面向視頻傳輸?shù)木幋a緩存技術研究.pdf

1、隨著大數(shù)據(jù)時代的到來和移動終端的發(fā)展，通信網(wǎng)絡的業(yè)務負載越來越大，而視頻業(yè)務是通信業(yè)務負載增加的主要原因。緩存是應對視頻傳輸負載增加的有效方法，而編碼緩存是一個利用緩存制造多播機會來減小通信負載的新技術，本文將對此展開研究:
　　首先，為了研究編碼緩存技術中，文件分割的數(shù)據(jù)包數(shù)量太大的問題，引入存儲發(fā)送陣列(PDA)的概念來同時刻畫系統(tǒng)在內容預置階段的存儲數(shù)據(jù)和內容發(fā)送階段的發(fā)送信號。PDA可以描述Maddah-Ali和Niese

2、n提出的方案，并且能夠證明Ali-Niesen方案在所有正則PDA方案中，用最小的數(shù)據(jù)包數(shù)量達到了最大可能的編碼增益。本文還給出兩類新的PDA構造，與Ali-Niesen方案相比，新構造達到的編碼增益損失為1，同時極大地減少了數(shù)據(jù)包的數(shù)量。此外，本文證明PDA與被強邊著色的二部圖一一對應，并由此發(fā)現(xiàn)一類更廣的PDA構造。
　　其次，對于去中心化算法，本文給出一類內容預置和發(fā)送算法的平均碼率性能下界。從該下界出發(fā)，本文給出在內容預置

3、階段最優(yōu)的緩存分配方法和兩種內容發(fā)送算法（以用戶集合為中心的SGD和以數(shù)據(jù)為中心的PGD算法）。SGD算法通過窮搜用戶間合作機會而達到最好性能，但在用戶數(shù)較多時復雜度較高;PGD算法在用戶數(shù)較大的情形下，能以較低的復雜度實現(xiàn)，并且性能接近SGD算法。相比于已知算法，新內容發(fā)送算法能夠更充分地利用緩存制造的多播機會。仿真結果顯示，特別是在用戶數(shù)大，而數(shù)據(jù)包數(shù)量受限的情況下，新算法的增益明顯。
　　接著，在數(shù)據(jù)包數(shù)量可以任意大的情形下

4、，本文證明了Maddah-Ali和Niesen提出的去中心化算法與中心化算法的性能之比在1和1.5之間，把已知的性能比上限從12縮緊到了1.5，且上下界在一些情況下是可達的。這表明在數(shù)據(jù)包數(shù)量不受限的情況下，對于用戶數(shù)大的系統(tǒng)，去中心化算法可以達到與中心化算法相似的性能。進一步，在用戶數(shù)趨于無窮大時，這個比值會趨于1。
　　最后，對于中心化算法，進一步把PDA的概念推廣到D2D網(wǎng)絡，給出可以應用于D2D網(wǎng)絡的存儲發(fā)送陣列的概念(D