面向視頻傳輸?shù)木幋a緩存技術(shù)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(luò)的業(yè)務(wù)負(fù)載越來越大，而視頻業(yè)務(wù)是通信業(yè)務(wù)負(fù)載增加的主要原因。緩存是應(yīng)對視頻傳輸負(fù)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(jī)會來減小通信負(fù)載的新技術(shù)，本文將對此展開研究:
　　首先，為了研究編碼緩存技術(shù)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(nèi)容預(yù)置階段的存儲數(shù)據(jù)和內(nèi)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(dá)到了最大可能的編碼增益。本文還給出兩類新的PDA構(gòu)造，與Ali-Niesen方案相比，新構(gòu)造達(dá)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(qiáng)邊著色的二部圖一一對應(yīng)，并由此發(fā)現(xiàn)一類更廣的PDA構(gòu)造。
　　其次，對于去中心化算法，本文給出一類內(nèi)容預(yù)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(nèi)容預(yù)置

3、階段最優(yōu)的緩存分配方法和兩種內(nèi)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(jī)會而達(dá)到最好性能，但在用戶數(shù)較多時復(fù)雜度較高;PGD算法在用戶數(shù)較大的情形下，能以較低的復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)，并且性能接近SGD算法。相比于已知算法，新內(nèi)容發(fā)送算法能夠更充分地利用緩存制造的多播機(jī)會。仿真結(jié)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(dá)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(dá)到與中心化算法相似的性能。進(jìn)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(jìn)一步把PDA的概念推廣到D2D網(wǎng)絡(luò)，給出可以應(yīng)用于D2D網(wǎng)絡(luò)的存儲發(fā)送陣列的概念(D