[发明专利]分布式移动网络视频缓存放置方法、系统及相关设备

说明书

本发明适用于网络通信技术领域，提供了一种分布式移动网络视频缓存放置方法、系统及相关设备，所述方法包括以下步骤：建立一个蜂窝网络的分布式缓存模型，蜂窝网络包括一个宏基站与多个微基站，蜂窝网络对覆盖范围内的微用户提供视频服务；微基站通过后悔最小值算法从宏基站中获取一个子视频数据并进行缓存放置；微基站通过概率算法对自己缓存的所有子视频数据计算受欢迎度，并根据受欢迎度对所述微基站中的子视频数据进行删除；所述微基站根据受欢迎度计算缓存概率，并将一个微基站中不存在的子视频数据在微基站中进行缓存。本发明解决了传统蜂窝网络无法在宏‑微基站的蜂窝网络结构中降低移动视频数据传输延时的问题。

技术领域

本发明适用于网络通信技术领域，尤其涉及一种分布式移动网络视频缓存放置方法、系统及相关设备。

背景技术

在传统蜂窝网络中，蜂窝网络中的一个移动终端只能从宏基站获取请求的内容，相当于在构成传统的蜂窝网络时，蜂窝网络中的设备就形成了以宏基站为中心的星型网络结构，这对宏基站的承载能力有很高的要求，并随着蜂窝网络内移动终端设备数量的增长而达到性能瓶颈。

而在无线异构蜂窝网络中，通过引入具备内容缓存能力的小区基站，可以利用具有缓存能力的微基站进行本地缓存来减小蜂窝基站的回程链路负载，提高缓存内容利用率，这在一定程度上增加了蜂窝网络结构的承载能力。然而随着互联网的发展，数据的爆发式增长，使得移动视频分发网络的微基站缓存中，需要面对有限的节点缓存空间存储海量的多媒体内容的挑战，这主要是因为移动视频已经成为互联网中的主要数据类型，同时，用户对于移动视频的画面质量和传输时间的要求变得更高，若仅仅通过引入微基站来提高蜂窝网络的负载能力，是无法解决移动视频的延迟要求的。

发明内容

本发明实施例提供一种分布式移动网络视频缓存放置方法、系统及相关设备，旨在解决传统蜂窝网络无法在宏-微基站的蜂窝网络结构中降低移动视频数据传输延时的问题。

本发明实施例提供了一种分布式移动网络视频缓存放置方法，包括以下步骤：

建立一个蜂窝网络的分布式缓存模型，所述蜂窝网络包括一个宏基站与多个微基站，所述蜂窝网络对覆盖范围内的微用户提供视频服务；

所述微基站通过后悔最小值算法从所述宏基站中获取一个子视频数据并进行缓存放置；

所述微基站通过概率算法对自己缓存的所有所述子视频数据计算受欢迎度，并根据所述受欢迎度对所述微基站中的所述子视频数据进行删除；

所述微基站根据所述受欢迎度计算缓存概率，并将一个所述微基站中不存在的所述子视频数据在所述微基站中进行缓存。

更进一步地，所述蜂窝网络中的所述宏基站包括一个总视频数据，所述总视频数据还包括多个子视频数据，所述微基站从所述宏基站中请求所述子视频数据并进行缓存放置，所述微基站为面向所述微用户的访问节点。

更进一步地，所述分布式缓存模型关于联合集群和缓存优化问题，其中：

定义所述蜂窝网络中的所述微基站的集合为B，B中任一所述微基站用b表示；

定义所述蜂窝网络中所有所述微用户的集合为，中任一所述微用户用m表示；

定义所述宏基站中的所述总视频数据为V，所述子视频数据有个，V中任一所述子视频数据用表示；

定义一个所述微基站服务的微用户集合为U，U中所述微用户有S个，U中任一所述微用户用表示；

定义所有的所述微基站的缓存空间的容量总和为C，C中任一所述微基站的缓存空间为；

所述微基站从所述宏基站缓存到本地的一个所述子视频数据记为；

根据以上，所述微用户请求所述子视频数据的总服务延迟满足如下条件：