f_i的流行度，即该内容被用户请求的概率；

为一二元变量，边缘节点的存储空间为N_s，当网络中存在边缘节点E_k(k≠0)缓存有内容f_j(j∈{N_s+1,…,F})时，

否则

6.一种边缘缓存中内容分发装置，其特征在于，包括：

分组模块，用于根据边缘节点所存储的内容能否被终端用户直接获取，将终端用户划分为多个非正交多址接入NOMA组，每一个NOMA组包括一个直传用户与一个中继用户；

类别划分模块，用于根据直传用户与中继用户到所述边缘节点的信道条件不同，对所述多个NOMA组进行类别划分，划分为第一类别和第二类别；

计算模块，用于根据成功传输概率与成功串行干扰消除概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率；

优化模块，用于以最大化网络整体的成功分发概率为目标，优化边缘节点的发送功率和频谱资源分配；

其中，所述直传用户为所请求的内容能够从所述边缘节点处直接获取的终端用户，所述中继用户为所请求的内容是从存储所述内容的、距离所述边缘节点最近的其他边缘节点处通过全双工中继的方式取回的终端用户；

其中，在第一类别的NOMA组中，直传用户信道条件好于中继用户，边缘节点分配更高的发射功率给中继用户，用于传输其所需内容，并由直传用户执行串行干扰消除；在第二类别的NOMA组中，中继用户信道条件好于直传用户，边缘节点分配更高的发射功率给直传用户，用于传输其所需内容，并由中继用户执行串行干扰消除；

所述根据成功传输概率与成功串行干扰消除概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率和第二类别的NOMA组成功分发概率的步骤，具体包括：

根据第一类别的NOMA组中继用户的成功传输概率、直传用户的成功串行干扰消除概率以及直传用户的成功传输概率，确定第一类别的NOMA组成功分发概率；

根据第二类别的NOMA组直传用户的成功传输概率、中继用户的成功串行干扰消除概率以及中继用户的成功传输概率，确定第二类别的NOMA组成功分发概率。

7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项边缘缓存中内容分发方法的步骤。

8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述边缘缓存中内容分发方法的步骤。

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