[發明專利]基于多緩存服務器間協作的視頻緩存方法和系統

在審

• 申請號: 201810801821.3
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN109040771A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 李純喜;趙永祥;趙紅娜
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04N21/222
• 分類號: H04N21/222;H04N21/231;H04N21/647;H04L12/26
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種基于多緩存服務器間協作的視頻緩存方法，其特征在于，構建包括多個基站的緩存網絡，各個基站都連接一個其對應的具有視頻轉碼功能的緩存服務器，各個基站還通過無線通信網絡連接視頻源服務器，所述方法包括：

根據基站到其對應的緩存服務器的數據傳輸時延、不同基站間的數據傳輸時延、視頻源服務器到各基站的數據傳輸時延，在所述緩存網絡的既有視頻緩存策略的條件下計算出滿足所有用戶終端的視頻需求的整體時延；

在所述既有視頻緩存策略的基礎上，將視頻文件移動到新的候選緩存位置上，構成候選視頻緩存策略，在所述候選視頻緩存策略的條件下計算出滿足所有用戶終端的視頻需求的整體時延；

將所有候選視頻緩存策略對應的整體時延與所述既有視頻緩存策略對應的整體時延進行比較，根據比較結果確定所述緩存網絡的最佳的視頻緩存策略。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的構建包括多個基站的緩存網絡，各個基站都連接一個其對應的具有視頻轉碼功能的緩存服務器，包括：

構建包括多個基站的緩存網絡，各個基站都連接一個其對應的具有視頻轉碼功能的緩存服務器，各基站利用對應的緩存服務器為其覆蓋區域內的移動用戶終端提供視頻資源，不同基站間相互協作傳輸視頻資源，每個基站還連接一個存儲所有視頻文件的視頻源服務器，各基站與對應的緩存服務器之間的數據傳輸帶寬無限大，各基站與視頻源服務器之間的數據傳輸帶寬小于設定帶寬數值，不同基站之間的數據傳輸帶寬為大于所述設定帶寬數值的一定值。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述的根據基站到其對應的緩存服務器的數據傳輸時延、不同基站間的數據傳輸時延、視頻源服務器到各基站的數據傳輸時延，在所述緩存網絡的既有視頻緩存策略的條件下計算出滿足所有用戶終端的視頻需求的整體時延，包括：

初始化所述緩存網絡的既有緩存策略X為空，X為各個視頻緩存方案的集合，X＝{x_ki＝j|k∈N,i∈V，j∈Q+0},其中，當j＝0時，表示在緩存服務器k未緩存視頻i，當j≠0時，表示在緩存服務器k緩存有視頻i的清晰度為j的視頻版本，N＝{1,2,…K}為緩存服務器的集合，V＝{1,2…I}為視頻集合，Q＝{1,2…J}為清晰度集合，其中k∈N；

任意基站間的單位數據傳輸時延為d_kk’，從視頻源服務器到各基站的單位數據傳輸時延為d_k，視頻i的清晰度為j的視頻版本(i,j)的尺寸為S_ij，當用戶終端從視頻源服務器獲取視頻文件(i,j)時，其整個視頻文件(i,j)的傳輸時延為S_ijd_k，當用戶終端從緩存服務器k’獲取視頻文件(i,j)時，其整個視頻文件(i,j)的傳輸時延為S_ijd_kk’,k為用戶終端的基站對應的本地緩存服務器，當k＝k’時，d_kk’＝0。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的根據基站到其對應的緩存服務器的數據傳輸時延、不同基站間的數據傳輸時延、視頻源服務器到各基站的數據傳輸時延，在所述緩存網絡的既有視頻緩存策略的條件下計算出滿足所有用戶終端的視頻需求的整體時延，包括：

設置用戶終端的視頻需求為λ_kij，λ_kij為在緩存服務器k下，請求視頻i第j個清晰度版本的用戶終端的數量；

在所述緩存網絡的既有緩存策略X的前提下，根據所述傳輸時延d_kk’、傳輸時延d_k、傳輸時延S_ijd_k和傳輸時延S_ijd_kk計算在滿足所有用戶終端的視頻需求下的整體時延D：

基于既有緩存策略X，遍歷所有的緩存服務器，所有的視頻的所有清晰度版本，計算得滿足所有用戶終端的視頻需求的整體時延D，將該整體時延D作為既有視頻緩存策略時延D。