CN107454562A - 一种面向icn架构的d2d移动内容分发方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法，主要包括请求端发送改为兴趣包过程、内容解析与分发过程和缓存管理过程；通过内容解析、分发，可以找到离请求端最近范围内的缓存设备，请求端根据此缓存设备的位置信息进行请求，当兴趣包到达缓存设备时，将数据包沿兴趣包的请求路径原路返回，在返回过程中，通过缓存方法来判断中间用户设备是否对数据包进行缓存。本发明解决了目前ICN网络的缓存策略是沿默路径传输，在中间用户设备的缓存空间有限的情况下会造成缓存资源的浪费以及内容多样性的降低，进而导致内容获取延迟时间较长的问题。

Description

一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法

技术领域

本发明涉及互联网移动通信技术领域，尤其涉及一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法。

背景技术

随着D2D通信的出现，用户设备(UE)、移动内容数量持续增长，移动通信面临着巨大挑战。鉴于蜂窝网络被考虑作为处理移动内容的分发和获取的一种常用平台，如何支持移动内容、设备的***式增长成为未来5G移动蜂窝网络的关键研究点。但是，目前基于D2D技术的研究仍是以IP网络架构为基础讨论的，IP网络以终端地址为中心进行信息交互，当应用到无线移动蜂窝网络中时，由于用户设备频繁移动，地址信息需要进行经常性的维护，会造成网络间歇或终端问题。

信息中心网络(ICN)的提出是为了改变当前互联网主机-主机通信范例，使用数据名字而不是IP地址进行数据通信，只关注所请求的数据内容本身，而不关心内容所在的节点地址。将ICN运用到D2D通信，可以高效地应对网络拓扑结构的动态变化，而且ICN网络的内置缓存机制，对于数据分发的性能有较大的影响。但是ICN网络采取的默认沿路径缓存策略，在中间用户设备的缓存空间有限的情况下会造成缓存资源的浪费以及内容多样性的降低，进而导致内容获取延迟时间较长。

目前对于ICN的主流研究，主要集中在拓扑固定的ISP网络，对于快速移动的动态拓扑场景下的内容分发机制研究还很少。随着D2D通信技术的发展，移动设备之间的通信成为主流的通信方式，新型的移动设备(手机、平板电脑)都有较强的计算能力、大容量存储能力以及多样化的无线接口(WiFi、Bluetooth)，这些优势可以让移动设备在数据分发方面发挥更大的作用，而不是仅仅作为内容的消费者。

发明内容

本发明的目的在于：为解决目前ICN网络的缓存策略是沿默路径传输，在中间用户设备的缓存空间有限的情况下会造成缓存资源的浪费以及内容多样性的降低，进而导致内容获取延迟时间较长的问题。本发明提供一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法。

本发明的技术方案如下：

一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法，包括如下步骤：

S1：请求端发送请求内容过程；请求端发送兴趣包，并判断请求端广播范围内是否有能够存储此兴趣包对应的数据包的缓存设备，如果有，缓存设备将数据包直接返回给请求端，如果没有，请求端将兴趣包发送给相关联的基站。

S2:内容解析与分发过程；当基站接收到来自请求端的兴趣包时，所述基站对兴趣包进行解析，寻找到缓存此兴趣包对应的数据包的缓存设备，并将缓存设备的位置信息返回给请求端，如果没有找到缓存设备，请求端通过基站直接从服务端获取数据包，这里的服务端指的产生数据包的服务器，任何数据包都会存储在该服务器上。

S3：缓存管理过程；请求端获得缓存设备的位置信息后，请求端通过中间用户设备之间的多级传输寻找所述缓存设备，当请求端发送的兴趣包到达所述缓存设备后，缓存设备将相应的数据包沿兴趣包的传输路径原路返回，在数据包回传的过程中，根据中间用户设备广播范围内的中间用户设备数量、请求内容流行度特性、中间用户设备之间的社会关系来判断中间用户设备是否对数据包进行缓存，在数据包的返回过程中，不是把每个中间设备都叫作缓存设备，而是把缓存了数据包的中间设备叫作缓存设备；当缓存时，中间用户设备将此数据包的名字与其位置信息发送到基站，存储到基站的内容解析表中，以便之后用户设备相同的兴趣包时，可以直接通过基站找到缓存设备。

