[发明专利]一种面向MEC的边缘视频缓存服务器部署规划方法

说明书

本发明公开的一种面向MEC的边缘视频缓存服务器部署规划方法，获取基站节点用户请求的历史数据；根据服务器部署约束条件限制，任选一个服务器部署方案，求得每个采样时刻基站请求数据下的最优化预设的第一目标方程的值，进而求其时间平均均值，保存该部署方案以及该均值作为一个神经网络训练样本；重复上述步骤，直至获取预设数目个训练样本用于训练神经网络；根据神经网络和预设的第二目标方程得到适应度函数F，利用遗传算法求出F的最优值和对应的染色体，即得到最优的视频缓存服务器部署方案。该方法考虑了用户请求动态变化的情况下，减少服务器运营成本，提高用户质量，减少传输时延，以响应超高清视频等业务需求。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种面向MEC的边缘视频缓存服务器部署规划方法。

背景技术

随着通信技术与互联网技术的发展，各种超高清视频、虚拟现实等多媒体业务日渐发展，此类业务除了需要占用高带宽外还要求具有可靠、良好的服务质量(QoS)和用户体验质量(QoE)。随着这类业务数据量与用户量逐步增加，对骨干网带宽产生极大压力，甚至导致拥塞，对硬件设施提出了一定挑战。针对这一问题，结合移动边缘计算(MEC)与内容分发网络(CDN)将用户访问热度高的内容复制到距离用户更近的边缘节点上的缓存服务器。为用户提供了低延迟、低丢失的传输路径，从而提高整体性能，改善终端用户的体验，分担骨干网带宽压力。

目前，由于互联网业务与移动网络的分离设计，超高清视频业务难以感知用户请求的变化，造成基于DASH/HLS进行视频传输码率的调整总是滞后的；同时超高清视频包含巨大的数据量，数据的处理能力及传输效率也受到了挑战。针对上述问题，MEC将云端的计算能力卸载到边缘节点上，具有低延时与节省带宽的特性。拥有计算能力的MEC在超高清视频领域中，能够有效的提高传视频数据的处理能力，带动整个超高清视频的采集、制作、播放升级，很好地服务视频传输业务的优化。同时MEC可以实时感知无线接入网络的动态变化，及时调整码率，帧速率等来优化视频传输，使用户体验达到最佳效果。

因此，融合CDN与MEC技术，在边缘节点部署具有计算能力与缓存能力的CDN节点已经成为CDN未来发展的趋势，MEC可以为CDN提供足够的资源，实现基于MEC的CDN视频缓存服务器，推动超高清视频等业务的发展。有研究指出：部署基于MEC的CDN视频缓存服务器可以显著地提高用户体验质量，降低服务延时。

但是新的技术带来了新的挑战：面向MEC的视频缓存服务器该如何部署？一方面，在终端用户附近部署计算容量、缓存空间大的服务器可以提高系统性能，但会增加运营成本；另一方面，部署计算容量、缓存空间小的服务器可能会导致大量数据无法及时处理且数据需要传输至源服务器，无法节省网络资源，从而导致运营成本增加。也就是说，部署服务器需要权衡运营成本及系统性能。除此以外，考虑到现实用户行为和业务的不确定性，用户请求数量应是一个随机变量，而非一个固定的值，进一步增加了基于MEC的视频缓存服务器规划难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向MEC的边缘视频缓存服务器部署规划方法，用以在用户请求动态变化情况下，权衡服务器的运营成本及系统性能等因素，规划基于MEC的视频缓存服务器。

本发明所采用的技术方案是：一种面向MEC的边缘视频缓存服务器部署规划方法，具体操作步骤如下：

步骤一：获取M个基站节点用户请求的历史数据并进行等时隙Δt采样得第n时刻各个基站节点用户请求

进一步的，步骤一中时隙长度Δt，可以选择任意长度，但应符合两点要求：一是应保证采样时隙不宜过长，以致无法体现各个基站用户请求历史数据的数据特征；二是应保证采样时隙不宜过短，以致造成步骤二求解时间过长。该时间段长度的选择可以由相关技术人员根据经验进行设置。