随着移动设备和各式移动应用的指数级增长,无线网络运营商面临着井喷式移动数据流量带来的严峻挑战,其中,四分之三的数据流量为视频流量,然而由于视频业务的大带宽、用户大概率重复请求相同内容等固有特性,给现有移动网络带来巨大挑战。为了应对该挑战,减轻运营商网络的巨大压力,现有两种行之有效的解决方案,一种是将业务下沉到本地移动网络中,实现对移动数据流量的本地化分流,以降低基站和源服务器间的巨大回程压力;另一种是使用组播、广播方式实现移动网络中宽带、视频、流媒体等业务的传输。本文在深入分析了加入本地缓存面临的挑战后,给出了本地缓存的可选网络架构,并在该架构基础上分析了无线网络中上下文信息获取流程。最后,为了使用户获取本地缓存服务器处缓存的内容,提出了三种业务选择性加速方案,具体包括:基于用户端辅助的本地缓存协议方案、基于网络辅助的本地缓存协议方案和基于服务器辅助的本地缓存协议方案。以上三种方案符合3GPP(3rd Generation Partnership Project)技术标准,解决了加入本地缓存后如何获取内容的技术难题,为后续针对本地缓存的研究提供了技术支持。为了验证本地缓存技术方案的有效性,本文结合理论分析,仿真验证了加入本地缓存带来显著系统性能提升。此外,本文深入分析了现有移动网络中组播、广播传输方式存在的缺陷,并针对第四代移动通信网络架构提出一种新型的空口组播传输方案,该方案实现了直播业务的组播传输,并将其与现有eMBMS(Evolved Multimedia Broadcast Multicast Service)业务的SC-PTM(Single Cell-Point to Multipoint)、MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network)组播、广播传输方式进行性能对比,仿真结果表明,所提新型空口组播方案的频谱效率和SC-PTM接近,并在用户数较少时优于MBSFN的性能。基于上述研究结果和点播业务无法使用组播传输这一技术难题,本文将本地缓存技术和组播传输方式相结合,提出一种点播业务的空口组播传输方案,该方案在本地缓存服务器上缓存一定时间长度的视频文件,从而使特定时间段内请求某文件的用户使用组播方式传输用户所请求的数据,在保证用户服务质量的前提下,提高资源利用效率。为了获得本地缓存服务器最佳的缓存空间分配方案,本文将其建模成一个多目标最优化问题,后将该问题转化为单目标问题,并通过仿真获得最佳的缓存空间分配方案。