具体地，S2的具体步骤包括：

S21：当基站接收到来自请求端的兴趣包时，所述基站对兴趣包进行解析，基站通过内容解析表，即内容名字与存储此内容的缓存设备位置之间的映射关系表，判断在此基站范围内是否有缓存此数据包的设备，如果有，将此缓存设备的位置信息发送给请求端，如果没有，则进入S22。

S22：此基站将兴趣包转发到附近的基站，通过基站间的相互协作来将该兴趣包发送到附近的其他基站从而寻找缓存设备，如果找到，将此缓存设备的位置信息发送给请求端，如果没找到，则进入S23。

S23：请求端通过基站直接从服务端获取数据包。

具体地，S3中，请求端在获取缓存设备位置信息之后，将请求端以及缓存设备的位置和速度信息加入兴趣包中，然后，请求端将此兴趣包转发到中间设备进行兴趣包的多跳传输。

进一步地，中间用户设备接收到兴趣包后对此兴趣包的处理步骤为：

S31:当兴趣包到达中间用户设备时，中间用户设备将兴趣包的名字记录到当前中间用户设备的流行度表中。

S32:查找当前中间用户设备的内容库CS中是否有与该兴趣包匹配的内容，如果有匹配的内容，参照对数据包的处理流程对数据包进行处理，如果没有，则进入S33。

S33：查找PIT条目中是否有与该数据包对应的匹配项，如果有，则将兴趣包的上一跳接口编号加入到PIT列表中，如果没有对应的匹配项，则在PIT中创建一条新的记录。

S34：然后当前中间用户设备对该兴趣包进行转发，直到将兴趣包转发到CS中有与此兴趣包匹配的内容的缓存设备为止。

具体地，S3中，所述数据包回传的过程的具体步骤为：

S35：当中间用户设备接收到数据包后，首先会与PIT中的记录项进行匹配，如果没有找到匹配项，则直接丢弃这个数据包，否则到S36。

S36：查找CS中是否已经存储了该数据包，如果已经存储了该数据包，则丢弃这个数据包，反则到S37。

S37：根据转发的缓存设备的位置、移动速度信息，数据包中携带的请求端的位置、移动速度信息，获取到缓存标志字段u的值，其中，u为根据请求端的位置、移动速度信息，与内容接收者的位置、移动速度信息进行对比后得到的值，如果u＝0，则不缓存此数据，将此数据包转发到下一个节点，否则到S38。

S38：根据中间用户设备邻居表中的信息得到P₁，根据数据包中携带的位置、移动速度信息以及本内容转发设备的位置、速度信息得到P₂，根据此内容转发设备流行度表中的信息得到P₃。

S39：通过P₁，P₂，P₃得到总缓存概率P，计算方式为P＝αP₁+βP₂+λP₃，且α+β+λ＝1；其中，P₁为根据中间用户设备广播范围内用户设备数量(密度信息)得到的缓存概率，P₂为根据用户设备间的社会化关系得到的缓存概率，P₃为根据内容流行度特性得到的缓存概率。

S310：中间用户设备产生一个0到1之间的随机数rate，如果P<rate，则不缓存此数据，直接转发此数据包到下一跳用户设备，否则到S311。

S311：中间用户设备缓存此数据包，数据包根据PIT中的记录项转发到下一个中间用户设备，中间用户设备将其缓存的数据包的名字以及位置信息发送给基站，存储到基站的内容解析表中。

进一步地，S37中，u值的设定方式为：

根据请求端的位置、移动速度信息，与内容接收者的位置、移动速度信息进行对比，得到缓存标志字段u，u的取值有0，1，2三种可能；

当两者移动方向相同，且V(接收者)-V(请求端)>v时，u＝0。

当两者移动方向相同，且V(接收者)-V(请求端)<v时，u＝2。

当两者移动方向相反，u＝1。

进一步地，P₁的定义方式为：

首先给每个中间用户设备建立一个邻居表，通过此邻居表可以获取中间用户设备的密度信息；目标是每个中间用户设备可以根据邻居表中的中间用户设备密度信息获得一个相应的缓存概率，这个概率记为P₁，表示为：

