随着互联网的飞速发展,流媒体业务逐渐占据主流,据思科预测,到2021年,流媒体业务将占据80%~90%的互联网流量。流媒体数据量大,且对实时性要求较高。然而,无线网络带宽资源有限,且无线信道的物理特点决定其带宽稳定性差。因此,在无线条件下实现流媒体内容的高效分发面临巨大挑战。目前,通常采用两种方式实现高效分发。一是利用广播技术将有共性需求的热门内容进行分发,以此节约带宽资源。二是在网络边缘部署缓存,由此产生内容分发网络(Content Delivery Network,CDN)和对等网络(Peer-to-Peer,P2P)。CDN利用请求重定向、负载均衡等技术减轻骨干网的流量压力。P2P通过分布式架构高效利用终端单元的计算、存储资源。近年来,自媒体业务逐渐兴起。在常见的自媒体平台上,用户可以不受限制的上传音视频,使得网络上传输的流媒体规模呈现爆发式增长。同时,自媒体平台用户参与度高、交互性强,一些话题性内容在短时间内得以吸引大量关注成为热门新闻,进一步加重了网络的流量负载,使得有限的无线带宽资源和日益增长的流媒体业务规模之间的矛盾日益凸显。本文针对高效分发的常见两种方式,从如下三个方面展开工作:(1)修正流媒体热度分布模型研究。本文在现有Zipf模型的基础上,通过对现有流媒体新闻热度数值进行处理,提出了符合实际数据条件的修正Zipf模型,并进一步利用Gamma模型构建了先验热度预测模型。本文所提出的修正Zipf-Gamma联合模型,在流媒体新闻热度模型上更加接近实际数据参数,能够更好地模拟流媒体内容的热度分布特征。(2)高效广播分发机制研究。在修正Zipf-Gamma联合模型的基础上,本文针对无线资源受限条件下流媒体内容的高效分发机制进行研究。本文首先构建了不同流媒体负载条件下无线信道动态分配过程的目标函数,获得了数据平均访问时间的最优解,并进一步提出了流媒体内容动态调配算法,使得流媒体内容可以在广播资源集及通信资源集之间进行动态切换。半实物仿真结果表明,本文提出的动态调配算法在优化数据平均访问时间的同时,能够适应当前自媒体剧烈动态的热度变化。(3)动态CDN架构研究。在有线条件下CDN的边缘服务器架构能够极大缓解内容分发压力,但在无线传输条件下CDN节点的移动属性将对系统性能提出挑战。本文围绕动态CDN架构,提出了基于内容中心的流媒体存储转发机制,通过对存储深度、动态速度、动态半径等参数的优化研究,系统全面地分析了动态CDN节点架构中关键参数对系统性能的影响。