[发明专利]超密集异构网络中基于用户移动性的视频业务分类缓存方法

摘要

本发明是一种在超密集异构网络中基于用户移动性的视频业务分类缓存方法，属于无线通信技术领域。本发明将每个小基站的缓存空间分成两个区域，以分别为用户提供普通的网络视频和典型的流媒体视频，针对两种不同类型的视频服务业务采用不同的缓存策略。对普通的网络视频，采用编码缓存和延迟卸载策略，将缓存问题描述为一个以最小化缓存内容的平均传输成本的优化问题。对典型的流媒体视频，在用户以较高概率通过的小基站中预先放置所请求视频的未编码的视频片段。本发明可以显著降低缓存内容的平均传输成本，大大减少了回程网络中的流量。此外，所设计的缓存策略考虑了用户的移动性以及用户与小基站连接时长的限制，从而更加符合实际的网络场景。

主权项

1.一种超密集异构网络中基于用户移动性的视频业务分类缓存方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将每个小基站的缓存空间分成两个区域以存储不同的视频内容，从而为用户提供不同类型的视频业务，即网络视频和流媒体视频；将时间划分为相同的小时间段，每个小时间段的长度对应于小基站被用户访问的最短时长；步骤2，若用户请求的是网络视频服务，执行步骤3，若用户请求的是流媒体视频服务，执行步骤4；步骤3，采用编码缓存和延迟卸载策略对文件内容进行缓存，为用户提供网络视频服务；将缓存问题描述为一个以最小化缓存内容的平均传输成本的优化问题，如下：设缓存策略其中，是小基站集合，是视频库，x_n,i是存储在小基站SBS_n的缓存中视频文件f_i的编码数据量；寻找最优的缓存策略，使得缓存内容的平均传输成本最小；对原始视频文件进行编码，然后利用所求得的缓存策略将编码数据缓存到小基站中；当用户在移动的过程中发起一个网络视频文件请求时，每个请求被附上一个有效期T；如果满足用户在有效期内从小基站的缓存中下载的编码数据的总量至少等于原始文件的大小，就能成功恢复所请求的文件；否则，用户请求被重定向至宏基站，剩余的编码数据通过回程链路从远端服务器下载；最后，基于下载的编码数据恢复原始文件；步骤4，将原始的视频文件分割成具有相同大小的数据块，并初始化小基站缓存；当用户发起一个流媒体视频请求时，根据预测的用户将要通过的小基站序列和在相应小区中的驻留时间，提前将未编码的视频文件数据块缓存到小基站中；每当用户移动到新的小区时，先判断在当前小基站的缓存中是否有用户请求的视频内容，如果有就直接从本地缓存下载，否则，就从远端服务器下载，直至整个文件下载完成。