这里，σ表示的是一个调节因子，对缓存概率的大小起到调节的作用，由中间用户设备密度NUM通过建立邻居表得到。

P₂的定义方式为：

利用内容接收者和其上一跳内容转发者之间的相对距离D_ij及缓存标志字段u的值获得一个相应的缓存概率，这里，不包括u＝0的值，这个概率记为P₂，表示为：

其中，D_ij为内容接收者和上一跳转发者之间的距离，R为无线广播范围，v值是一个门限值，代表的一个给定的速度，为了便于比较，v值的大小可以根据需求进行合适选取。

P₃的定义方式为：

F_m＝ε*N_c+(1-ε)*N_p

这里，N_c是当前时间单元t_c内的请求次数，N_p历史时间单元t_p内的请求次数，_max为流行度表中记录的最大请求次数，F_m为获取相应数据的请求次数，ε为权重因子。

采用上述方案后，本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过内容解析、分发，可以找到最近范围内的缓存设备，请求端根据此缓存设备的位置信息发送兴趣包，当兴趣包到达缓存设备时，将数据包沿兴趣包的请求路径原路返回，在返回过程中，通过缓存方法来判断中间用户设备是否对内容进行缓存，通过此方案的设计，实现对请求端发送的兴趣包的快速定位，从众多缓存设备中选择出离请求端最近的一个，避免了兴趣包广播泛洪带来的通信开销以及由此引发的数据包广播泛洪问题，实现了对缓存设备的精确定位。

(2)另一方面，通过设计缓存方案，可以将有价值的内容缓存在位置重要的中间用户设备上，方便之后请求端发送的兴趣包可以从最近的缓存内容的中间用户设备上获取到数据包。可以降低请求延迟，提高频谱资源利用率以及缓存命中率，加快数据传输。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中内容获取的处理流程图；

图3是本发明中基站的内容解析与分发时序图；

图4是本发明中请求端获取到缓存设备的位置信息之后对兴趣包的处理流程图；

图5是本发明中中间设备接收到兴趣包后的处理流程图；

图6是本发明中数据包回传过程的处理流程图；

图7是本发明中缓存标志字段u的设定流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

本发明的面向ICN架构的D2D移动内容分发方法，如附图2所示和附图3所示，整个过程的流程为：请求端首先在广播范围内寻找是否有存储此数据包的缓存设备，如果有，例如缓存设备1，此时缓存设备1将数据包直接返回到请求端；如果没有，请求端将兴趣包发送给相关联的基站(BS1)，如果在此基站的范围内找到存储此内容的设备，如缓存设备2，基站首先将缓存设备2的位置信息转发给请求端，请求端根据此位置信息发送兴趣包，兴趣包通过中间用户设备1进行多跳传输到达缓存设备2，随后缓存设备2将响应的数据包沿兴趣包的转发路径原路返回；如果没有，通过基站(BS1)和基站(BS2)之间的相互协作来查找缓存设备，如果找到，如缓存设备3，通过基站将缓存设备3的位置信息转发给请求端，请求端通过中间用户设备1、2、3将兴趣包转发到缓存设备3，收到请求后，缓存设备3将相应的数据包沿中间用户设备1、2、3原路返回到请求端。在数据包的返回过程中，需要根据缓存方法判断中间用户设备是否需要对数据进行缓存。

具体地，包括如下步骤：

S1：请求端发送兴趣包的过程；请求端发送兴趣包，判断请求端广播范围内是否有能够存此兴趣包对应的数据包的缓存设备，如果有，缓存设备将数据包直接返回给请求端，如果没有，请求端继续将兴趣包发送给相关联的基站。

S2:内容解析与分发过程；当基站接收到来自请求端的兴趣包时，所述基站对兴趣包进行解析，寻找到缓存相应数据包的缓存设备，并将缓存设备的位置信息返回给请求端，如果没有找到缓存设备，请求端通过基站直接从服务端获取数据包，这里的服务端指的是内容源(也就是产生数据包的服务器)。

