[发明专利]一种基于编码和缓存的跨层联合的视频传输方法、系统

权利要求书

1.一种基于编码和缓存的跨层联合的视频传输方法，其特征在于，包括如下过程：

根据回程链路负载和回程链路安全传输时回程链路传输包个数所满足的条件建立回程链路安全传输模型；

根据体验质量QoE和视频文件的编码包大小之间的函数关系、视频文件的传输时延和MEC缓存、编码包大小的函数关系，以视频文件的视频编码码率、MEC缓存的容量和回程链路安全传输模型为约束条件，以最大化视频体验质量和最小化传输时延为优化目标，建立视频编码参数和MEC缓存联合优化模型；

对视频编码参数和MEC缓存联合优化模型求近似最优解，利用近似最优解为视频文件制定体验质量最大化和传输时延最小化的传输策略；

回程链路安全传输时回程链路传输包个数所满足的条件为：回程链路负载小于等于视频文件j的被编码的编码包个数减一；

所述回程链路安全传输模型如下：

其中，m_kj为第k个MEC服务器上存储的视频文件j的视频包个数，K为MEC服务器数目，n为视频文件j的被编码的编码包个数，Ψ_j为用户请求第j个视频文件的请求数；

视频编码参数和MEC缓存联合优化模型如下：

s.t.

其中，N为所有编码包的集合，F为所有视频文件的集合，max表示取最大值函数，s.t.表示受约束，为视频文件j最小码率，为视频文件j最大码率。

2.根据权利要求1所述的一种基于编码和缓存的跨层联合的视频传输方法，其特征在于，根据用户请求视频文件的概率服从Zipf分布得到视频文件被请求的概率。

3.根据权利要求1所述的一种基于编码和缓存的跨层联合的视频传输方法，其特征在于，所述视频文件的体验质量QoE和视频文件的编码包大小之间的函数关系f(s_i,j)：

其中，s_i,j为第j个视频文件第i个编码包的大小，为体验质量参数，i为视频文件j的编码包的序号，T_d为每个视频的持续时间。

4.根据权利要求3所述的一种基于编码和缓存的跨层联合的视频传输方法，其特征在于，MEC缓存、视频文件的传输时延和视频文件的编码包大小的函数关系如下：

其中，V_j为视频文件j的传输时延参数，p_j为视频文件j被请求的概率，为MEC服务器k的缓存中是否存储视频文件j的第i个视频包，R_bk为回程链路数据传输速率。

5.根据权利要求1所述的一种基于编码和缓存的跨层联合的视频传输方法，其特征在于，对视频编码参数和MEC缓存联合优化模型求近似最优解时，将原始的非线性混合0-1整数规划问题松弛为不带整数约束的非线性非整数规划问题，再利用0-1分支定界法求得视频编码参数和MEC缓存联合优化模型的近似最优解。