[发明专利]移动边缘网络中视频缓存的方法、装置、设备及可读介质

权利要求书

1.一种移动边缘网络中视频缓存的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：初始化基站与用户设备的连接变量φ的初始化用于基站与周围用户设备确定通信连接，其中，表示用户设备集合，n、N表示用户设备，表示基站集合，m、M表示微基站，m＝0表示宏基站，表示视频文件集合，f、F表示视频文件，表示视频文件的分辨率集合，j、J表示视频文件的分辨率，表示用户设备n与基站m连接，并且基站m缓存f视频文件的第j个分辨率版本；

S2：根据初始化的用户基站连接变量φ，为所述用户设备划分小组，利用小组与视频文件的交互数据集训练神经网络模型，并基于所述神经网络模型预测小组偏好，其中，所述小组偏好用于描述小组对不同视频文件的点击情况，预测的小组偏好表示为：

其中，表示小组集合，g、G表示小组，且小组个数与基站个数相等，即M＝G，τ为时间间隔；小组g内用户设备表示为：

且|g|为构成小组的用户设备的数目；

S3：基于小组偏好，从远端视频文件服务器中提前缓存对应分辨率的视频文件；

S4：响应于基站连接的用户设备数目的减少或者增加，基于用户体验模型，以最大化用户体验值为目标，求解基站与用户设备的连接变量φ，并更新所述用户设备所属小组，其中，所述用户体验模型用于确定用户设备与不同基站的动态连接情况；

S5：根据重新划分的所述用户设备所属小组的小组偏好，重复步骤S2-S3，更新所述基站缓存的视频文件；

其中，步骤S4中用户体验模型表示为：

其中，表示用户设备从微基站观看视频文件时的加权用户体验值；表示用户设备从宏基站观看视频文件时的用户体验值；表示基站m为用户设备n提供的传输速率；B表示传输带宽，p表示传输功率，h_n,m表示信道增益，σ²表示高斯白噪声功率，设定B、p，σ²为固定值；

表示用户设备n在时间间隔τ中对视频文件f的请求情况；mos j表示分辨率为j的视频文件的用户体验度量；R₀＝Blog₂(1+γ_min)表示用户从宏基站获取视频文件时的传输速率；γ_min表示传输链路的最低信噪比。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中更新所述用户设备所属小组的周期小于步骤S5中更新所述基站缓存的视频文件的周期。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3基于小组偏好，从远端视频文件服务器中提前缓存对应分辨率的视频文件，被实施为：

基于小组偏好，确定每个小组对不同视频文件的点击情况的排序；

基于排序从所述远端视频文件服务器中缓存对应分辨率的视频文件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述用户体验模型的约束条件为：

s.t.

其中，表示基站m缓存f视频文件的第j个分辨率版本，B_max表示基站允许传输的最大带宽，P_max表示基站允许传输的最大功率；

约束方程C1保障只有在基站缓存了相应视频文件的条件下，用户设备才与对应基站连接；C2、C4分别保障了基站传输带宽与传输功率不超过最大限制；C3保障用户设备只获取一份视频文件；C5将用户设备与基站连接参数松弛为[0,1]区间内的连续变量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中求解基站与用户设备的连接变量φ，被实施为：

利用拉尔朗日乘子法进行求解，得到基站与用户设备的连接变量φ。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中用户体验模型通过计算基站卸载增益进行评估，所述基站卸载增益表示为：

其中，OG表示卸载增益，表示通过微基站传输的流量，表示通过后传链路传输的流量。