[发明专利]一种基于D2D辅助的视频质量自适应缓存方法和设备

说明书

本发明涉及一种基于D2D辅助的视频质量自适应缓存方法和设备，包括计算用户需求特征；根据用户需求特征和视频流行度缓存视频；根据用户请求发送缓存的视频或者请求基站发送视频，本发明提高了缓存节点缓存视频的命中率，降低了基站的业务负载水平，较好地满足了用户需求。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，尤其涉及一种基于D2D辅助的视频质量自适应缓存方法和设备。

背景技术

随着无线通信技术的进步以及网络媒体内容的迅猛发展，视频消费在以惊人的速度增长。根据思科的预测，到2022年，全球每月的移动数据流量将达到77exabytes，其中近五分之四(79％)的移动数据流量将是视频。视频业务的一个特点是传输时需要占用较大的带宽资源。同时，由于不同的用户通常会在相同或者不同的时间段请求相同的视频内容，若基站仍采用传统的传输方式为每个请求用户单独传输所请求的相同的视频内容，势必会因用户数目的增加而带来巨量的资源浪费，同时对回程链路也会带来很大的传输压力。

在网络中其他节点上缓存流行的内容并在适当的时候帮助传统网络节点进行数据分发是缓解网络瓶颈的一个有效途径之一。通过缓存技术，基站可以在业务负载小的时间段，提前把多媒体内容缓存到接入节点和用户节点的存储器中。这样用户访问相关内容时就可以在一定概率下从本地缓存中直接获取，而无需通过基站传输。研究人员把用户从本地缓存获取内容的概率称为卸载概率。

本地缓存技术主要包括接入节点缓存和移动用户缓存。移动用户缓存的内容可以通过D2D方式在请求用户之间共享。由于D2D技术无需事先进行网络架构的部署，组网灵活，因而成为业界研究的热点之一。

目前在无线缓存网络中采用的缓存策略有多种，比如：等概率随机缓存策略、基于文件流行度Zipf分布的缓存策略、基于优化的缓存策略等。但是，当前的缓存策略中大多针对视频类型的个性化需求，对于视频质量的个性化需求的缓存方法仍属空白。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于视频质量自适应的缓存方法方法，尤其涉及一种基于D2D辅助的视频质量自适应缓存方法，以满足用户的视频质量个性化需求，提升缓存命中率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于D2D辅助的视频质量自适应缓存方法，其特征在于，所述方法包括：计算用户需求特征；根据用户需求特征和视频流行度缓存视频；根据用户请求发送缓存的视频或者请求基站发送视频。

可选地，所述计算用户需求特征包括视频类型特征和视频质量特征；其中，视频类型包括K个类型，{f_i,1,f_i,2…f_i,K}表示用户i分别请求第k类视频的频次率，其中，S_k表示用户i请求第k类视频内容的次数，S是用户i请求所有视频内容的总次数；N个用户的视频质量需求分别为{Q₁，Q₂，…,Q_N}，其中的任意元素Q_i，i∈N，表示第i个用户需求的视频质量需要叠加Q_i个视频层。

可选地，所述根据用户需求特征和视频流行度缓存视频为根据一预定义阈值Th分类，将视频流行度高于阈值Th的视频进行降序排序；其中，M个流行度高于阈值Th的视频中排名第m的视频的流行度为其中，γ为Zipf分布指数；则用户i请求排名第m的视频的可能性为其中，λ和β分别为视频流行度和用户兴趣度的权重系数，k为排名m的视频的分类序号，t_i为用户i在该缓存节点处的接入时长；设置一门函数对于排名m的视频所有用户请求第x层视频的可能性之和为按照对所有视频降序排序缓存。

可选地，所述根据用户请求发送缓存的视频或者请求基站发送视频包括，当用户请求的视频在缓存队列时，发送用户所请求的视频；若用户请求的视频不在缓存队列时，将所述请求转送至基站。