[發明專利]機會網絡中面向視頻投遞質量優化的激勵方法

有效

• 申請號: 201410256829.8
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN103997693B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 馬華東;馬境遠;吳紅海;劉亮;趙東
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04N21/647
• 分類號: H04N21/647;H04N21/63
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司11018
• 代理人: 夏憲富

技術領域

本發明涉及一種基于視頻傳輸的激勵方法，確切的說，涉及一種用于機會網絡中的面向視頻投遞質量優化的激勵方法，該方法不僅能夠刺激機會網絡中的自私用戶積極參與視頻傳輸，同時，還能夠對機會網絡中視頻的投遞質量進行優化，屬于機會網絡視頻傳輸的技術領域。

背景技術

近年來，越來越多來自工業界和學術界的科研人員開始關注如何通過移動用戶之間的機會接觸來進行數據傳遞，這種自發的、無組織的、由移動用戶組成的網絡被稱之為機會網絡。

在機會網路中，參與數據傳輸的基本元素是移動設備(也稱為網絡節點)都屬于個人或組織所有，這就使得網絡節點在進行數據轉發的過程中，都呈現出一定的自私性。與此同時，機會網絡中的數據傳輸是一個需要各個節點密切協作的過程，網絡中節點的自私性行為會極大地降低網絡的整體性能。因此，激勵方法的設計就成為網絡研究領域一個重要的課題。

盡管在有線網絡、P2P網絡和傳統的移動自組織網絡中，激勵機制已經得到廣泛的研究。然而，由于節點間接觸的不確定性等特點，使得這些機制都無法很好地適用于機會網路。因此，近年來國內外的許多科技人員都針對機會網絡中的激勵方法開展了大量的研究。例如：Upendra Shevade等人在2008年提出了利用網絡節點成對的對等原則來刺激用戶進行數據轉發。其主要內容是：網絡中每兩個節點間采用等量傳輸的機制，即一個節點為另外一個節點傳輸的數據數量，另外一個節點也為該節點傳輸同樣數量的數據。這樣就激勵用戶通過給別人提供服務，來換取別人為自己提供等量的服務。

Binbin Chen等人在2010年基于信用積分和密碼圖技術提出了名稱為Mobicent的激勵機制。該機制不僅能夠提供激勵機制，同時又能防止機會網絡或者延遲容忍網絡中的邊插入攻擊和邊隱藏攻擊，從而提高了網絡的魯棒性和健壯性。

Ting Ning等人在2011年提出把節點所攜帶的數據看作是商品，依據其在網絡中的不同備份數而賦予其不同的價值。這些數據包可以在節點之間進行買賣。基于數據包價值的動態性，作者提出了基于雙人合作博弈模型的激勵機制來解決節點行為的自私性問題。

Alessandro Mei等人在2012年提出了名稱為Give2Get的激勵機制。在該機制中，節點可以通過為其他節點提供數據中繼服務來換取一定的收益，中繼的數據量越多，則獲得的收益就越高。在數據中繼的過程中，接受數據的節點會給交付數據的節點一個加密的憑證。依據該憑證，節點可以對收益進行兌換。

Kang Chen等人在2013年提出了名稱為Multicent的激勵機制，其在給節點提供激勵的同時，能夠兼顧網絡的整體性能，比如包投遞率等指標。

盡管上述各種激勵算法在各自的應用場景下都能夠很好地工作。但是，用在視頻數據傳輸的場景中都存在如下問題：

1)上述方法僅僅針對一般性的數據傳輸而對節點進行激勵，沒有充分考慮到數據內容的差異性，很顯然不適用于視頻數據在機會網絡中的傳輸。

2)上述方法僅僅關注于對節點間的數據交互進行激勵，在設計算法時，沒有明確考慮網絡整體的性能指標。盡管Multicent機制也考慮了包投遞率；但是這對視頻傳輸來說是遠遠不夠的。因為較高的包投遞率并不能保證良好的視頻投遞質量。而且，與此同時，通過人與人之間的機會接觸來進行視頻數據的分享已經成為機會網絡的主要應用之一。

由于機會網絡采用存儲-攜帶-轉發的模式傳輸數據，而且，視頻數據因其自身特點在傳輸過程中還要比其他傳統的一般數據消耗大量的設備資源，例如存儲容量、傳輸帶寬、計算能力、能耗等等。因此，由于客觀或主觀的多種因素，網絡中的移動節點可能會呈現出一定的自私性，包括：為節省存儲空間而丟棄視頻數據包，或為節省能耗和傳輸帶寬而拒絕對視頻數據進行轉發等。機會網絡中的視頻數據傳輸是一個多節點協作的過程，移動節點的這種自私性行為無疑對視頻數據的投遞質量造成嚴重影響。因此，如何針對機會網絡設計一種適合于視頻數據傳輸的激勵算法已經成為當前業內科技人員關注的一個焦點課題。本發明也是為了解決這個問題而應運而生的。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種機會網絡中面向視頻投遞質量優化的激勵方法，用于提高視頻數據在機會網絡中的傳輸質量。本發明充分考慮了視頻數據的內在特征和視頻數據在網絡中的擴散情況，提出一種新穎的收益分配算法，它不僅能夠對網絡中的移動節點進行激勵，同時還能驅使這些移動節點按照規定的策略對網絡整體的視頻投遞質量進行優化。。