[发明专利]边缘计算场景中视频组播分组和码率决策方法

说明书

本发明公开了一种边缘计算场景中视频组播分组和码率决策方法，组播组之间通过联盟博弈的方式决策带宽资源分配，能够有效保证用户之间的公平性；联盟博弈夏普利值分配方式能按照每个组播组的贡献公平分配带宽资源，同时还能最大化组播效用，能够充分利用网络带宽资源，且在用户变化的情况下，仍能够快速调整资源分配。

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，尤其涉及一种边缘计算场景中视频组播分组和码率决策方法。

背景技术

目前在以手机为主体的移动电子设备的快速发展下，互联网流量与日俱增。据报道，视频流量到2022年将占到互联网流量的82％，巨大的视频流量需求给当前的互联网带来了很大的压力。当前主流的视频技术仍是基于DASH(基于HTTP的动态自适应流)的标准，大多数DASH方案为客户端驱动，这使得多用户在请求同样视频片段时是相互隔离的，导致在网络传输的最后一跳——基站到用户之间的重复视频传输，在当前无线带宽资源有限的背景下这是非常浪费的。同时，由于用户可能会努力占用尽可能多的资源，系统中也存在着不公平和低效率的问题。

为了聚合重复的视频流量，可以采用组播的技术。在3GPP中提出了用以支持多媒体视频内容的组播服务。对于热度很高且由较多活跃用户的视频，组播可以使视频内容只需传输一次，极大的节省带宽资源。多媒体广播组播服务(MBMS)为组播组提供的传输速率取决于信道质量最差的用户。组播单频网络(MBSFN)可在一个MBMS区域内传输相同的信号，并在区域内的多个基站小区间同步传输，如G-RAKE等的用户端技术能解决多径传播的时间差问题，从而消除区内干扰，用户通过这种方式能接收到有更高信噪比的增强信号。

移动网络的边缘计算技术是一种分布式的技术，它将网络的计算和存储等主要功能分摊到网络边缘，更靠近客户端，从而达到更快的服务响应速度，满足用户的实时、高效与智能的需求。在移动边缘计算网络场景下，能够有效管理同一区域的移动设备的服务请求，为视频组播方案的系统架构提供了良好的平台，具体来说，在边缘网络中部署一个代理服务器，为组播用户提供集中的计算服务，将从基站到边缘用户的冗余流量进行整合，从而构建一个优化的网络辅助自适应视频流系统。

随着无线组播视频传输技术发展，不断有新的研究提出了基于视频组播的不同分组方式和资源分配方案，来解决带宽资源利用不充分的问题。其方案根据用户信道的质量等条件，对用户进行分组，再进行无线资源的分配，以求达到某一方面最优化解。目前有些方案其并不能达到最优化的资源分配，只是追求次优解；有些方案只考虑最大化整体的吞吐量，而并没有考虑用户体验(QoE)以及用户间公平性；有些方案的算法在较大的分组空间内搜索，算法复杂度高，难以满足在较多用户时的实时性需求，在用户退出或加入组播时难以协调。追求低算法复杂度、高效用、良好的用户体验和公平性的方案是当前研究探索的方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种边缘计算场景中视频组播分组和码率决策方法，在移动边缘计算和多媒体广播组播服务(MBMS)场景下，具有很高的实用性，在实际中能有效执行。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种边缘计算场景中视频组播分组和码率决策方法，包括：

步骤S1、根据当前阶段收集的用户信道质量与缓存信息，将所有用户划分为若干组播组；

步骤S2、基于夏普利值模型，将组播组组成多个联盟，联盟中组播组平分总资源，从而计算出每一联盟的效用值，进而得到每一组播组的夏普利值；

步骤S3、结合每一组播组的夏普利值为每一组播组进行资源分配，利用最终分配的资源进行码率决策；

步骤S4、按照资源分配与码率决策结果向每一组播组进行视频传输。