S2的具体步骤包括：

S21：当基站接收到来自请求端的请求的兴趣包时，所述基站对兴趣包进行解析，基站通过内容解析表(表一)，即兴趣包名字与存储此兴趣包对应的数据包的缓存设备位置之间的映射关系表，判断在此基站范围内是否有缓存此兴趣包对应的数据包的设备，如果有，将此缓存设备的位置信息发送给请求端，如果没有，则进入S22。

表一 内容解析表

兴趣包名字	相应的缓存设备地理位置
		/test/prefix/001	/vehicleID/geo-location
...	...
		/test/prefix/n	/vehicleID/geo-location

S22：此基站将兴趣包转发到附近的基站，通过基站间的相互协作来将该兴趣包发送到附近的其他基站从而寻找缓存设备，如果找到，将此缓存设备的位置信息发送给请求端，如果没找到，则进入S23。

S23：请求端通过基站直接从服务端获取数据包。

S1和S2为内容获取的流程，其流程图如图2所示。

S3：缓存管理过程；请求端获得缓存设备的位置信息后，请求端通过中间用户设备之间的多级传输寻找所述缓存设备，当请求端发送的兴趣包到达所述缓存设备后，缓存设备将相应的数据包沿兴趣包的传输路径原路返回，在数据包回传的过程中，根据中间用户设备广播范围内的中间用户设备数量、请求内容流行度特性、中间用户设备之间的社会关系来判断中间用户设备是否对所述数据包进行缓存，当缓存时，中间用户设备将此数据包的名字与其位置信息发送到基站，存储到基站的内容解析表中，以便之后用户设备同样的数据包时，可以直接通过基站找到缓存设备。

如图3和图4所示，S3，请求端在获取缓存设备位置信息之后，需要携带此位置信息寻找缓存设备，由于在数据包的回传过程中需要根据用户设备之间的社会化关系判断中间用户设备是否缓存数据，还需要携带此请求端的位置和速度信息。因此需要将请求端以及缓存设备的位置和速度信息加入兴趣包中，然后，请求端将此兴趣包转发到中间设备进行兴趣包的多跳传输。如图5所示，中间用户设备接收到兴趣包后对此兴趣包的处理步骤为：

S31:当兴趣包到达中间用户设备时，中间用户设备将请求的兴趣包记录到当前中间用户设备的流行度表中。

S32:查找当前中间用户设备的内容库CS中是否有与该兴趣包匹配的数据包，如果有匹配的数据包，参照对数据包的处理流程对数据包进行处理，如果没有，则进入S33。

S33：查找PIT条目中是否有与该数据包对应的匹配项，如果有，则将兴趣包的上一跳接口编号加入到PIT列表中，如果没有对应的匹配项，则在PIT中创建一条新的记录。

S34：然后当前中间用户设备对该兴趣包进行转发，直到将兴趣包转发到CS中有与此兴趣包匹配的内容的缓存设备为止。

如图6所示，S3中，所述数据包回传的过程的具体步骤为：

S35：当中间用户设备接收到数据包后，首先会与PIT中的记录项进行匹配，如果没有找到匹配项，则直接丢弃这个数据包，否则到S36。

S36：查找CS中是否已经存储了该数据包，如果已经存储了该数据包，则丢弃这个数据包，反则到S37。

S37：根据转发的缓存设备的位置、移动速度信息，数据包中携带的请求端的位置、移动速度信息，获取到缓存标志字段u的值，其中，u为根据请求端的位置、移动速度信息，与内容接收者的位置、移动速度信息进行对比后得到的值，如果u＝0，则不缓存此数据，将此数据包转发到下一个节点，否则到S38；u值的设定方式为：

根据请求端的位置、移动速度信息，与内容接收者的位置、移动速度信息进行对比，得到缓存标志字段u，u的取值有0，1，2三种可能。

当两者移动方向相同，且V(接收者)-V(请求端)>v时，内容接收者会有离请求端更远的方向移动的趋势，此时，没有必要对数据进行缓存，u＝0。

当两者移动方向相同，内容接收者可能有离请求端更近的方向移动的趋势，且在短时间内可以保持可靠的通信连接，且V(接收者)-V(请求端)<v时，u＝2。

当两者移动方向相反，内容接收者可以携带着数据，朝向请求端的位置移动，将数据尽快携带到请求端，使请求端的请求在较短时间内得到响应，u＝1。

S38：根据中间用户设备邻居表中的信息得到P₁，根据数据包中携带的位置、移动速度信息以及本内容转发设备的位置、速度信息得到P₂，根据此内容转发设备流行度表中的信息得到P₃。

