1.一种基于社交网络的文件共享方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
步骤1:用户分组,服务器建立用户集u={U1,U2,U3,…,UN}和用户请求文件集F={F1,F2,F3,…,FM};
用户集 中的用户请求文件集 中的文件,其中N
表示用户的个数M表示文件的个数,在该系统中,首先,服务器发送信息给基站,基站接收到信息后广播给所有用户,N个用户分别请求M个文件中各自感兴趣的内容,并将请求信息发送回给基站,假设请求状态矩阵RN×M=(rn,m)表示系统中用户对文件的兴趣,定义rn,m=1表示用户Un对文件Fm感兴趣,反之,rn,m=0,基站根据用户的兴趣建立若干临时小组,并把形成的小组关系反馈给每个小组中的所有成员,设小组集合为 表示对文件Fj有需求的用户集合,显然小组数量满足关系 且每个小组中的用户数量满足 由于每个用户可以请求多个文件,所以小组之间允许重叠,即 成立;
步骤2:建立社交网络图,基站根据用户兴趣,将用户分为若干临时小组,并反馈给组内成员,首先建立规则网络,得到邻接矩阵A;以随机重连概率p=0.01对规则网络进行随机重连,生成小世界网络;分析邻接矩阵A,若A(i,j)=A(j,i)=1,则表示节点i和节点j之间有连接;因此可以生成一个无权无向社交网络图G,将该图的邻接矩阵A定义为由0-1元素组成的社交关系矩阵TN×N,1表示对应的用户之间具有社交关系,即可以通过D2D链路从其他用户处得到其感兴趣的文件,0则相反;
步骤3:确定中央用户;
由于每个用户的社交状态不同,选择哪个用户作为小组的中央用户对整个无线网络有重要影响,用社交度的概念来描述用户的社交状态,用户Ui的社交度表示其入度和出度的总和,为了确保结果的一致性和可比较性,假设用户与自己不存在社交关系,定义使CD(Ui)值最大的节点Ui为中央用户,中央用户在基于社交网络的D2D传输中起着重要的作用,在系统中没有需求文件缓存的情况下,基站首先把文件通过无线蜂窝通信链路发送给中央用户,该中央用户把文件通过D2D通信共享给组内有社交关系的用户,而与该中央用户没有社交关系的用户可以从基站或者已获得该文件的其他用户处得到该文件;如果系统中已经有该文件的缓存,则用户可以直接从基站或已获得文件的用户处得到需求文件,这个过程要考虑在蜂窝网动态网络上实现D2D内容高效存取;
步骤4:判断用户间是否能建立D2D链路;
考虑到系统的安全性,只有满足一定信任要求的用户,才有可能建立D2D链路共享文件信息,因此引入用户的信任度作为影响系统性能的重要因素,不同节点在网络中的可信度不同,节点之间对彼此的可信度也不相同,那么,由步骤2中表征社交网络的无权无向网络图G就变成了有权有向网络图G',其权值即代表了在社交网络中用户彼此之间的直接信任度值eji和eij,假设用户节点Uj信任用户节点Ui,当Uj在网络中的可信度较高时,那么Ui在网络中的可信度也不会差,所以一个用户节点在社交网络中的信任度值可以通过其他节点对其信任度值的加权平均得到,由于是基于蜂窝网络辅助下的系统模型,因此基站控制所有用户的状态并保存它们的信息,如用户ID、邻居用户发现、请求和响应文件的成功失败记录以及其他用户的信誉评估等,因此用户的信任度可以从基站反馈的信息中得到,在不排除恶意节点的情况下,其他所有用户对某一用户的直接信任度值应趋近一个值,即eji(j=1,
2,...,N且j≠i)是介于0-1之间的某个相近的值,由以上分析可得,用户之间若存在D2D链路必须满足两个条件:(1)存在社交关系,(2)信任度必须在安全的范围内,假设信任度的阈值为S0,则可得由0-1元素组成的社交链路矩阵SN×N满足条件s(Ui)≥S0;
步骤5:链路选择,为了提高蜂窝通信系统的整体性能,在每个小组中,若该组内不存在需求的文件,则基站通过蜂窝通信把文件首先传输给中央用户,每个小组再基于社交关系通过D2D通信共享该文件;若小组内已存在需求的文件,则通过某种策略,选择从基站或者已有文件缓存的用户处获得文件,由于仅考虑小规模通信模型,通信半径较短,因此基站到用户之间的传输时延可以看作为一个常数设为t0,同样小组中D2D用户之间的传输时延也可以看作为常数设为t1,当请求状态矩阵R的j列的某些元素为1时,则对应的用户被划分到小组中,该小组中用户的总数量为 引入贪婪彩色边标记算法,该算法通过计算终端用户节点之间的效用函数值来决定选择蜂窝通信链路还是选择D2D链路进行文件的共享传输,由于用户可能请求多个文件,则每个D2D用户必须在同一时间内发送或接受多个文件,为了避免自我干扰,通常假设D2D用户在同一时间只能处理一个文件,即用户Un在接收一个文件时,其不能响应其他的请求。
2.根据权利要求1所述的基于社交网络的文件共享方法,其特征在于步骤3中,确定中央用户是通过交际度算法计算出临时小组内每个用户的交际度D(Ui),然后选取其中交际度最大的用户作为本组的中央用户。
3.根据权利要求2所述的基于社交网络的文件共享方法,其特征在于所述交际度算法为Dul。
4.根据权利要求1所述的基于社交网络的文件共享方法,其特征在于步骤4中判断用户间是否能建立D2D链路的过程是首先判断该组内是否存在需求文件,如果存在则基站通过蜂窝通信信道把文件首先传输给中央用户,组内其他用户再与其共享,然后通过信任度算法计算社交网络中的用户节点的平均信任度,若小于安全阈值,则用户间可以建立D2D链路,否则只能选择蜂窝通信链路。
5.根据权利要求1所述的基于社交网络的文件共享方法,其特征在于步骤5中,进行链路选择时先计算终端用户节点或基站之间的效用函数值,然后分析用户构成的社交网络图,将满足一定限制条件的连边组成集合ψ,然后标记出在集合ψ中具有最大效用函数值的连边,根据边两端的节点对来选择通信模式。
6.根据权利要求5所述的基于社交网络的文件共享方法,其特征在于所述限制条件为单进单出。