在广播与蜂窝融合网络中启用“广播即服务”功能

《IEEE Transactions on Broadcasting》：Enabling Broadcasting-as-a-Service in Broadcast and Cellular Converged Networks

针对广播蜂窝融合网络（BCCNs）中网络中心设计范式忽视应用需求的局限，提出广播即服务（BaaS）框架，支持动态按需广播卸载。通过设计综合度量衡、整数线性规划（ILP）模型及Lyapunov引导的在线算法（LGO），实现多方利益平衡下的最优卸载决策，服务违规率降低超10倍。

　　

摘要：

广播与蜂窝网络融合系统（BCCNs）为缓解网络拥塞和提升用户体验提供了有前景的解决方案，尤其是在大规模实时流媒体传输等场景中。然而，现有的关于BCCNs的研究主要采用以网络为中心的设计范式，将广播卸载视为一种网络优化手段，忽视了互联网应用的实际需求。这极大地限制了其潜在价值。在本文中，我们提出了一种创新的“广播即服务”（Broadcast-as-a-Service）框架，使广播网络运营商能够为互联网应用和蜂窝网络运营商提供动态的按需广播服务。具体而言，我们的框架超越了传统的由网络发起的卸载机制，允许内容提供商根据应用的具体需求来请求广播卸载。为了实现动态按需广播，我们设计了一套全面的评估指标来衡量卸载带来的效益，并将卸载决策问题转化为整数线性规划（ILP）模型，充分考虑了广播运营商、蜂窝网络和内容提供商等多方的利益。最后，我们开发了一种基于李雅普诺夫理论（Lyapunov）的在线卸载算法（LGO），在确保长期服务违规率不超过预设限制的同时，最大化卸载效益，从而避免了频繁的卸载操作。大量实验验证表明，我们的方法在卸载效率方面优于所有基准方案，并且将服务违规率降低了10倍以上。