沉浸式视频是一种可以使用户自由探索全方位视角,与视频内容交互并产生真实沉浸感的新型媒体。近年来,沉浸式视频得到了飞速的发展。沉浸式视频在现有网络上传输时面临巨大的带宽消耗和严格的时延要求。传输完整的沉浸式视频比传输普通2D视频要多付出超过300倍的带宽资源,为避免用户产生强烈的晕眩感需要使时延低于20ms。这个传输要求超过了现有网络可以支持的能力。例如,LTE系统在20MHz带宽的下行峰值速率为100Mbps,远无法达到沉浸式视频流畅播放所需要的400Mbps。网络缓存系统可以缩短数据文件与用户之间的距离,减少骨干网络的传输数据量并降低传输时延,是解决上述挑战的有力工具。本文研究沉浸式视频的缓存系统,对沉浸式视频用户的观影行为进行分析,结合沉浸式视频两种不同的编码方式的特点,分别提出沉浸式视频版本缓存算法和混合式瓦片缓存策略。本文具体工作如下:(1)提出了用户感知的沉浸式视频版本缓存方案。在现有研究中,沉浸式视频版本的质量强调中心(Quality Emphasis Center,QEC)在球面上是均匀固定设置的,然而在实际场景中,用户的视点在球面上是非均匀分布的,而且分布情况会随着视频播放而发生变化。基于这个观察,本文对历史用户视点进行聚类来确定视频版本QEC的位置,并得到聚类数目/版本数目与用户观影质量的关系函数,在此基础上提出最优化问题和相应的启发式算法,在缓存空间给定的条件下对视频各个帧自适应分配版本数量。数值结果表明,相对于现有方案,本文的方案在不同缓存空间下均可不同程度地提升用户观影质量。(2)提出了用户感知的混合式瓦片缓存方案。现有的沉浸式视频瓦片缓存方案基于用户请求概率对瓦片进行缓存。针对瓦片缓存的特点,本文改进了现有的衡量版本编码带给用户观影质量的指标。相对于传统的用户请求概率,实验证实这个改进后的指标可更有效地区分瓦片的重要性。在此基础上,结合瓦片的压缩率,本文提出了混合式瓦片缓存方案,该方案建立最优化模型,在存储空间有限的条件下混合缓存多种不同切分粒度的瓦片,以最大化用户的观影质量,并给出求解该模型的启发式算法。数值结果表明,相对于现有的基于请求概率缓存瓦片的方案,本文方案在缓存空间不足的时候能够有效提升用户观影质量,并减少因缓存未命中需要从视频源服务器传输的数据量;当缓存空间充足的时候,本文方案与现有方案性能类似。