光无线接入网中视频分发策略研究

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光无线接入网(Fiber-Wireless Access Network,Fi Wi))不仅具有光网络高带宽、低损耗、长距离传输等优势,又含有无线网络的高灵活性、高移动性、部署成本低等特点,成为宽带接入的关键技术之一。同时,随着智能设备的广泛使用,视频业务将逐渐成为网络中的主要业务。由于视频具有时延敏感性,为了更好地为用户提供视频服务,结合Fi Wi网络的特点与用户实际需求,通过为视频选择合适的传输方法,提升用户的体验质量(Quality of Experience,Qo E)。因此,本文主要在光无线接入网络中进行视频分发策略的相关研究,主要内容如下:首先,本文从Fi Wi网络的研究背景、网络架构和技术特点三个方面进行介绍,并对Fi Wi网络的研究热点进行了分析;紧接着介绍了目前广泛使用的流媒体技术,重点描述了Fi Wi网络中的视频分发策略,包括视频端到端的传输优化、用户体验质量概述、以及视频缓存策略。其次,本文提出一种体验质量感知的视频组播机制,以解决光无线接入网中传统组播方式所造成的资源浪费问题。建立以视频中断率、视频质量以及平滑度为参数的Qo E评估模型;进而分析光网络单元的覆盖度与传输能力,将组播树构建问题转化为二分图中极小点支配集问题,为业务选择组播传输路径;最后提出基于用户缓冲区状态的视频质量自适应算法,实现可伸缩视频流的组播传输。结果表明,所提机制可以通过降低视频中断率有效地提高用户体验质量。再次,本文提出一种基于分层缓存的视频业务时延优化方法,以解决视频点播中由于链路资源有限而造成用户时延过大的问题。首先提出采用光域和无线域分层缓存的方式为流行的视频内容提供缓存;进一步,根据用户获取视频片段的不同位置构造时延优化模型,并采用粒子群算法为每个质量层分配最佳的传输速率以达到最小化时延的目的。结果表明,所提机制可以有效地提高缓存命中率以及减少视频的传输时延。最后,对本文的研究工作进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望。
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