基于缓存的异构蜂窝网络视频传输优化机制研究
结题报告
批准号:
61702426
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
23.0 万元
负责人:
詹成
依托单位:
学科分类:
F0207.计算机网络
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈锶奇、肖富元、刘玉欣、殷朋飞、曾露、李发
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中文摘要
视频流量已成为移动互联网流量增长的主要部分,提高蜂窝网络的视频传输能力成为5G通信系统发展的重要任务。另一方面,异构蜂窝网络与缓存技术作为提高网络容量的重要手段,已成为满足未来 5G 网络需求所必须的关键技术。本项目拟开展基于缓存的异构蜂窝视频传输优化研究,构建针对视频数据和异构蜂窝网络特点的缓存与传输优化模型,设计高效的缓存与传输策略,满足用户服务质量需求。具体的研究内容包括:1)建立针对视频数据分层特点的缓存分配模型,设计高效的小基站非协作与协作缓存策略以减少用户的访问时间;2)在蜂窝网络传输干扰环境下,建立干扰冲突传输模型,研究基于干扰避免的编码广播传输策略和基于干扰容忍的传输调度策略,优化传输的信道资源和保证用户接收的公平性;3)构建基于视频数据层内编码和层间编码的异构蜂窝网络缓存与传输联合优化模型,研究联合优化策略与分布式解决方案,设计缓存与传输协议,最优化小基站服务用户的能力。
英文摘要
Video traffic has become a major part of the growth of mobile internet traffic, and improving the capacity of video transmission over cellular network has become an important task for the development of the 5G communication system. On the other hand, heterogeneous cellular networks and caching technology, as an important means to improve the network capacity, have become the key technologies to meet the requirements of the future 5G network. This project intends to carry out the research on optimization schemes of video transmission over cache-enabled heterogeneous cellular network, construct the caching and transmission optimization models based on the characteristics of video data and heterogeneous cellular network, and design efficient caching and transmission strategy to satisfy the quality of service requirements. Specific research contents include: 1) Establishing the caching assignment model for layered video data, and designing efficient non-cooperative and cooperative caching strategies for small base stations to reduce data access time of users; 2) Establishing the conflict transmission model when considering the transmission interference over the cellular network, and studying the interference avoidance based broadcast transmission scheduling with coding and interference tolerance based transmission scheduling strategy, to optimize the utilization of transmission channel resources and ensure the fairness of users; 3) Constructing the joint caching and transmission optimization model of heterogeneous cellular network based on the intra-layer and inter-layer encoding of layered video, studying joint optimization strategy and distributed solutions, and designing caching and transmission protocol, to optimize the service capacity of small base stations.
视频流量已成为移动互联网流量增长的主要部分,提高蜂窝网络的视频传输能力成为5G通信系统发展的重要任务。另一方面,异构蜂窝网络与缓存技术作为提高网络容量的重要手段,已成为满足未来 5G 网络需求所必须的关键技术。本课题通过开展基于缓存的异构蜂窝视频传输优化研究,构建针对视频数据和异构蜂窝网络特点的缓存与传输优化模型,设计高效的缓存与传输策略,满足用户服务质量需求。主要研究内容包括面向分层视频数据的数据缓存部署问题;基于干扰环境的小基站协作传输优化问题;以及整体传输系统缓存、带宽、信道资源分配问题。通过本课题的研究,针对视频数据分层特征以及用户需求,建立了基于数据分层结构的小基站最优缓存模型。根据异构蜂窝网络的网络拓扑结构,建立小基站之间的协作访问模型,提出面向视频分层数据的协作缓存分配策略,最小化用户对视频数据的访问时间。针对异构蜂窝网络小基站之间的传输干扰,建立干扰避免信道分配模型,提出基于编码的最优传输调度优化策略,最大化小基站的传输效率。跟据视频分层结构特点以及可靠性要求,建立基于分层编码的异构蜂窝网络缓存与传输联合优化系统模型,提出同时进行缓存和传输分配的策略最大化小基站的服务能力。根据对不同传输模型的可靠性分析,提出了可靠的缓存和传输分配方案,根据分布式解决方案设计了符合实际条件的小基站的缓存与传输协议。研究期间,共发表SCI检索的国际期刊论文13篇,EI检索的国际会议论文4篇,授权国家发明专利2项。本项目的研究结果能有效缓解移动互联网流媒体业务的不断发展给下一代移动通信网络带来的高负载问题,推动并完善移动视频蜂窝网络通信与信息服务的理论与技术。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Aerial-Ground Cost Tradeoff for Multi-UAV-Enabled Data Collection in Wireless Sensor Networks
无线传感器网络中多无人机数据采集的空地成本权衡
DOI:10.1109/tcomm.2019.2962479
发表时间:2020-03-01
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS
影响因子:8.3
作者:Zhan, Cheng;Zeng, Yong
通讯作者:Zeng, Yong
Trajectory Design for Distributed Estimation in UAV-Enabled Wireless Sensor Network
无人机无线传感器网络中分布式估计的轨迹设计
DOI:10.1109/tvt.2018.2859450
发表时间:2018-05
期刊:IEEE Transactions on Vehicular Technology
影响因子:6.8
作者:Zhan Cheng;Zeng Yong;Zhang Rui
通讯作者:Zhang Rui
Completion Time and Energy Optimization in the UAV-Enabled Mobile-Edge Computing System
无人机移动边缘计算系统的完成时间和能源优化
DOI:10.1109/jiot.2020.2993260
发表时间:2020-08-01
期刊:IEEE INTERNET OF THINGS JOURNAL
影响因子:10.6
作者:Zhan, Cheng;Hu, Han;Niyato, Dusit
通讯作者:Niyato, Dusit
Device-to-Device assisted wireless video delivery with network coding
通过网络编码实现设备到设备辅助无线视频传输
DOI:10.1016/j.adhoc.2017.11.001
发表时间:2018-02
期刊:Ad Hoc Networks
影响因子:4.8
作者:Zhan Cheng;Wen Zhe;Wang Xiumin;Zhu Liyue
通讯作者:Zhu Liyue
Completion Time Minimization for Multi-UAV-Enabled Data Collection
最大限度缩短多无人机数据收集的完成时间
DOI:10.1109/twc.2019.2930190
发表时间:2019-10-01
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS
影响因子:10.4
作者:Zhan, Cheng;Zeng, Yong
通讯作者:Zeng, Yong
面向视频服务的天空地智能网联感传算资源优化机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    詹成
  • 依托单位:
面向空地协同的无人机通信网络传输与资源分配研究
  • 批准号:
    n/a
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    詹成
  • 依托单位:
无人机通信网络视频传输机制与资源分配优化研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    詹成
  • 依托单位:
国内基金
海外基金