[發(fā)明專利]基于CDN的視頻空間分配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810071452.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN108322768B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張暉;婁亞翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N21/231
• 分類號(hào): H04N21/231;H04N21/238;H04N21/262
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽(yáng)

基于CDN的視頻空間分配方法，包括如下步驟：獲取視頻點(diǎn)播系統(tǒng)中視頻的點(diǎn)播數(shù)據(jù)；根據(jù)點(diǎn)播數(shù)據(jù)構(gòu)建每部視頻的用戶觀看時(shí)長(zhǎng)服從指數(shù)分布模型，確立模型參數(shù)與視頻評(píng)分和用戶訪問(wèn)量的二元函數(shù)關(guān)系；構(gòu)建雙層視頻分配下載模型，根據(jù)二元函數(shù)關(guān)系預(yù)估未知視頻的參數(shù)，并將模型參數(shù)帶入指數(shù)分布，獲取模型參數(shù)的累積概率，將模型參數(shù)的累積概率利用數(shù)值分析法帶入第一層概率選擇優(yōu)化模型，獲取視頻在滿足保障概率前提下的最小用戶觀看時(shí)長(zhǎng)的最大估計(jì)值，結(jié)合視頻的總時(shí)長(zhǎng)，獲取視頻需要下載部分占用的實(shí)際存儲(chǔ)空間，以此為約束，執(zhí)行第二層空間分配優(yōu)化模型，獲取近端服務(wù)器的最佳視頻下載分配方案，本發(fā)明可以有效提升VoD系統(tǒng)的性能，滿足用戶應(yīng)用體驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于視頻應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于CDN的視頻空間分配方法。

背景技術(shù)

隨著通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種制式各異、能力互補(bǔ)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)層出不窮，與不斷更新?lián)Q代的智能終端并存，共同構(gòu)成了重疊覆蓋的無(wú)線泛在環(huán)境。在此環(huán)境下，人們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求已經(jīng)跨越了收發(fā)電子郵件、傳輸圖片、瀏覽網(wǎng)頁(yè)、網(wǎng)絡(luò)聊天的階段，取而代之的是網(wǎng)絡(luò)游戲、IPTV、視頻會(huì)議、視頻點(diǎn)播等一系列面向用戶的新型流媒體服務(wù)。而這些日漸增多的新型網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用形式，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量呈現(xiàn)出爆炸式增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。想要在這種環(huán)境下繼續(xù)保證高質(zhì)量音頻和視頻的有效傳輸，提高同時(shí)訪問(wèn)多媒體資源的用戶數(shù)量，并滿足用戶日益嚴(yán)苛的體驗(yàn)需求，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬和服務(wù)器性能來(lái)說(shuō)，顯然是一種新的更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬和服務(wù)器性能隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的升級(jí)、硬件傳輸存儲(chǔ)介質(zhì)的改進(jìn)有了很大的發(fā)展，但各式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的不斷涌現(xiàn)與個(gè)人多媒體終端的廣泛普及使得這種發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們對(duì)多媒體資源日益提升的體驗(yàn)需求，爆炸式增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量也引發(fā)了網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬受限、骨干網(wǎng)擁塞、源服務(wù)器負(fù)載壓力過(guò)大等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供基于CDN的視頻空間分配方法，針對(duì)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，構(gòu)建用戶行為模型，能夠在近端服務(wù)器中以最優(yōu)策略分配視頻空間。

為了達(dá)到以上目的，基于CDN的視頻空間分配方法，包括如下步驟：

S1、獲取視頻點(diǎn)播系統(tǒng)中視頻的點(diǎn)播數(shù)據(jù)；

S2、根據(jù)點(diǎn)播數(shù)據(jù)構(gòu)建每部視頻的用戶觀看時(shí)長(zhǎng)服從指數(shù)分布模型，確立模型參數(shù)與視頻評(píng)分和用戶訪問(wèn)量的二元函數(shù)關(guān)系；指數(shù)分布模型的累積概率公式為x＞0其中，1/θ為影片用戶觀看時(shí)長(zhǎng)的數(shù)學(xué)期望的倒數(shù)，即模型參數(shù)，x為觀看時(shí)長(zhǎng)隨機(jī)變量，是大于0的任意實(shí)數(shù)；

S3、構(gòu)建雙層視頻分配下載模型，根據(jù)二元函數(shù)關(guān)系預(yù)估未知視頻的用戶觀看時(shí)長(zhǎng)服從指數(shù)分布模型參數(shù)，并將模型參數(shù)帶入指數(shù)分布，獲取模型參數(shù)的累積概率，將模型參數(shù)的累積概率利用數(shù)值分析法帶入第一層概率選擇優(yōu)化模型，獲取未知視頻在滿足保障概率前提下的最小用戶觀看時(shí)長(zhǎng)的最大估計(jì)值，結(jié)合未知視頻的總時(shí)長(zhǎng)，獲取未知視頻需要下載部分占用的實(shí)際存儲(chǔ)空間，以此為約束，執(zhí)行第二層空間分配優(yōu)化模型，獲取近端服務(wù)器的最佳視頻下載分配方案；

第一層概率選擇優(yōu)化模型為：

s.t.Prob(T_k≥t_k)≥1-ε；

其中，ε為概率保障參數(shù)，t_k為視頻k的用戶觀看時(shí)長(zhǎng)T_k的取值參量；Prob(·)為視頻k的用戶觀看時(shí)長(zhǎng)T_k的累積概率，可由視頻k的用戶訪問(wèn)量n和視頻評(píng)分m根據(jù)1/θ與(m,n)的二元函數(shù)關(guān)系得到視頻k的模型參數(shù)1/θ_k，將其帶入指數(shù)分布，得到相應(yīng)的累積概率；再根據(jù)累積概率公式，即可利用數(shù)值分析法快速得到

第二層空間分配優(yōu)化模型為：