P₁的定义方式为：

首先给每个用户设备建立一个邻居表，通过此邻居表可以获取用户设备的密度信息。邻居表的格式如表二所示：

表二 邻居表

用户设备1
	用户设备2
...
	用户设备n

此邻居表中的信息每10秒更新一次。通过对表中存放的用户设备数量进行统计得到用户设备密度NUM，进而得到缓存概率P₁，具体如下：

当用户设备在某一范围内聚集在一起时，密度较大，潜在缓存数据的用户设备较多，如果以与此用户设备密度成反比例的概率缓存数据，缓存概率较小，进而此范围内缓存数据的节点就相对较少。这样在减少冗余数据的同时可以让未缓存此数据的其他中间设备缓存其他类型的数据。

当用户设备在某一范围内较为分散时，密度较小，由于链路连接不稳定，潜在携带数据的用户设备会较少，如果以与此用户设备密度成反比例的概率缓存数据，缓存概率较大，进而此范围内缓存数据的中间设备就会相对变多，可以保证数据的可靠传输，降低响应延迟。

通过以上说明，目标是每个中间用户设备可以根据邻居表中的中间用户设备密度信息获得一个相应的缓存概率，这个概率记为P₁，表示为：

这里，σ表示的是一个调节因子，对缓存概率的大小起到调节的作用，由中间用户设备密度NUM通过建立邻居表得到。

P₂的定义方式为：

利用内容接收者和其上一跳内容转发者之间的相对距离D_ij及缓存标志字段u的值获得一个相应的缓存概率，这里，不包括u＝0的值，这个概率记为P₂，表示为：

其中，D_ij为内容接收者和上一跳转发者之间的距离，R为无线广播范围，v值是一个门限值，代表的一个给定的速度，为了便于比较，v值的大小可以根据需求进行合适选取。

通过用户设备之间的社会化关系得到缓存概率P₂，需要在报文转发过程中携带一些必要的信息，如请求端、缓存设备、内容转发者的位置及移动速度信息。此时需要对兴趣包和数据包的格式做简单的扩展，兴趣包的报文格式需要增加四个附加域，分别是请求端的位置、速度及缓存设备的位置、速度。数据包的报文格式需要增加四个作用域，分别是上一跳内容转发者的位置、速度以及请求端的位置、速度。对于用户设备的方向信息，可以通过用户设备的速度信息得到。

兴趣包报文格式扩展示意图，红色部分为扩展域，如表三所示。

数据包报文格式扩展示意图，红色部分为扩展域，如表四所示。

表三 兴趣包

表四 数据包

内容分块名
	签名
签署信息
	数据
请求端位置
	请求端速度
转发者位置
	转发者速度

根据数据包携带的请求端及上一跳内容转发者的位置、速度信息以及接收此数据包的中间设备的位置、速度信息可以获得D_ij。

P₃的定义方式为：

为每个用户设备建立一个流行度表，用来记录内容的历史请求次数和当前请求次数。其表的格式如表五所示：

表五 流行度表

内容名字	tc内请求次数	tp内请求次数
			/test/prefix/001	Np1	Nc1
...	...	...
			/test/prefix/n	Npn	Ncn

在表中包含了内容名字，历史请求次数以及当前时间段内的请求次数。通过此流行度表可以获取相应数据的请求次数F_m，以及流行度表中的最大请求次数F_max，当内容较为流行时，说明该内容在一定时间内请求次数较多，如果以与此请求次数成正比例的概率缓存内容，用户设备缓存此热门内容的概率会较大，可以增加缓存命中率。

当内容流行度较小时，说明该内容在一定时间内请求次数较少，如果以与此请求次数成正比例的概率缓存内容，用户设备缓存此内容的概率会较小，可以减小非热门内容对热门内容的频繁替换。

