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专利号: 2017101663481
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于网络编码的D2D视频分发和预缓存方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)首先设备终端组成多跳D2D网络,所述多跳D2D网络中每个设备终端节点维持一个邻居缓存信息表,并且每个设备终端节点在一定范围内周期性以洪泛的方式发送自身缓存信息消息到网络中,附近设备接收到该消息后根据这个消息更新邻居缓存信息表;

2)当用户节点欲获取某视频时,根据邻居缓存信息表向拥有该视频文件的所有种子节点发送视频索取请求,种子节点收到请求后向用户节点发送编码后的视频数据,并添加相关包头信息;

3)视频编码数据VDData在网络中进行多跳传输和缓存,中间节点对其进行再编码、转发和预缓存操作,直到视频编码数据到达目的用户节点。

2.根据权利要求1所述的基于网络编码的D2D视频分发和预缓存方法,其特征在于,所述步骤1)每个设备终端节点在一定范围内周期性洪泛自身缓存信息消息为CacheInfo,该消息包含自身网络地址信息,自身缓存的视频数据信息。

3.根据权利要求2所述的基于网络编码的D2D视频分发和预缓存方法,其特征在于,所述CacheInfo消息包至少包括如下字段:[1]IP Addr:设备自身网络地址:

[2]CMList:描述设备缓存了哪些ID的编码块;

[3]CacheNums:描述CMList中缓存的每个ID编码块对应的数目。

4.根据权利要求2所述的基于网络编码的D2D视频分发和预缓存方法,其特征在于,所述邻居设备收到CacheInfo消息后更新邻居缓存信息表,邻居信息表包含邻居网络IP地址、缓存记录表和跳数信息。

5.根据权利要求2所述的基于网络编码的D2D视频分发和预缓存方法,其特征在于,所述步骤2)根据邻居缓存信息表向拥有该视频文件的所有种子节点发送视频索取请求,种子节点收到请求后向用户节点发送编码后的视频数据,并添加相关包头信息具体包括:

21)某个设备想要请求某个视频文件,该设备首先查看自身内存和自己的邻居信息分布表,对于本地内存和邻居设备中没有或者不足的视频编码块,设备向基站获取,对于存于邻居设备的编码块,通过查询邻居缓存信息表,获取设备IP,向该设备发送数据请求REQ;

22)视频数据持有者设备受到请求后将VDData视频编码片数据上传至D2D网络,请求者设备从D2D网络下载编码数据,当收到足够的编码块后,即可恢复出对应消息ID编码块的原始数据,当恢复出所有消息ID原始数据块后,即可同过拼接恢复出原始视频文件。

6.根据权利要求5所述的基于网络编码的D2D视频分发和预缓存方法,其特征在于,所述VDData视频编码片消息至少包含如下字段:[1]dataID:所传输的视频缓存数据所在文件名和数据分组号的组合;

[2]dst_addr:目标节点ip地址;

[3]coef:所传输的视频缓存数据网络编码系数;

[4]NCData:ID为dataID数据块编码后的数据。

7.根据权利要求5所述的基于网络编码的D2D视频分发和预缓存方法,其特征在于,所述步骤3)视频编码数据VDData在网络中进行多跳传输和缓存,中间节点对其进行再编码,转发和预缓存操作,直到视频编码数据到达目的用户节点具体包括步骤:

31)中继节点收到视频数据编码包后首先对编码块实行再编码操作,具体操作为:将收到的网络编码包与缓存中该dataID的编码包进行网络编码加运算,并生成一个临时网络编码数据包,并作为待转发的数据包;

32)数据经过中间节点的再编码操作后,执行转发处理操作,既根据一定的自身的路由标记信息决定是否继续转发,直到视频编码数据到达目的用户节点:

33)中继节点收到视频数据编码包后,根据一定的自身的缓存系数决和设备的邻居缓存信息表依照VDData消息缓存判定处理流程进行预缓存;

34)直到视频数据消息到达到达目的用户节点,一次分发缓存过程结束。

8.根据权利要求7所述的基于网络编码的D2D视频分发和预缓存方法,其特征在于,所述步骤32)具体包括以下步骤:

321)中间转发节点收到视频数据包后,判断自己的IP是否与dstAddr相同。如果相同则说明数据包成功到达源节点,则对数据包进行缓存;如果不同则说明没有到达源节点,进入步骤322)完成中间节点对数据包的下一步转发操作;

322)解析编码包的目的IP地址,查询转发到下一跳节点。

9.根据权利要求7所述的基于网络编码的D2D视频分发和预缓存方法,其特征在于,所述步骤33)VDData消息预缓存具体包括步骤:

331)中间节点收到VDData数据包后先解析出数据包包头信息中包含的视频编码块编号dataID;

332)根据视频编码块编号dataID查询邻居缓存信息表,取得该dataID编码数据包的权重w,如果该w=0,说明邻居节点和自身都没有缓存该数据编码块,若是w>W,其中W表示网络预设的缓存权重阀值,说明附近设备缓存的该编码快已经足够多,不需再缓存该编码块,否则若w

3331)若内存缓存未满,则取出数据包中的视频缓存数据,将其保存到内存缓存,并进入步骤334);

3332)若内存缓存已满,使用LRU替换算法替换缓存,将内存缓存中最旧的视频数据块删除,然后将新的编码数据包存入缓存,并进入步骤314);

334)重新计算该dataID的编码块的权重,重新更新邻居缓存信息表。