基于二部图的多环境编码缓存方案设计

摘要

随着移动终端的发展，以视频为主的通信网络业务负载越来越大。然而通信网络业务的时变性使得在传输高峰期时经常出现交通堵塞，而在传输低峰期时通信资源浪费的情况。缓存技术恰好解决了该问题，该技术能够尽可能地利用传输低峰期时的通信资源，来减小传输高峰期时的交通堵塞。本文将针对两类网络环境，即动态和分布式网络环境，进行研究。 在动态网络中，总会有新的用户在短时间内加入到已有的网络中。为了减少设备的能源损耗以及不缩短缓存设备的使用寿命，本文通过复合构造法和二部图的匹配，设计出具有如下特点的编码缓存方案：(ⅰ)在放置阶段，只对新进入的用户进行缓存，不更新原来用户的缓存内容；(ⅱ)分发阶段，能够充分地结合原有用户和新进入用户的缓存产生尽可能的多播增益，从而尽可能地减小传输率。并证明该方案的传输率是亚最优的。 在分布式网络中，设计对称请求时的编码缓存方案是关键。对称请求时方案的传输率与分发阶段的信息未配对率密切相关，即信息未配对率越小，传输率越小。因此降低对称请求的信息未配对率是改进编码缓存方案的关键。本文利用组合数的分拆技巧，显著地降低了信息未配对率。同时该改进方法可以通过牺牲计算复杂度来进一步降低未配对率，并且也可以拓展至多个数据服务器和校验服务器的环境中。 结果表明，分别针对两类网络环境所提出的编码缓存方案有着良好的性能。

目录

1 引言

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 原始模型

1.2.2 动态网络环境

1.3 本文的主要结果以及结构安排

2 基本方案和概念

2.1 MN方案

2.2 基本概念

2.3 Luo方案

3 动态网络环境编码缓存方案的设计

3.1 方案设计及算法

3.2 动态编码缓存方案的证明

3.3 性能分析

3.3.1 情况1的分析

3.3.2 情况2的分析

3.3.3 新方案的性能分析

4 分布式环境中编码缓存方案的设计

4.1 改进Luo方案

4.1.1 方案分析

4.1.2 改进方案及性能分析

4.2 改进方案的一般扩展

4.3 多个服务器上的扩展

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读学位期间的主要成果

致谢

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