通过以上说明，目标是根据流行度表中存储的信息获得一个相应的缓存概率，这个概率记为P₃，表示为：

F_m＝ε*N_c+(1-ε)*N_p

这里，N_c是当前时间单元t_c内的请求次数，N_p历史时间单元t_p内的请求次数，F_max为流行度表中记录的最大请求次数，ε为权重因子。

S39：通过P₁，P₂，P₃得到总缓存概率P，计算方式为P＝αP₁+βP₂+λP₃，且α+β+λ＝1；其中，P₁为根据中间用户设备广播范围内用户设备数量(密度信息)得到的缓存概率，P₂为根据用户设备间的社会化关系得到的缓存概率，P₃为根据内容流行度特性得到的缓存概率。

S310：中间用户设备产生一个0到1之间的随机数rate，如果P<rate，则不缓存此数据，直接转发此数据包到下一跳用户设备，否则到S311。

S311：中间用户设备缓存此数据包，数据包根据PIT中的记录项转发到下一个中间用户设备，中间用户设备将其缓存的数据包的名字以及位置信息发送给基站，存储到基站的内容解析表中。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：请求端发送兴趣包过程；请求端发送兴趣包，并判断请求端广播范围内是否有能够存储此兴趣包对应的数据包的缓存设备，如果有，缓存设备将数据包直接返回给请求端，如果没有，请求端将兴趣包发送给相关联的基站；

S2:内容解析与分发过程；当基站接收到来自请求端的兴趣包时，所述基站对兴趣包进行解析，寻找到缓存所述兴趣包对应的数据包的缓存设备，并将缓存设备的位置信息返回给请求端，如果没有找到缓存设备，请求端通过基站直接从服务端获取兴趣包对应的数据包；

S3：缓存管理过程；请求端获得缓存设备的位置信息后，请求端通过中间用户设备之间的多级传输寻找所述缓存设备，当请求端发送的兴趣包到达所述缓存设备后，缓存设备将相应的数据包沿兴趣包的传输路径原路回传，在数据包回传的过程中，根据中间用户设备广播范围内的中间用户设备数量、请求内容流行度特性、中间用户设备之间的社会关系来判断中间用户设备是否对所述数据包进行缓存，当缓存时，中间用户设备将数据包的名字与其位置信息发送到基站，存储到基站的内容解析表中，以便之后用户设备请求内容时，可以直接通过基站找到缓存设备。

2.根据权利要求1所述的一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法，其特征在于，S2的具体步骤包括：

S21：当基站接收到来自请求端的请求时，所述基站对兴趣包进行解析，基站通过内容解析表，请求端判断在此基站范围内是否有缓存此数据包的设备，如果有，将此缓存设备的位置信息发送给请求端，如果没有，则进入S22；

S22：此基站将兴趣包转发到附近的基站，通过基站间的相互协作来将该兴趣包发送到附近的其他基站从而寻找缓存设备，如果找到，将此缓存设备的位置信息发送给请求端，如果没找到，则进入S23；

S23：请求端通过基站直接从服务端获取兴趣包对应的数据包。

3.根据权利要求1或2所述的一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法，其特征在于，S3中，请求端在获取缓存设备位置信息之后，将请求端以及缓存设备的位置和速度信息加入兴趣包中，然后，请求端将此兴趣包转发到中间设备进行兴趣包的多跳传输。

4.根据权利要求3所述的一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法，其特征在于，中间用户设备接收到兴趣包后对此兴趣包的处理步骤为：

S31:当兴趣包到达中间用户设备时，中间用户设备将兴趣包的名字记录到当前中间用户设备的流行度表中；

S32:查找当前中间用户设备的内容库CS中是否有与该兴趣包匹配的数据包，如果有匹配的数据包，参照对数据包的处理流程对数据包进行处理，如果没有，则进入S33；

S33：查找PIT条目中是否有与该数据包对应的匹配项，如果有，则将兴趣包的上一跳接口编号加入到PIT列表中，如果没有对应的匹配项，则在PIT中创建一条新的记录；

S34：然后当前中间用户设备对该兴趣包进行转发，直到将兴趣包转发到CS中有与此兴趣包匹配的内容的缓存设备为止。

5.根据权利要求所述的一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法，其特征在于，S3中，所述数据包回传的过程的具体步骤为：

