網(wǎng)絡(luò)與計算基礎(chǔ)設(shè)施的邊緣化是近年來網(wǎng)絡(luò)和計算架構(gòu)技術(shù)發(fā)展的新趨勢,逐漸形成基于邊緣基礎(chǔ)設(shè)施的智能網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)形態(tài),并推動了基于邊緣計算的感知和計算模式。與傳統(tǒng)中心化網(wǎng)絡(luò)和計算架構(gòu)相比,邊緣網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的分散會導(dǎo)致計算、存儲和傳輸資源分配策略局部化,相關(guān)服務(wù)與應(yīng)用受用戶移動、交互行為的動態(tài)化影響,使得資源分配策略效率低。因此邊緣智能給網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、數(shù)據(jù)傳輸、資源分配、模型部署、分布式訓(xùn)練等帶來新的挑戰(zhàn)。而通過對于邊緣網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用和動態(tài)的調(diào)整,提升用戶的服務(wù)質(zhì)量和降低運營商的運營成本是實現(xiàn)高性能大規(guī)模邊緣智能服務(wù)的關(guān)鍵點。本文通過對邊緣網(wǎng)絡(luò)資源的細粒度感知、管理和調(diào)度,結(jié)合對邊緣智能中三個主流應(yīng)用場景的分析,研究了邊緣智能中的資源分配和任務(wù)調(diào)度的關(guān)鍵問題。本文的主要貢獻如下:（1）針對邊緣視頻傳輸中多用戶服務(wù)質(zhì)量公平性問題,提出了基于強化學(xué)習(xí)的動態(tài)自適應(yīng)帶寬分配策略。本文首先分析HTTP自適應(yīng)流生態(tài)系統(tǒng)中的解決多用戶公平性的最佳切入點,即網(wǎng)絡(luò)側(cè)的解決方案,然后設(shè)計了一個面向邊緣網(wǎng)絡(luò)的基于網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動的自適應(yīng)流媒體傳輸框架,目的為局域網(wǎng)內(nèi)多個播放器競爭場景下的每個用戶實現(xiàn)公平的體驗質(zhì)量。為了解決在在... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

論文整體框架

第3章面向邊緣視頻傳輸公平性的自適應(yīng)帶寬分配策略27基于Q-learning的在線帶寬分配算法，根據(jù)環(huán)境中瓶頸帶寬和用戶的請求分片信息，計算回報值，即QoE公平性效用值，來指導(dǎo)SDN控制器進行帶寬分配。（3）設(shè)計并實現(xiàn)了基于Mininet的真實原型系統(tǒng)，并進行測試，結(jié)果表明，與基線方法相比，我們的解決方案可以提供公平的帶寬分配和平穩(wěn)的切換體驗，實現(xiàn)較好的用戶級QoE公平。相關(guān)工作在本節(jié)中，我們首先介紹基于HTTP的自適應(yīng)流媒體傳輸協(xié)議和其生態(tài)系統(tǒng)，然后分析了多播放器場景下競爭的QoE公平性問題。最后，我們對最新的QoE公平性問題進行了梳理。DASH與比特率自適應(yīng)最近，基于HTTP的碼流自適應(yīng)協(xié)議已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)視頻分發(fā)的主流協(xié)議，其中DASH已經(jīng)成為了標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，用于規(guī)范現(xiàn)有的基于HTTP的碼流自適應(yīng)技術(shù)。DASH把一個多媒體文件分割成多個時常很短的文件分片，每個分片都會被轉(zhuǎn)碼成不用比特率的備選文件分片（例如50Kbit/s，200Kbit/s等）。當(dāng)一個多媒體文件被DASH客戶端請求時，客戶端針對每個分片片段將會根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)條件動態(tài)的選擇下載不同比特率的分片，進行傳輸和播放，從而避免播放的卡頓和緩沖。DASH中的不同分片通過媒體演示描述（MDP）文件進行描述和定位（例如，時間，URL，媒體特征，例如視頻分辨率和比特率等）。MPD和分片存儲在視頻傳輸服務(wù)器中，并通過HTTP協(xié)議進行傳輸。DASH播放器首先請求MPD，得知播放器媒體內(nèi)容，持續(xù)時間，表示形式，最高和最低比特率，解析MPD后，播放器將可以得知每個不同比特率的分片的URL地址[21]，DASH的流程如圖3.1。圖3.1DASH的流程

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文30多用戶QoE公平性帶寬分配建模本節(jié)我們將考慮多用戶QoE公平性帶寬分配的模型，如圖3.3所示。（1）視頻傳輸模型我們假設(shè)一個局域網(wǎng)中有個DASH用戶，組成一組用戶集合[]1，這組用戶貢獻一個瓶頸鏈接，我們假設(shè)該鏈接是從視頻服務(wù)器到播放器的唯一瓶頸，假設(shè)時刻的瓶頸鏈路帶寬為()，()將根據(jù)網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況隨時間而變化。我們令()∈+表示用戶i在時刻的可用帶寬。因此我們有：∑∈[]()≤()(3.1)當(dāng)用戶∈[]開始觀看視頻時，會向視頻服務(wù)器通過HTTP請求視頻分片。視頻分片被事先轉(zhuǎn)碼成一組G種比特率的集合BR。同時，我們會給每種比特率設(shè)定一個級別，用∈[]表示。用戶根據(jù)當(dāng)期估計的帶寬情況對該視頻分片選擇不同的比特率，即()∈，()∈[]。圖3.3多用戶QoE公平性帶寬分配模型（2）QoE公平性目標(biāo)對于多DASH用戶公平性來講，他們的目標(biāo)是最大化QoE公平性，我們選擇用戶級別的指標(biāo)來衡量QoE公平性，主要包括視頻質(zhì)量公平性VQ(t)和比特率1本文用[X]表示集合{1,2,…,X}


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