[發(fā)明專利]一種基于編碼和緩存的跨層聯(lián)合的視頻傳輸方法、系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110316177.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN113225584B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀麗君;趙菼菼;李凡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N21/231
• 分類號(hào): H04N21/231;H04N21/238;H04N21/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

1.一種基于編碼和緩存的跨層聯(lián)合的視頻傳輸方法，其特征在于，包括如下過程：

根據(jù)回程鏈路負(fù)載和回程鏈路安全傳輸時(shí)回程鏈路傳輸包個(gè)數(shù)所滿足的條件建立回程鏈路安全傳輸模型；

根據(jù)體驗(yàn)質(zhì)量QoE和視頻文件的編碼包大小之間的函數(shù)關(guān)系、視頻文件的傳輸時(shí)延和MEC緩存、編碼包大小的函數(shù)關(guān)系，以視頻文件的視頻編碼碼率、MEC緩存的容量和回程鏈路安全傳輸模型為約束條件，以最大化視頻體驗(yàn)質(zhì)量和最小化傳輸時(shí)延為優(yōu)化目標(biāo)，建立視頻編碼參數(shù)和MEC緩存聯(lián)合優(yōu)化模型；

對(duì)視頻編碼參數(shù)和MEC緩存聯(lián)合優(yōu)化模型求近似最優(yōu)解，利用近似最優(yōu)解為視頻文件制定體驗(yàn)質(zhì)量最大化和傳輸時(shí)延最小化的傳輸策略；

回程鏈路安全傳輸時(shí)回程鏈路傳輸包個(gè)數(shù)所滿足的條件為：回程鏈路負(fù)載小于等于視頻文件j的被編碼的編碼包個(gè)數(shù)減一；

所述回程鏈路安全傳輸模型如下：

其中，m_kj為第k個(gè)MEC服務(wù)器上存儲(chǔ)的視頻文件j的視頻包個(gè)數(shù)，K為MEC服務(wù)器數(shù)目，n為視頻文件j的被編碼的編碼包個(gè)數(shù)，Ψ_j為用戶請(qǐng)求第j個(gè)視頻文件的請(qǐng)求數(shù)；

視頻編碼參數(shù)和MEC緩存聯(lián)合優(yōu)化模型如下：

s.t.

其中，N為所有編碼包的集合，F(xiàn)為所有視頻文件的集合，max表示取最大值函數(shù)，s.t.表示受約束，為視頻文件j最小碼率，為視頻文件j最大碼率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于編碼和緩存的跨層聯(lián)合的視頻傳輸方法，其特征在于，根據(jù)用戶請(qǐng)求視頻文件的概率服從Zipf分布得到視頻文件被請(qǐng)求的概率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于編碼和緩存的跨層聯(lián)合的視頻傳輸方法，其特征在于，所述視頻文件的體驗(yàn)質(zhì)量QoE和視頻文件的編碼包大小之間的函數(shù)關(guān)系f(s_i,j)：

其中，s_i,j為第j個(gè)視頻文件第i個(gè)編碼包的大小，為體驗(yàn)質(zhì)量參數(shù)，i為視頻文件j的編碼包的序號(hào)，T_d為每個(gè)視頻的持續(xù)時(shí)間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于編碼和緩存的跨層聯(lián)合的視頻傳輸方法，其特征在于，MEC緩存、視頻文件的傳輸時(shí)延和視頻文件的編碼包大小的函數(shù)關(guān)系如下：

其中，V_j為視頻文件j的傳輸時(shí)延參數(shù)，p_j為視頻文件j被請(qǐng)求的概率，為MEC服務(wù)器k的緩存中是否存儲(chǔ)視頻文件j的第i個(gè)視頻包，R_bk為回程鏈路數(shù)據(jù)傳輸速率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于編碼和緩存的跨層聯(lián)合的視頻傳輸方法，其特征在于，對(duì)視頻編碼參數(shù)和MEC緩存聯(lián)合優(yōu)化模型求近似最優(yōu)解時(shí)，將原始的非線性混合0-1整數(shù)規(guī)劃問題松弛為不帶整數(shù)約束的非線性非整數(shù)規(guī)劃問題，再利用0-1分支定界法求得視頻編碼參數(shù)和MEC緩存聯(lián)合優(yōu)化模型的近似最優(yōu)解。