[发明专利]车联网环境下具有缓存能力的编码传输方法

摘要

本发明公开了一种车联网环境下的具有缓存能力的编码传输方法，包括以下几个步骤：步骤一：对视频内容进行预处理，将视频文件按照流行度进行分组，分组结果用于步骤二。步骤二：对视频内容进行放置，分成两个步骤。步骤1:结合车车联网环境特点确定小基站中缓存文件的大小范围。步骤2：阶段一中的分组结合步骤1得出的缓存范围进行放置。步骤三：对视频内容进行分发。根据具体情况决定由小基站还是宏基站分发以及是否编码分发。本发明结合车联网环境，给出了文件在小基站中缓存的范围。为在小基站中放置缓存内容提供了范围依据。

主权项

1.一种车联网环境下的具有缓存能力的编码传输方法，包括以下几个步骤：步骤一：对视频内容进行预处理视频文件流行度符合齐普夫分布:其中：N为文件总数，p(m)表示第m个视频文件的流行度，即用户请求该文件的概率，t为常数，即特征指数；假设流行度高的文件数为n，n根据文件流行度和小基站缓存容量确定，n＜＜N；将N个文件按照流行度排名，得到集合且有p(1)≥p(2)≥…≥p(N)≥0，其中，数字1到N分别表示集合N′中的第1个到第N个视频文件，p(1)到p(N)分别表示集合N′中第1个文件到第N个文件的流行度；将集合N′中的文件按顺序分成L组，分别为N₁,N₂...N_L，|N_i|为第i个分组中文件的数目，则有分组参数为α，且有α>1，按照流行度由高到低每组的流行度范围为从而将文件按照流行度分成L组；步骤二：对视频内容进行放置包括以下两个步骤：步骤1：确定小基站中缓存文件的大小范围，假设道路上车辆正常行驶的最小速度为V_min，最大速度为V_max，速度范围为[V_min,V_max]，V_min≥20km/h，V_max为道路的限速值；小基站的带宽为B，小基站间的距离为d，则小基站放置的文件大小范围为其中L_min、L_max分别表示小基站中放置文件的大小的最小值和最大值；步骤2：按照步骤一中对视频文件的分组，同一组中的文件在小基站中获得的存储容量相等，对应存储容量依次为L_max,L_max‑ΔL,...L_min，ΔL＝(L_max‑L_min)/(L‑1)为步骤一中相邻组文件在小基站中存储量大小的差值；按照流行度从大到小顺序依次放置，放置方式为随机均匀放置，放置大小等于对应分组获得的缓存容量大小，放置过程一直进行到小基站缓存空间被放满为止，最后放置的一个完整文件的流行度排名即为n′，总放置量受小基站总缓存容量限制，即总放置量小于等于mFLbit；mFLbit中Fbit为每个文件的大小，小基站的缓存容量为m个视频文件表示为mFbit；步骤三：对视频内容进行分发车载终端向邻近小基站发出请求包，请求包的内容包括请求文件以及车载终端已有文件；小基站判断请求包的内容是否属于n个流行度高的文件中的一个，如果不属于则经过回程链路将请求回传给宏基站，由宏基站进行请求应答；宏基站对请求做出应答时分为两种情况：如果请求的不属于流行度高的文件在宏基站的缓存中，宏基站直接通过单播的形式进行应答；如果不在宏基站的缓存中，宏基站经过光纤链路从远端服务器获得相应内容并以单播的形式进行应答；如果请求包的内容属于n个流行度高的文件分为两种情况：如果小基站中缓存相应请求的文件的内容为车载终端缺少的部分，由小基站进行应答；如果小基站中缓存的对应请求的内容已存在于车载终端则将请求文件和车载终端已有文件回传给宏基站，由宏基站经过索引编码以广播的形式对车载终端进行应答；车载终端接收到广播信息后结合自身的边信息解码出所需内容；索引编码方式如下：对请求同一组中的流行文件且无法从小基站获得请求包的内容的终端进行索引编码应答，编码方式如下：|K|表示请求同一组文件的终端数，组成集合K＝{1,2,3,...,|K|}，对应的请求分别为(d₁,d₂,...,d_K)；用V_k,s表示终端k∈K请求的内容在终端集S中的缓存中的内容，|S|表示集合S中的终端数；V_k,s表示：终端k请求的文件d_k中一部分，这部分存在于集合S中的每个车载终端缓存中，且不存在于S集外的终端的缓存中编码循环次数为s＝|K|，循环执行的条件为s≥1，每次循环后s＝s‑1；每次循环发送的编码内容段数为每段内容的编码规则为：其中