行動網路中點播與直播視頻的動態分發關鍵技術研究

《行動網路中點播與直播視頻的動態分發關鍵技術研究》是依託西安電子科技大學，由劉佳宜擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：行動網路中點播與直播視頻的動態分發關鍵技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉佳宜
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

在行動網路內部整合擴展內容分發功能、部署行動網路內容分發系統已經成為業界對於下一代行動網路發展方向的共識。面向點播視頻與直播視頻這兩種主流內容分發業務，本課題探究在動態情景信息條件下的行動網路內容分發關鍵技術，以提高行動網路內容分發效率。具體地，面向點播視頻業務，在行動網路快取系統中，研究隨機動態情景下的快取內容放置與用戶請求轉發聯合最佳化機制。面向直播視頻業務，提出結合增強型多媒體廣播多播業務（eMBMS）標準以及網路虛擬化技術的行動網路直播視頻分發機制。研究該機制下的用戶資源分配問題，以及行動網路內容處理節點的動態選取與遷移問題。本項目面向實用側重於對網路動態性的考慮，貼合行動網路場景與技術標準研究行動網路內容分發機制。項目制定緊密結合當前行動網路研究趨勢，研究成果為我國信息化產業領域支柱行業的移動通信網路提供理論與技術支持。

結題摘要

內容分發業務是5G網路的主流業務之一。面向點播視頻與直播視頻這兩種主要內容分發業務，本課題探究在網路動態情景信息條件下的行動網路內容分發關鍵技術，以提高5G網路內容分發效率。本課題主要開展以下幾方面的研究。 首先，針對點播視頻與快取技術，MEC行動網路邊緣計算被認為是面向5G網路，提高內容分發效率的重要技術手段。在行動網路邊緣部署存儲與計算資源節點，從而減少內容分發的時延與開銷，提高分發效率。提出了基於MEC的行動網路基站快取內容分發系統，在行動網路基站設定快取存儲內容數據，並通過快取協作應答用戶對內容的請求。解決了兩個核心問題：內容放置問題以及用戶請求的路由問題。在動態網路參數與多種不同網路場景下，對內容放置與用戶請求路由問題進行聯合最佳化，並通過李雅普諾夫隨機最佳化方法對該問題進行分解求解。設計內容放置以及用戶請求路由的線上算法，分析算法性能以及分析MEC快取系統的性能指標，例如轉發開銷以及系統命中率等。實驗表明，該方法降低了在動態網路中的內容傳輸開銷，並且保證了網路的穩定性。 其次，針對直播視頻與多播技術，研究了基於SDN與NFV技術的eMBMS協定虛擬網路功能節點動態選取與遷移問題。這事實上就是面向eMBMS的網路切片的部署與動態調整問題研究。網路切片技術被認為是5G網路的重要使能技術之一。對行動網路中eMBMS功能節點的部署與動態遷移問題進行了建模。設計eMBMS網路切片部署算法，根據網路負載以及資源分配結果選取最佳的虛擬直播內容處理節點位置，並且根據系統變化動態遷移。基於SDN技術，設計虛擬節點遷移流程，保證基於IP多播的數據傳輸在節點遷移過程中保持數據的連貫性。實驗表明，該方案具有工程實踐性，提高了物理網路利用率以及直播內容分發效率。 本項目的研究成果面向我國信息化產業領域支柱行業的5G移動通信網路，項目執行期間發表多篇高水平科研論文並授權專利兩項。