NO.1 论文简介
移动边缘缓存技术将视频缓存在离用户更近的边缘服务器，从而为用户提供更加便捷的服务。目前的视频缓存方法主要基于整体的视频流行度，忽视了视频流行度在时空上的差异，未能充分利用边缘服务器的广地域分布特性，影响云边环境下视频缓存的效果。针对此问题，笔者提出了基于流行度感知的无线视频云边缓存策略。首先，基于分布式协作的云边架构，考虑视频流行度在时空上的差异性，并结合视频分片及视频片段流行度，以最小化所有用户请求视频的平均时延和最大化用户请求视频的缓存总命中率为目标，建立云边视频缓存模型。其次，针对边缘服务器有限的计算资源和缓存资源，提出一种基于全局价值评估的缓存策略（Global Value Evaluation，GVE），将某一视频片段满足用户请求的能力表示为缓存价值，同时引入缓存价值惩罚机制，动态完成缓存内容的价值评估，实现视频片段高效缓存。最后，通过仿真实验证明所提出的策略能够显著地降低平均传输时延和回程流量负载，提高缓存资源的命中率。
NO.2 主要贡献
（1）基于分布式协作的云边架构，以最小化所有用户请求视频的平均时延和最大化用户请求视频的缓存总命中率为目标，建立云边视频缓存模型。该模型充分利用了移动边缘服务器的资源并考虑了他们之间的相互协作，同时考虑了视频流行度在时空上的差异性，并使用视频分片缓存技术来达到目标。
NO.3 研究结论
图1展示了不同基站服务器的缓存容量下各种算法的命中率、平均时延和回程流量负载。在基站服务器的缓存容量增加时，所有算法的缓存命中率都在逐步增加。其中，本文所提出的GVE显著优于其他三种算法，说明了该算法可以充分地利用边缘缓存资源，实现最大化缓存资源利用率。
图2 流行度分布系数对缓存命中率、平均时延和回传流量负载的影响
图3 视频文件总数对缓存命中率、平均时延和回传流量负载的影响
图4 重复副本缓存惩罚系数对缓存命中率、平均时延和回传流量负载的影响
NO.4 论文资助
陕西省重点研发计划（2024GX-YBXM-010，2024GX-YBXM-140，2024GX-YBXM-039）
陕西省创新团队（2023-CX-TD-08）
陕西省秦创原“科学家+工程师”团队（2023KXJ-040）
中央高校基本科研业务费专项资金（ZYTS24089）
NO.5 作者介绍
本团队来自西安电子科技大学计算机科学与技术学院、西安电子科技大学杭州研究院、陕西省智能人机交互与可穿戴技术重点实验室。该实验室长期开展计算机系统结构、异构计算/云计算等相关研究。实验室有固定人员51人，其中教授/研究员21名，副教授/高工15名，讲师15名；近年来获批国家级课题21项，省部级和横向课题51项，新增千万级重大科研项目1项；获软著、授权发明专利70余项；发表高水平学术论文190余篇；获得省部级以上科研成果奖励18项。
E-mail：22031212300@stu.xidian.edu.cn。
E-mail：hzhao@mail.xidian.edu.cn。
E-mail：20031211576@stu.xidian.edu.cn。
E-mail：wangjing@mail.xidian.edu.cn。
E-mail：wanbo@xidian.edu.cn。
E-mail：qwang@xidian.edu.cn。
·引用格式·
唐汉秦, 赵辉, 宁竞莜, 王静, 万波, 王泉. 流行度感知的无线视频云边缓存策略研究(2024) [J/OL]. 西安电子科技大学学报, [2024-05-17]. https://doi.org/10.19665/j.issn1001-2400.20240309
“扫描二维码查看原文”
https://link.cnki.net/doi/10.19665/j.issn1001-2400.20240309
编辑：许瀚樱
校对：杨 薇
审核：牛姗姗
· 推荐阅读 ·
- 联系我们 -
xuebao@mail.xidian.edu.cn