S35：当中间用户设备接收到数据包后，首先会与PIT中的记录项进行匹配，如果没有找到匹配项，则直接丢弃这个数据包，否则到S35；

S36：查找CS中是否已经存储了该数据包，如果已经存储了该数据包，则丢弃这个数据包，反则到S36；

S37：根据转发的缓存设备的位置、移动速度信息，数据包中携带的请求端的位置、移动速度信息，获取到缓存标志字段u的值，其中，u为根据请求端的位置、移动速度信息，与内容接收者的位置、移动速度信息进行对比后得到的值，如果u＝0，则不缓存此数据，将此数据包转发到下一个节点，否则到S38；

S38：根据中间用户设备邻居表中的信息得到P₁，根据数据包中携带的位置、移动速度信息以及本内容转发设备的位置、速度信息得到P₂，根据此内容转发设备流行度表中的信息得到P₃；

S39：通过P₁，P₂，P₃得到总缓存概率P，计算方式为P＝αP₁+βP₂+λP₃，且α+β+λ＝1；其中，P₁为根据中间用户设备广播范围内用户设备数量得到的缓存概率，P₂为根据用户设备间的社会化关系得到的缓存概率，P₃为根据内容流行度特性得到的缓存概率；

S310：中间用户设备产生一个0到1之间的随机数rate，如果P<rate，则不缓存此数据，直接转发此数据包到下一跳用户设备，否则到S311；

S311：中间用户设备缓存此数据包，数据包根据PIT中的记录项转发到下一个中间用户设备，中间用户设备将其缓存的数据包的名字以及位置信息发送给基站，存储到基站的内容解析表中。

6.根据权利要求5所述的一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法，其特征在于，S37中，u值的设定方式为：

根据请求端的位置、移动速度信息，与内容接收者的位置、移动速度信息进行对比，得到缓存标志字段u，u的取值有0，1，2三种可能；这里的v是一个给定的速度值，用于比较；

当两者移动方向相同，且V(接收者)-V(请求端)>v时，u＝0；

当两者移动方向相同，且V(接收者)-V(请求端)<v时，u＝2；

当两者移动方向相反，u＝1。

7.根据权利要求6所述的一种面向ICN架构的D2D移动内容分发方法，其特征在于，P₁的定义方式为：

首先给每个中间用户设备建立一个邻居表，通过此邻居表可以获取中间用户设备的密度信息；目标是每个中间用户设备可以根据邻居表中的中间用户设备密度信息获得一个相应的缓存概率，这个概率记为P₁，表示为：

<mrow> <msub> <mi>P</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mi>&amp;sigma;</mi> <mrow> <mi>N</mi> <mi>U</mi> <mi>M</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>

这里，σ表示的是一个调节因子，对缓存概率的大小起到调节的作用，由中间用户设备密度NUM通过建立邻居表得到；

P₂的定义方式为：

利用内容接收者和其上一跳内容转发者之间的相对距离D_ij及缓存标志字段u的值获得一个相应的缓存概率，这里，不包括u＝0的值，这个概率记为P₂，表示为：

<mrow> <msub> <mi>P</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>D</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mi>u</mi> <mo>*</mo> <mi>R</mi> </mrow> </mfrac> </mrow> 2

其中，D_ij为内容接收者和上一跳转发者之间的距离，R为无线广播范围，vv是一个给定的速度值，用于比较；v值的大小可以根据需求进行合适选取，这里的

P₃的定义方式为：

F_m＝ε*N_c+(1-ε)*N_p

<mrow> <msub> <mi>P</mi> <mn>3</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>F</mi> <mi>m</mi> </msub> <msub> <mi>F</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mfrac> </mrow>

这里，N_c是当前时间单元t_c内的请求次数，N_p历史时间单元t_p内的请求次数，F_max为流行度表中记录的最大请求次数，F_m为获取相应数据的请求次数，ε为权重因子。